[发明专利]肋骨中心线检测装置及方法

权利要求书

1.一种肋骨中心线检测装置，其特征在于包括：

肋骨识别模块，配置为基于预设的肋骨识别模型识别目标图像中肋骨所在区域，获取在所述目标图像对应的三维空间图像中所述肋骨所在区域包含的多个连通区域，并且根据每个所述连通区域获取每根肋骨对应的肋骨区域；

肋骨中心线获取模块，配置为获取在所述目标图像对应的三维空间图像中每个所述肋骨区域对应的多个特定平面，并且根据所述特定平面计算相应肋骨区域的重心，将所述每个肋骨区域的所有重心相连得到相应肋骨的中心线；

其中，所述肋骨识别模型是基于预先标定的肋骨图像并利用机器学习算法所构建的神经网络模型；所述特定平面是平面角度为预设极角并且平行于预设的坐标轴的平面，所述极角的角度值取决于根据所述肋骨所在区域的重心对相应肋骨区域内的二维投影点进行极坐标变换后得到的二维投影点极角范围。

2.根据权利要求1所述的肋骨中心线检测装置，其特征在于，所述肋骨中心线获取模块进一步配置为执行如下操作：

将所述肋骨所在区域的重心和每个肋骨区域投影到二维平面，分别得到重心投影点和所述每个肋骨区域的肋骨投影区域；

以所述重心投影点为中心对每个肋骨投影区域内的二维投影点进行极坐标变换；

根据所述每个肋骨投影区域内每个二维投影点的极坐标获取相应肋骨区域对应的二维投影点极角范围。

3.根据权利要求2所述的肋骨中心线检测装置，其特征在于，所述肋骨中心线获取模块还配置为执行如下操作：

根据所述每个肋骨区域对应的二维投影点极角范围和预设的角度步长提取所述每个肋骨区域对应的多个极角。

4.根据权利要求1所述的肋骨中心线检测装置，其特征在于，所述肋骨中心线检测装置还包括中心线修正模块，所述中心线修正模块配置为：

利用预设的曲线平滑方法对所述肋骨中心线获取模块所获取的中心线进行平滑处理。

5.根据权利要求4所述的肋骨中心线检测装置，其特征在于，所述曲线平滑方法是基于预设的马尔科夫随机场模型的曲线处理方法。

6.根据权利要求5所述的肋骨中心线检测装置，其特征在于，

所述中心线修正模块进一步配置为按照下式所示的方法对中心线进行平滑处理：

其中，所述E(X)表示所述马尔科夫随机场模型的能量函数，所述X表示所述中心线上所有的点所在的某个维度(x、y或者z轴所在的维度)，x_i表示所述中心线上第i个点在X维度的坐标，N_i表示所述中心线上与第i个点相邻的点的个数，x_j表示所述中心线上与x_i点相邻的第j个点的坐标，x′_i表示所述第i个点在X维度上的初始坐标，γ表示x′_i所占的权重，d表示预设的距离。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的肋骨中心线检测装置，其特征在于，所述肋骨识别模块还配置为执行如下操作：

获取所述肋骨所在区域内所有欧式距离小于预设距离的三维空间点；

根据所获取的三维空间点获取每根肋骨的连通区域。

8.一种肋骨中心线检测方法，其特征在于包括：

基于预设的肋骨识别模型识别目标图像中肋骨所在区域，获取在所述目标图像对应的三维空间图像中所述肋骨所在区域包含的多个连通区域，并且根据每个所述连通区域获取每根肋骨对应的肋骨区域；

获取在所述目标图像对应的三维空间图像中每个所述肋骨区域对应的多个特定平面，并且根据所述特定平面计算相应肋骨区域的重心，将所述每个肋骨区域的所有重心相连得到相应肋骨的中心线；

其中，所述肋骨识别模型是基于预先标定的肋骨图像并利用机器学习算法所构建的神经网络模型；所述特定平面是平面角度为预设极角并且平行于预设的坐标轴的平面，所述极角的角度值取决于根据所述肋骨所在区域的重心对相应肋骨区域内的二维投影点进行极坐标变换后得到的二维投影点极角范围。