[发明专利]一种肺部CT图像的血管分叉点提取方法及系统

摘要

本发明属于图像处理领域，提供了一种肺部CT图像的血管分叉点提取方法及系统。该方法及系统充分利用了血管分叉点在几何结构上的球型特征、以及张量投票的累加性，通过对增强后的肺部CT图像上属于血管的像素点进行球张量投票，求解球张量显著性系数的局部最大值以获得备选血管分叉点，之后利用主成分分析算法去除血管的末端点，得到准确的肺部血管分叉点。该方法及系统无需图像前期操作，对噪声具有较强的鲁棒性，为后期的图像配准和肺部运动估计提供重要依据，有利于后期的肺部CT图像分析，辅助临床诊断与治疗。

主权项

一种肺部CT图像的血管分叉点提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：对肺部CT图像中的支气管和血管进行增强，并确定增强后的像素点中、属于血管的像素点；每一个属于血管的像素点分别向投票窗口内的其它属于血管的像素点进行球张量投票；根据球张量投票结果，对每一点累积的球张量票数进行分解，得到备选血管分叉点的集合；利用主成分分析算法对每一备选血管分叉点进行分析，以去除血管的末端点，得到准确的血管分叉点；其中，像素点的球张量投票具体包括：若所述属于血管的像素点(x，y，z)对应的三个特征值为λ1、λ2、λ3，且满足|λ1|≤|λ2|≤|λ3|，对应的特征向量为点(x，y，z)向所述投票窗口内其它属于血管的像素点Q投出的票数为棒张量Stick(l，θ，π)在两个方向旋转后得到的球张量B(x，y，z)，且满足：其中，Iσ(x，y，z)表示在尺度σ下所述肺部CT图像的平滑结果，Sθφψ表示棒张量Stick(l，θ，π)旋转角度φ和角度ψ后的结果，角度φ是棒张量Stick(l，θ，π)在xy平面内、以z轴为旋转中心的旋转角度，角度ψ是棒张量Stick(l，θ，π)在xz平面内、以y轴为旋转中心的旋转角度，所述棒张量Stick(l，θ，π)满足：其中，为显著性衰减函数，且θ为点 (x，y，z)与点Q的连线l与张成的平面夹角，l是点(x，y，z)与点Q的连线，s为l的弧长，σ指定了投票的尺度范围，决定了投票窗口的大小，c为尺度范围σ的函数，用于制约曲率的退化程度，且满足：所述投票窗口是一边长为ws的正方体，且边长ws满足：所述像素点Q得到的球张量票数BQ是所述像素点Q所在的投票窗口内所有属于血管的像素点向所述像素点Q投出的球张量之和，即：