[发明专利]一种基于三维超体素描述的数字化生理生物体建模方法

摘要

本发明公开了一种基于三维超体素描述的数字化生理生物体建模方法，包括以下步骤首先对生物体的原始医学图像进行格式转换，二值化等预处理，得到待分割生理结构周围区域；其次对待分割生理结构周围区域的二维图像序列重建到三维空间，利用超体素算法将三维图像划分成大小相近的超体素；再次通过基于高斯混合模型的图割算法自动将超体素分割为前景和背景两部分；最后将所有划分到前景一类的超体素利用面绘制方法在三维空间进行重建，得到待分割生理结构区域的三维显示及其在整个生物体内的三维显示。本发明降低了生物体其他部位对分割结果的消极影响，节省了时间，增强了算法的鲁棒性并降低了图割的计算复杂度，并提高了分割的准确性。

主权项

一种基于三维超体素描述的数字化生理生物体建模方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)获取生物体医学图像序列，并截取像素值的有效区间；(2)通过标准的模糊C均值聚类方法分别将序列I中生物体医学图像Ii的像素聚类成两类，其中亮度最高的一类是骨骼结构Ii1，另一类是除骨骼之外的部分Ii2，然后去除亮度最高的骨骼结构Ii1；(3)将去除骨骼后医学图像Ii2进行二值化，删除二值图像中面积很小的区域，并对剩余区域进行腐蚀并求各连通区域大小；从而获得最大连通区域，即待分割生理结构区域图像，截取待分割生理结构区域周围a*b大小的图像(Ii2)′；(4)将得到的待分割生理结构区域周围图像(Ii2)′重建到三维区间，通过三维滤波去除噪声，得到三维矩阵，对重建得到的三维矩阵，应用三维简单线性迭代聚类算法对其进行分割，得到规则排列的超体素sv；(5)利用图割方法将超体素sv划分为前景sv1，即待分割生理结构区域，和背景sv2两部分，同时也对应的将与超体素相对应的像素s划分为前景s1和背景s2；(6)将所有划分到前景像素s1以及划分到背景的像素s2利用面绘制方法在三维空间进行重建，得到待分割生理结构区域在整个生物体内的三维显示V′，最终实现了数字化生理生物体建模。