[发明专利]血管中心线自动提取方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种血管中心线自动提取方法及装置，包括：获取包含血管结构的原始图像，对所述原始图像进行基于凸对称性的多尺度和多方向滤波，获得中心线增强图像；基于所述中心线增强图像，通过非极大值抑制方法，获取置信度满足预设条件的种子点的集合，构建高置信度种子点集合；通过预设规则，依次选取高置信度种子点集合中的种子点，结合中心线增强图像，采用基于回溯路径传播的最小路径方法搜寻管状结构的多分支中心线结构，得到原始图像的初始中心线结构，再利用基于关键点探测最小路径方法对所述初始中心线结构进行修复，获取所述原始图像的完整中心线。避免了基于最小路径方法在多分支结构提取中对种子点的大量需求。

技术领域

本发明实施例涉及图像处理领域，尤其涉及一种血管中心线自动提取方法及装置。

背景技术

管状结构出现在各种领域的图像中，例如医学图像中的冠脉血管、视网膜血管，航拍图像中的道路结构等。在医学图像中，管状结构的分析是理解血管病变与描述血管疾病的必需环节，其中，管状结构的中心线提取是十分重要的研究内容。中心线可以代表血管网络的拓扑结构，其完整性与准确性影响着对应各种应用的有效性和鲁棒性。

由于管状结构中心线能够完整表达管状结构的拓扑结构，血管中心线自动提取技术已经广泛用于道路图像分析、裂缝探测、血管疾病计算机辅助诊疗等领域中，所以自动、快速、准确地提取管状结构中心线结构具有重要的意义。然而，管状结构通常存在拓扑结构复杂、半径尺度变化大等特性，以及其成像图像也常常存在噪声、灰度不均匀、背景复杂、对比度和分辨率低等问题，导致管状结构中心线精确提取存在巨大的挑战。

发明内容

本发明实施例提供一种血管中心线自动提取方法及装置，用以解决上述现有技术中存在的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种血管中心线自动提取方法，包括：

获取包含血管结构的原始图像，对所述原始图像进行基于凸对称性的多尺度和多方向滤波，获得中心线增强图像；

基于所述中心线增强图像，通过非极大值抑制方法，获取置信度满足预设条件的种子点的集合，构建高置信度种子点集合；

通过预设规则，依次选取高置信度种子点集合中的种子点，结合中心线增强图像，采用基于回溯路径传播的最小路径方法搜寻管状结构的多分支中心线结构，得到原始图像的初始中心线结构，再利用基于关键点探测最小路径方法对所述初始中心线结构进行修复，获取所述原始图像的完整中心线。其中，所述基于所述中心线增强图像，通过非极大值抑制方法，获取置信度满足预设条件的种子点的集合，构建高置信度种子点集合的步骤，具体包括：基于所述中心线增强图像，利用多方向非极大值抑制操作得到类中心线结构，进而获得所述中心线增强图像的种子点集合；通过路径算子形态学操作对所述种子点中的种子点进行筛选，选取其中置信度高于预设阈值的种子点，构建高置信度种子点集合。

其中，通过预设规则，依次选取高置信度种子点集合中的种子点，结合中心线增强图像，采用基于回溯路径传播的最小路径方法搜寻管状结构的多分支中心线结构，得到原始图像的初始中心线结构的步骤，具体包括：在所述高置信度种子点集合中选取置信度最高的种子点作为本次迭代的目标种子点；以所述目标种子点作为起始点初始化，结合所述中心线增强图像，采用基于回溯路径传播的最小路径方法，根据中心线增强图像计算传播能量场，利用回溯操作选取传播能量场波前上最优点更新计算传播能量场，同时根据回溯操作计算中心线概率图，满足传播速率停止条件后停止传播，最后通过对中心线概率图阈值分割提取获得所述初始中心线结构。其中，所述根据中心线增强图像计算传播能量场，利用回溯操作选取传播能量场波前上最优点更新计算传播能量场，同时根据回溯操作计算中心线概率图，满足传播速率停止条件后停止传播的步骤，具体包括：当判断获知所述传播能量中的传播速率，在连续n个最优传播点的传播速率小于预设速率时，则停止传播，其中，n为自然数。