[发明专利]在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术行业图像处理技术领域，具体地涉及在核磁图像序列中自动 提取舌位轮廓的方法和系统。

背景技术

核磁共振成像技术作为一种先进安全的医学观测手段，近几年在医疗、科研、刑侦 等领域得以广泛应用。因核磁图像的正中矢状面能够提供较为完整的说话人声道形状，且 其口腔内部成像效果较X光影像更加清晰，因此该技术常用于声道形状分割，元音发音声道 轮廓研究和发音时舌位运动分析等领域。在以往的研究工作中，研究人员通常需要借助大 量的手工标注完成发音轮廓提取方法的建模。南加州大学的Proctor等提出了一种半自动 的发音器官轮廓提取方法，能够通过少量的手工标注完成发音器官轮廓的提取工作。然而， 该方法所提取的舌位轮廓有时在视觉上出现很明显的误差，尤其在舌位运动过程中接触到 其他器官轮廓的情况下。针对这一情况，一些研究者做了相应的研究工作，但仍需要借助大 量的手工标注或修正。

发明人发现：由于核磁图像中存在着大量噪点，成像分辨率较低，且当舌位与其他 发音器官(如上颚、软腭、喉部等)发生接触时，其轮廓边缘变得十分模糊甚至消失，因此，在 核磁图像序列中对舌位轮廓提取工作还面临着很大的挑战。

发明内容

本发明实施例提供一种在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的方法，以至少部分 地解决了如何无需人工交互以在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的技术问题。此外，还 提供一种在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的系统。

为了实现上述目的，根据一个方面，提供了以下技术方案：

一种在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的方法，所述方法至少包括：

在所述核磁图像中，在舌位运动区域内，利用多方向Sobel算子，提取舌位轮廓初 始边缘点；

基于所述舌位轮廓初始边缘点，建立舌位边缘点映射矩阵；

根据所述舌位边缘点映射矩阵，并利用相邻边缘点位置的制约关系，搜索舌位最 优边缘点序列；

将所述舌位最优边缘点序列作为控制点，利用曲线拟合算法得到舌位轮廓。

根据另一个方面，还提供了一种在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的系统，所 述系统至少包括：

提取模块，被配置为在所述核磁图像中，在舌位运动区域内，利用多方向Sobel算 子，提取舌位轮廓初始边缘点；

矩阵建立模块，被配置为基于所述舌位轮廓初始边缘点，建立舌位边缘点映射矩 阵；

搜索模块，被配置为根据所述舌位边缘点映射矩阵，并利用相邻边缘点位置的制 约关系，搜索舌位最优边缘点序列；

曲线拟合模块，被配置为将所述舌位最优边缘点序列作为控制点，利用曲线拟合 算法得到舌位轮廓。

与现有技术相比，上述技术方案至少具有以下有益效果：

本发明实施例通过采用多方向Sobel算子在核磁图像中，在舌位运动区域内，提取 舌位轮廓初始边缘点；然后基于舌位轮廓初始边缘点，建立舌位边缘点映射矩阵；根据舌位 边缘点映射矩阵，并利用相邻边缘点位置的制约关系，搜索舌位最优边缘点序列；将舌位最 优边缘点序列作为控制点，利用曲线拟合算法得到舌位轮廓。由此，本发明实施例能够自动 从核磁图像序列中较准确地提取出舌位轮廓，而整个过程无需人工交互。

附图说明

图1为根据一示例性实施例示出的在核磁图像序列中自动提取舌位轮廓的方法的 流程示意图；

图2a为根据一示例性实施例示出的核磁图像正中矢状面舌位运动区域示意图；

图2b为根据一示例性实施例示出的舌位轮廓边缘梯度方向示意图；

图3a为根据一示例性实施例示出的舌位轮廓初始边缘点示意图；

图3b为根据一示例性实施例示出的非均匀扇区分配示意图；

图4a为根据一示例性实施例示出的初始舌位边缘点映射矩阵示意图；

图4b为根据一示例性实施例示出的前一帧舌位轮廓边缘点位置示意图；

图4c为根据一示例性实施例示出的调整后的舌位边缘点映射矩阵示意图；

图5a为根据一示例性实施例示出的舌位最优边缘点序列示意图；

图5b为根据一示例性实施例示出的舌位最优边缘点序列在原核磁图像中对应位 置的示意图；

图6a为现有方法的实验结果示意图；