X射线、超声、红外图像融合乳腺肿块图像检测方法技术

本发明专利技术公开了一种X射线、超声、红外图像融合乳腺肿块图像检测方法，主要解决由于单幅乳腺肿块图像信息来源单一，信息欠精确的技术问题。其实现为：对乳腺X线图像，超声图像与红外乳腺图像进行融合；对融合后的乳腺图像预处理，去噪；对去噪后的乳腺图像的三类融合图像，用方形网格覆盖法，分割出乳腺区域；对分割出乳腺区域的乳腺图像进行小波图像增强，使肿块与背景区域明显区分开来；用基于Top—hat的形态学方法检测乳腺区域中的肿块，用于辅助医生早期诊断。本发明专利技术将多种乳腺检查图像进行融合，提高了信息丰富度，获得更精确的诊断信息，对图像分析处理检测出肿块，利于乳腺癌的早期发现与诊治，为医生早期诊断提供图像依据。

X ray, ultrasonic and infrared image fusion method for detecting breast lumps

The invention discloses a X ray, ultrasonic and infrared image fusion breast lump image detection method, which mainly solves the technical problem that the information source of a single breast lump image is single and the information is not accurate. In fact, now: the breast X-ray image, ultrasound image and infrared image fusion preprocessing of breast; breast, fused image denoising; image fusion of three types of breast image after denoising, by covering with square grid, segmentation of the breast region; the segmented breast breast region wavelet image image enhancement, make a clear distinction between the mass and the background region; using morphological method Top - hat detection of breast in the area of mass based on early diagnosis for doctors. The invention combines many breast check image, improve the information richness, to obtain more accurate diagnostic information and image analysis processing to detect masses for early breast cancer diagnosis and treatment for the doctor found, on the basis of the early diagnosis of image.

【技术实现步骤摘要】
X射线、超声、红外图像融合乳腺肿块图像检测方法
本专利技术属于图像处理
，更进一步涉及图像融合处理，具体是一种X射线、超声、红外图像融合乳腺肿块图像检测方法，可用于乳腺癌的早期诊断的图像分析。
技术介绍
乳腺癌是一种常见的恶性肿瘤，严重威胁着全世界妇女的健康甚至生命。据有关资料介绍，自20世纪70年代末开始，乳腺癌发病数一直位居女性肿瘤首位，并且在全球每年约以2％的速度递增。美国8名妇女一生中就会有1人患乳腺癌。中国不是乳腺癌的高发国家，但近年我国乳腺癌发病率的增长速度却高出高发国家1～2个百分点。据国家癌症中心和卫生部疾病预防控制局2012年公布的2009年乳腺癌发病数据显示：全国肿瘤登记地区乳腺癌发病率位居女性恶性肿瘤的第1位，女性乳腺癌发病率(粗率)全国合计为42.55/10万，城市为51.91/10万，农村为23.12/10万。在我国，随着人们物质生活水平的提高，乳腺癌的发病率和死亡率也有所上升，而且城市人口乳腺癌死亡率明显高于农村人口死亡率。一般来说，35岁以下的女性为乳腺癌低发人群，但40岁以上女性发病率明显上升。可见，乳腺癌已经是一个全球性的健康问题。近年来，随着科学技术的发展，乳腺癌的诊断技术和治疗方法都有了较大的提高。较为常见的主要有钼靶软X射线检查、超声显像检查、热图像检查、近红外线扫描检查、CT检查、肿瘤标志物检查及活体组织检查等。目前也只能在癌症发生的早期治疗中取得良好的效果，因为多数晚期癌症较多发生远处转移，无论采用何种现代化的治疗措施，疗效仍然不理想。显然，乳腺癌早期发现和诊断对挽救患者的生命极其重要。由于钼靶软X射线检查空间分辨率高，对肿块和钙化敏感，所需设备简单、价格低廉，而且是一种无创、微辐射的检查方法，在乳腺的早期检测中具有重要意义，钼靶X线整体性强，可较敏感的显示乳腺结节内部的微钙化，但钼靶X线微钙化的显示受腺体密度的影响较大。超声作为诊断乳腺疾病的重要影像学检查方法之一，可以采用多切面、多层次的连续扫查手法对乳腺进行检查，尤其是在乳腺肿瘤囊实性的鉴别诊断方面具有独特的应用价值。该方法具有无毒，无害，简便等特点，能鉴别良、恶性，囊、实性，增生等乳腺疾病。但超声检查有时会出现假阳性，对小于1厘米的肿块确诊困难。近红外光扫描检查乳腺疾病，因为速度快、无放射性而常在体检中作为乳腺疾病的初筛检查，尤其适合妊娠期和哺乳期女性，费用大约几十元。它利用正常组织和病变组织对红外线吸收率不同，而显示透光、暗亮等不同的灰度影像，由此诊断乳腺疾病。因其具有无损、方便、费用低等优点，在国内外已广泛应用。各种检查方法各有其优缺点，现在多采用单一传感器进行检测，由于单一传感器是有限的频率带宽，所以捕获的信息量受到限制，不能满足实际的应用需求。图像融合就是把两个或两个以上的图像合并成为一个目标图像，这个目标图像将包含每个输入图像中的重要和清晰的信息。医学图像融合是指将不同的医疗设备所获取的病变区域的两个或更多的图像进行融合，提高了图像质量，以获得更精确的诊断信息，并提高信息的丰富度。为了获得更精确的诊断信息，现今已有人提出采用两种检测图像的融合，使获得的信息量增加，肿块识别率也相应提高，但两种传感器获取的图像信息仍然有限。都是仅仅将两种图像进行融合，直接拿融合后的图像给医生看，而融合后的图像存在一些噪声，图像质量不够高，上述方法中没有对图像背景进行处理，也没有将乳腺区域提取出来。现如今已有的结合图像融合方法中，有人提出将一副乳腺X射线图像经过不同的图像增强处理，再将该图像处理后的图像进行融合，达到图像增强的目的，以提高图像质量。但是现有方法中仍然是基于一副乳腺图像的基础，乳腺图像的信息来源单一，图像信息的丰富度不够，不能获得更精确的信息。而且只是做了图像增强，没有进行进一步对肿块图像识别检测，不能方便医生更直观的查看乳腺图像，获得更准确的诊断信息。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提出了一种降低噪声，去除背景，更清晰显示乳腺区域的X射线、超声、红外图像融合乳腺肿块图像检测方法。本专利技术是一种基于X射线、超声、红外三类图像融合的乳腺肿块图像检测方法，其特征在于，利用计算机辅助检测，将多源图像融合，然后进行图像处理分析，对乳腺图像肿块进行检测，利于对乳腺癌进行早期诊断，包括有如下步骤：(1)对乳腺X射线、超声、红外三类图像进行融合，首先对同一患者同一时间同一部位的乳腺X线图像、乳腺超声图像和乳腺红外图像进行格式转换、图像配准一系列操作，使三幅图像位置匹配，以数字图像格式进行处理，然后对乳腺X线图像和乳腺超声图像进行图像融合，X线图像和超声图像的融合结果再与乳腺红外图像进行图像融合，得到X射线、超声、红外三类融合图像；(2)对融合后的乳腺图像进行预处理，采用形态学方法对三类融合图像进行去噪，先进行一次开运算，再进行一次闭运算，去除三类融合图像中一些微小的噪声；(3)分割出三类融合图像中的乳腺区域，对去噪后的三类融合图像，获取去噪后乳腺图像的灰度直方图,对图像进行二值化处理，然后采用方形网格覆盖法，去除背景，分割出三类融合图像中的乳腺区域；(4)对分割出乳腺区域的三类融合乳腺图像进行小波图像增强，使乳腺区域中的肿块更加清晰，使肿块与背景明显的区分开来，得到增强后的乳腺肿块图像；(5)检测出乳腺区域中的肿块区域图像，采用基于Top—hat的形态学方法对增强后的乳腺肿块图像进行检测，完成乳腺肿块的图像检测。本专利技术采用X射线，超声与红外乳腺图像三种检查图像进行融合，使已知信息量增加，信息的可靠性和有效性增加，肿块识别正确率也相应提高，而且在三种图像融合的基础上，进一步对融合后的图像进行分析处理，检测出乳腺图像中的肿块，易于乳腺癌的早期发现与诊治。与现有的技术相比本专利技术具有以下优点：1.本专利技术结合多种乳腺检查方法，将X射线，超声与红外三种乳腺图像进行融合，使已知信息量增加，信息的可靠性和有效性增加，获得更精确的诊断信息，并提高信息的丰富度；2.本专利技术在对图像进行肿块检测前，先对图像进行预处理，由于在对图像进行采集时，会不可避免的产生一些噪声，本专利技术采用形态学方法对检测前图像进行去噪，去噪效果良好，使之后的图像检测有一个更好的基础；3.本专利技术采用网格覆盖法分割出三类融合图像中的乳腺区域，用128×128像素的方形区域覆盖影像，并且，每两次覆盖的区域需要有64×64像素大小的区域重叠，以避免有遗漏，增加乳腺区域的检出率，能更加准确分割出三类融合图像中的乳腺区域；4.本专利技术针对强背景中弱小肿块目标难以检测的问题，提出了一种基于Top-hat形态学处理的肿块检测方法，原图经过Top-hat滤波后就可抑制掉大部分背景，检测出种子点，但是如果只用Top-hat对原图进行滤波，检测出的种子点包括许多虚警，考虑到肿块在乳腺图像中的征象为亮度大，较周围的组织密度大，有一个较明显的轮廓，且与周围的组织有一定的灰度对比度，利用图像的梯度、灰度以及对比度等特征辅助Top-hat进行肿块的检测，使检测结果更加精确。5.本专利技术结合多种乳腺检查方法，采用多幅图像融合，提高了信息的丰富度，获得更精确的诊断信息，而且在多幅图像融合的基础上，进一步对图像进行了分析处理，如图像去噪，小波图像增强以突显肿块区域，采用基于Top本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于X射线、超声、红外三类图像融合的乳腺肿块图像检测方法，其特征在于，包括有如下步骤：(1)对乳腺X射线、超声、红外三类图像进行融合，首先对同一患者同一时间同一部位的乳腺X线图像、乳腺超声图像和乳腺红外图像进行格式转换、图像配准一系列操作，使三幅图像位置匹配，以数字图像格式进行处理，然后对乳腺X线图像和乳腺超声图像进行图像融合，X线图像和超声图像的融合结果再与乳腺红外图像进行图像融合，得到X射线、超声、红外三类融合图像；(2)对三类图像融合后的乳腺图像进行预处理，采用形态学方法对三类融合图像进行去噪，先进行一次开运算，再进行一次闭运算，去除三类融合图像中一些微小的噪声；(3)分割出三类融合图像中的乳腺区域，对去噪后的三类融合图像，获取去噪后乳腺图像的灰度直方图,取阈值为50对图像进行二值化处理，然后采用方形网格覆盖法，去除背景，分割出三类融合图像中的乳腺区域；(4)对分割出乳腺区域的三类融合乳腺图像进行小波图像增强，使乳腺区域中的肿块更加清晰，使肿块与背景明显的区分开来，得到增强后的乳腺肿块图像；(5)检测出乳腺区域中的肿块区域图像，采用基于Top—hat的形态学方法对增强后的乳腺肿块图像进行检测，完成乳腺肿块的图像检测。...

【技术特征摘要】
1.一种基于X射线、超声、红外三类图像融合的乳腺肿块图像检测方法，其特征在于，包括有如下步骤：(1)对乳腺X射线、超声、红外三类图像进行融合，首先对同一患者同一时间同一部位的乳腺X线图像、乳腺超声图像和乳腺红外图像进行格式转换、图像配准一系列操作，使三幅图像位置匹配，以数字图像格式进行处理，然后对乳腺X线图像和乳腺超声图像进行图像融合，X线图像和超声图像的融合结果再与乳腺红外图像进行图像融合，得到X射线、超声、红外三类融合图像；(2)对三类图像融合后的乳腺图像进行预处理，采用形态学方法对三类融合图像进行去噪，先进行一次开运算，再进行一次闭运算，去除三类融合图像中一些微小的噪声；(3)分割出三类融合图像中的乳腺区域，对去噪后的三类融合图像，获取去噪后乳腺图像的灰度直方图,取阈值为50对图像进行二值化处理，然后采用方形网格覆盖法，去除背景，分割出三类融合图像中的乳腺区域；(4)对分割出乳腺区域的三类融合乳腺图像进行小波图像增强，使乳腺区域中的肿块更加清晰，使肿块与背景明显的区分开来，得到增强后的乳腺肿块图像；(5)检测出乳腺区域中的肿块区域图像，采用基于Top—hat的形态学方法对增强后的乳腺肿块图像进行检测，完成乳腺肿块的图像检测。2.根据权利要求1所述的基于X射线、超声、红外三类图像融合的乳腺肿块图像检测方法，其特征在于，其中步骤(1)所述的得到X射线、超声、红外三类融合图像，包括有如下步骤：(1a)将乳腺X线图像和超声图像分别进行小波分解，分别得到乳腺X线图像和超声图像的低频系数与高频系数，先将两幅图像小波分解后的低频系数进行融合，再将两幅图像小波分解后的高频系数进行融合，得到X线图像和超声图像融合后的低频系数与高频系数；(1b)对红外乳腺图像进行小波变换，得到其低频系数与高频系数，先将红外乳腺图像的低频系数与X线图像和超声图像融合后的低频系数进行融合，再将红外乳腺图像的高频系数与X线图像和超声图像融合后的高频系数进行融合，得到X线、超声、红外三类图像融合后的低频系数与高频系数，然后进行小波逆变换，得到X射线、超声、红外三类融合图像。3.根据权利要求1所述的基于X射线、超声、红外三类图像融合的乳腺肿块图像检测方法，其特征在于，其中步骤(3)所述的采用网格覆盖法分割出三类融合图像中的乳腺区域，包括有如下步骤：(3a)对去噪后的三类融合图像，获取去噪后乳腺图像的灰度直方图,乳腺图像的灰度值大多集中在50～255，取阈值为50对图像进行二值化处理；(3b)采用网格覆盖法分割出三类融合图像中的乳腺区...

【专利技术属性】
技术研发人员：那彦，李雪，陈建春，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61