[发明专利]一种X光图像中标记点序列的自动识别方法

权利要求书

1.一种X光图像中标记点序列的自动识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、读取含有标记点信息的DICOM图像，所述标记点是安装在空间定位器上的钢球，将安装在空间定位器一个表面上的五个钢球记作第一组标记点，将安装在空间定位器另一个表面上的五个钢球记作第二组标记点，所述第一组标记点中钢球的半径不同于第二组标记点中钢球的半径；

步骤2、识别DICOM图像中的圆形；具体包括以下步骤：

步骤21、使用opencv中的高斯模糊函数，消除DICOM图像的噪点；

步骤22、使用opencv的Canny函数，对步骤21处理后的图像进行锐化处理；

步骤23、通过Hough变换来识别步骤22处理后的图像中的圆形，得到圆形的中心位置及尺寸大小；

步骤3、分组排序，实现标记点序列的自动识别，包括以下步骤：

步骤31、根据钢球半径的不同，将圆形自动分成两组，每组圆形按照以下步骤进行标记点的自动排序；

步骤32、筛除不符合条件的圆形，筛除的圆形的圆半径小于预设值的最小值，或者大于预设值的最大值；

步骤33、确定每组标记点所对应的五个圆形：筛选出三点共线的圆形，并且三点共线中的两个圆形所组成的边跟另外两个圆形组成的边，平行且长度误差不超过5％；

步骤34、根据步骤33中确定好的五个标记点，其中三点共线的中间那个标记点记作“1”号标记点，在三点共线的三个标记点中，距离“1”号标记点近的标记点记作“2”号标记点，远的标记点记作“5”号标记点，剩余的两个标记点向三点共线做投影，将投影后离“2”号标记点近的标记点记作“3”号标记点，将投影后离“2”号标记点远的标记点记作“4”号标记点；

其中，空间定位器上十个标记点的空间三维坐标是已知的，通过所述步骤1～3，能够知晓所述十个标记点在DICOM图像中的二维坐标，之后计算得出钢球的空间三维坐标与其在DICOM图像中的二维坐标之间的转换关系；

根据透视投影的关系，有如下线性方程组成立：

A₁x+A₂y+A₃z+A₄-A₅xu-A₆yu-A₇zu＝u(4.1)；

A₈x+A₉y+A₁₀z+A₁₁-A₅xv-A₆yv-A₇zv＝v(4.2)；

以上两方程包含11个待求参数A_i(i＝1,2,Λ11)，给定n(n≥6)个标记点的空间三维坐标(x_i，y_i，z_i)＝(i＝1，2，Λn)以及相应的屏幕坐标(u_i，v_i)(i＝1，2，Λn)，则可以得到2n个关于A_i(i＝1,2,Λ11)的线性方程组，表示成矩阵的形式为：

A_11×1＝[A₁ A₂ A₃ A₄ A₅ A₆ A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁]^T；

C_(2×n)×1＝[u₁ u₂ Λ u_n v₁ v₂ Λ v_n]^T；

所以E·A＝C，

A＝(E^TE)^-1E^TC (4.3)；

从而求得A_i(i＝1,2,Λ11)，计算得出钢球的空间三维坐标与其在DICOM图像中的二维坐标之间的转换矩阵A。