[发明专利]基于先验知识的医学断层图像闭合骨骼轮廓计算方法

摘要

本发明公开了一种基于先验知识的医学断层图像闭合骨骼轮廓计算方法；首先，对从医学断层图像中提取的骨骼轮廓做预处理，将无多余支线且不出现相交情况的单回路骨骼轮廓作为参考模板，其余为非参考模板；然后，引入同类型骨骼模板，通过特征值法在同类型骨骼模板中搜索与参考模板最为匹配的轮廓并建立两者仿射变换，利用非参考模板和参考模板的相邻关系，在同方向找到与非参考模板最为匹配的同类型骨骼模板；最后，将参考模板和同类型骨骼模板作为先验知识补全非参考模板断边并去除不相关轮廓线。该发明应用于医学断层图像三维重建设计中，对轮廓提取中经常出现的相交、相邻、断边等问题进行分类讨论，能大大提高轮廓提取的质量和效率。

主权项

基于先验知识的医学断层图像闭合骨骼轮廓计算方法，其特征在于：利用单回路骨骼轮廓、已有同类型骨骼模板轮廓为先验知识共同引导，自动获取其他医学断层图像闭合骨骼轮廓的过程；计算所有医学断层图像闭合骨骼轮廓，其计算方法包括以下步骤：（1）将所有医学断层图像提取出的骨骼轮廓做预处理并分类成参考模板 和非参考模板，该步骤包括如下：步骤 S01：依次读入医学断层图像，利用 Canny 方法获得医学断层图像的骨骼轮廓地图，结合边界跟踪算法得到每张医学断层图像若干条连续或不连续的骨骼轮廓；步骤 S02：将得到的骨骼轮廓称为目标轮廓，若能从目标轮廓中搜索出接近闭合的骨骼轮廓，则利用三次样条插值法连接断点得到闭合骨骼轮廓作为预参考模板 ；否则标记为非参考模板 ；其中，接近闭合的骨骼轮廓是指轮廓线存在断点且相邻断点间欧式距离均小于距离阈值 T，通过插值得到不失真的闭合骨骼轮廓；步骤 S03：去除预参考模板 中由于插值产生的多余支线，将单回路预参考模板 标记为参考模板；否则标记为非参考模板 ；（2）建立非参考模板与同类型骨骼模板对应关系，该步骤包括如下：步骤 S04：设定同类型骨骼模板等高线间距，重采样得到一组闭合骨骼轮廓；步骤 S05：利用特征值法在对应参考模板和同类型骨骼模板间作相似性判断，从而找到与非参考模板匹配的同类型骨骼模板；（3）以相邻参考模板、同类型骨骼模板为先验知识，补全断边并除去非参考模板 中不相关的轮廓线，该步骤包括如下：步骤 S06：对不相关轮廓线情况分类；步骤 S07：利用公共夹角计算同类型骨骼模板、相邻参考模板中的参考向量以及非参考模板断点平均向量共同约束计算出断点后续点的插值坐标以补全断边；步骤 S08：利用同类型骨骼模板、相邻参考模板中的参考向量作为先验知识去除出现的不相关轮廓线；步骤 S09：重复步骤 S07 到步骤 S08 直至非参考模板成为单回路闭合骨骼轮廓并将其标记为参考模板。