[发明专利]一种乳房三维图像的分割方法和装置

权利要求书

1.一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)输入所述乳房三维图像，将所述乳房三维图像转换为二维图像；

(2)通过动态规划方法获取所述二维图像中的目标边界线，所述边界线为所述乳房的外表面经过转化后在所述二维图像中的位置；

(3)基于所述二维图像中的边界线，重构所述乳房的分割结果。

2.如权利要求1所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，根据图像的灰度、梯度和形状特征建立所述步骤(2)中的动态规划方法中的局部能量方程。

3.如权利要求2所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，所述局部能量方程的公式表示为：

C(i)=dis(i,i-1)/max(dis)-g(i)/max(g)，

其中，i表示阶段，所述阶段为所述二维图像的每一列，所述二维图像通过螺旋扫描方法和极坐标转换方法得到，所述二维图像的每一列为通过所述螺旋扫描方法顺序得到的射线，每一列上的像素点的灰度值为螺旋扫描方法顺序得到的射线在三维空间中经过的体素的灰度值；C(i)为第i阶段上点P(j)的局部能量；dis(i,i-1)表示所述点P(j)到第i-1阶段上点Q(k)在第i阶段上投影的距离；max(dis)表示所述二维图像中所有距离中的最大值；g(i)表示第i阶段上点P(j)的图像梯度；max(g)表示二维图像中所有点的图像梯度的最大值。

4.如权利要求3所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，所述第i阶段上的图像梯度g(i)的优化过程如下：

计算所述二维图像中的第i阶段上每个像素点的梯度；

选择所述二维图像中第i阶段上梯度值不为0的像素点；

根据所述梯度值不为0的像素点，确定候选像素点。

5.如权利要求4所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，所述二维图像中的第i阶段上每个像素点的梯度通过其在垂直方向上的灰度中心差分方法得到。

6.如权利要求4所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，所述选择所述二维图像中第i阶段上梯度值不为0的像素点包括：根据乳房的内部和外部特征，赋予图像中由亮灰度变化到暗灰度所产生的梯度值为0，则其余的像素点即为所述梯度值不为0的像素点。

7.如权利要求4所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，所述确定候选像素点过程包括：

(a)计算位于所述二维图像中梯度值不为0的某个像素点在垂直向上方向的M个像素点的灰度平均值，所述灰度平均值小于预先设定的阈值，则所述二维图像中的梯度值不为0的像素点为保留像素点；

(b)根据所述保留像素点在所述二维图像中在垂直方向上的位置，确定一个位于乳房内部的半径参数r，去除在所述二维图像中距离底边小于r/4的保留像素点，则其余保留像素点为所述候选像素点。

8.如权利要求7所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，所述像素点的个数M的取值范围为5-30。

9.如权利要求7所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，所述阈值的取值范围为5-25。

10.如权利要求1所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，所述重构乳房的分割结果包括如下步骤：

(a1)基于所述二维图像中边界上的像素点在垂直方向上的位置，确定螺旋扫描射线相应的半径；

(a2)确定射线l₀，所述射线l₀由所述乳房三维图像中的任一体素和所述螺旋扫描的起始点确定，并确定所述乳房三维图像中的任一体素到所述螺旋扫描起始点的距离d；

(a3)获取与所述射线l₀最近的螺旋扫描射线，所述最近的螺旋扫描射线的数目为N；

(a4)根据所述射线l₀与所述最近的螺旋扫描射线的距离和所述最近的螺旋扫描射线的半径，加权平均计算出射线l₀对应的半径；

(a5)比较所述射线l₀对应的半径和所述距离d，确定所述乳房三维图像的各体素的位置。

11.如权利要求10所述一种乳房三维图像的分割方法，其特征在于，所述步骤(a3)中通过查找表方法获取最近的螺旋扫描射线。