[发明专利]一种自动提取C型臂DR影像中定位用金属球位置的方法

权利要求书

1.一种自动提取C型臂DR影像中定位用金属球位置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，计算金属球分布特征；

获取紧贴平板感测器的n颗金属球在影像校准器的工程设计图中的坐标值，计算任意两颗金属球之间的球心距离，得到n×n的矩阵M₀；

步骤S2，提取n个金属球的候选球心影像；

步骤S3，筛选金属球的影像中心，剔除金属球影像中心的杂讯点，最终确定金属球与DR影像的位置对应关系。

2.如权利要求1所述的一种自动提取C型臂DR影像中定位用金属球位置的方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21，制作术前单颗金属球的影像模板；

步骤S22，分别提取所述影像模板和术中DR影像的边缘特征；

步骤S23，将影像模板与术中DR影像进行特征匹配，得到n个金属球的候选球心影像。

3.如权利要求2所述的一种自动提取C型臂DR影像中定位用金属球位置的方法，其特征在于，步骤S21中，制作单颗金属球的影像模板的方法为：

术前拍摄一张C型臂的DR影像，手动在DR影像上截选一个矩形区域作为单颗金属球的影像模板，所述矩形区域满足以下条件：

所述矩形区域内仅包含一颗紧贴平板感测器的金属球的完整影像；

所述矩形区域为金属球的完整影像的最小外接矩形。

4.如权利要求2所述的一种自动提取C型臂DR影像中定位用金属球位置的方法，其特征在于，步骤S22具体包括以下步骤：

步骤S221，影像灰度值梯度计算；

采用Sobel算子对影像模板进行卷积计算，得到影像模板上各个像素点位置的x轴向灰度值变化梯度值和y轴向灰度值变化梯度值

利用分别计算影像模板上各个像素点位置的梯度值G^T和梯度方向A，并记所有像素点位置的梯度值的最大值为

将影像模板上各个像素点位置的梯度值G^T和梯度方向A分别存于梯度值矩阵M₁和梯度方向矩阵O₁中；

采样与影像模板同样的方法获得术中DR影像的梯度最大值梯度值矩阵M₂和梯度方向矩阵O₂；

步骤S222，梯度值非极大值抑制；

同时遍历影像模板的M₁和O₁矩阵中的每一个元素，并以如下方式更新矩阵M₁：

若M₁[i，j]＜L或M₁[i，j]＜R，则M₁[i，j]的值为0；

否则，将M₁[i，j]的值更新为：

其中，L和R分别为矩阵的一对邻侧元素；

采用与影像模板同样的方法更新术中DR影像的梯度值矩阵M₂；

步骤S223，滞后阈值法提取影像边缘；

选定两个阈值t₁、t₂，其中，0t₁t₂1；

遍历矩阵M₁中的各个元素，若M₁[i，j]≥t₂，则M₁[i，j]的值保持不变；若M₁[i，j]≤t₁，则将M₁[i，j]的值设为0；若t₁＜M₁[i，j]＜t₂，则进一步检查与M₁[i，j]相邻的元素中，是否存在大于或等于t₂的元素，若存在，则M₁[i，j]的值保持不变，否则将M₁[i，j]的值设为0；

采用与影像模板同样的方法遍历更新M₂中的各个元素。