一种图像目标区域的各向异性缩放方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种图像目标区域的各向异性缩放方法及其系统，通过将二维断层图像转化为二值图像，然后将所述二值图像填充到构建的三维数据体中对应的位置，根据外扩或内缩的需要分别对所述三维数据体进行膨胀或腐蚀操作，最后按维度提取出二值图像的轮廓线，即可对多层二维断层图像在各个方向上进行不同程度的缩放。本发明专利技术的图像缩放方法操作简单，得到的缩放结果精确度高，缩放后的图像边缘平滑，并且图像骨架连续、断点少，尤其适用于医学中的CT和MR等断层扫描图像的各向异性缩放。

【技术实现步骤摘要】
一种图像目标区域的各向异性缩放方法及其系统
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种图像目标区域的各向异性缩放方法及其系统。
技术介绍
在CT和MR等断层扫描图像中，单个器官或目标靶区由一族轮廓线组成，所述轮廓线分布在多个二维断层图像上。为了确保精度和准确性，目前临床上大多由放疗医师或其他训练有素的医务人员手动勾画出各个二维断层图像上的轮廓线，这种手动勾画操作繁琐，极大地浪费了医务人员的时间和精力，甚至很可能因人员疲劳出现失误。目前，也有一些自动勾画轮廓线的方法，例如基于灰度和梯度信息的方法，其中比较有代表性的是区域生长法，此类方法具有较高的勾画速度，但是对噪声敏感，且对软组织等边缘不明确的目标区域的自动勾画效果不理想。还有一类是基于模板和配准的自动勾画方法，一般需要将勾画好的图像数据作为先验数据集，然后将待勾画的目标区域与先验数据集中最相似的模板进行配准，从而实现目标区域的自动勾画。此种方法的缺点是：前期需要准备合适的先验数据集，并且配准精度不佳、配准计算量大以及自动勾画耗时长。在勾画出轮廓线以后，通常还根据需要对图像进行缩放，图像缩放一般要求连续比例缩放，现有的图像缩放方法通常从图像的坐标原点进行计算，从左至右逐点进行计算，当一行完毕后重新从下一行计算，一次往复计算出全幅图像的缩放结果，其计算量大、成本高，并且不能实现图像各向异性的缩放。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种缩放精确度高，缩放后的图像边缘平滑的图像目标区域的各向异性缩放方法及其系统。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种图像目标区域的各向异性缩放方法，包括：获取多层二维断层图像目标区域的轮廓线，并根据所述轮廓线获取对应各层二维断层图像的二值图像；计算得到所述轮廓线的最小外接立方体；根据轮廓线在与所述最小外接立方体六个面垂直的六个方向上的预设放大距离，对所述最小外接立方体进行外扩，得到第一三维数据体；将所述最小外接立方体作为第二三维数据体；将所述二值图像分别填充到所述第一三维数据体和第二三维数据体中与所述轮廓线对应的位置；对第一三维数据体进行膨胀操作；对第二三维数据体进行腐蚀操作；根据膨胀后的第一三维数据体和腐蚀后的第二三维数据体的一维度，获取与所述一维度垂直的二维二值图像；提取所述二维二值图像的轮廓线。本专利技术的另一技术方案为：一种图像目标区域的各向异性缩放系统，包括：第一获取模块，用于获取多层二维断层图像目标区域的轮廓线，并根据所述轮廓线获取对应各层二维断层图像的二值图像；计算模块，用于计算得到所述轮廓线的最小外接立方体；第一操作模块，用于根据轮廓线在与所述最小外接立方体垂直的六个方向上的预设放大距离，对所述最小外接立方体进行外扩，得到第一三维数据体；第二操作模块，用于将所述最小外接立方体作为第二三维数据体；填充模块，用于将所述二值图像分别填充到所述第一三维数据体和第二三维数据体中与所述轮廓线对应的位置；膨胀模块，用于对第一三维数据体进行膨胀操作；腐蚀模块，用于对第二三维数据体进行腐蚀操作；第二获取模块，用于根据膨胀后的第一三维数据体和腐蚀后的第二三维数据体的一维度，获取与所述一维度垂直的二维二值图像；提取模块，用于提取所述二维二值图像的轮廓线。本专利技术的有益效果在于：将二维断层图像转化为二值图像，然后将所述二值图像填充到构建的三维数据体中对应的位置，根据外扩或内缩的需要分别对所述三维数据体进行膨胀或腐蚀操作，最后按维度提取出二值图像的轮廓线，即可对多层二维断层图像在各个方向上进行不同的缩放。本专利技术的图像缩放方法操作简单，本专利技术将二维图像填充到三维数据体中进行膨胀或腐蚀，得到的缩放结果精确度高，缩放后的图像边缘平滑，并且图像骨架连续、断点少，尤其适用于医学中的CT和MR等断层扫描图像的各向异性缩放。附图说明图1为本专利技术实施例一的图像目标区域的各向异性缩放方法的流程图；图2为本专利技术实施例二的图像目标区域的各向异性缩放方法的流程图；图3为本专利技术的图像目标区域的各向异性缩放系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例四的图像目标区域的各向异性缩放系统的结构示意图。标号说明：1、第一获取模块；2、计算模块；3、第一操作模块；4、第二操作模块；5、填充模块；6、膨胀模块；7、腐蚀模块；8、第二获取模块；9、提取模块；10、第一构建模块；11、第二构建模块；12、构造模块；13、判断模块；14、第一设置模块；15、第二设置模块；16、第三设置模块。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：将二维断层图像转化为二值图像，然后填充到构建的三维数据体中，根据外扩或内缩的需要对三维数据体进行膨胀或腐蚀操作，即可对多层二维断层图像在各个方向上进行不同的缩放。请参照图1，一种图像目标区域的各向异性缩放方法，包括：获取多层二维断层图像目标区域的轮廓线，并根据所述轮廓线获取对应各层二维断层图像的二值图像；计算得到所述轮廓线的最小外接立方体；根据轮廓线在与所述最小外接立方体六个面垂直的六个方向上的预设放大距离，对所述最小外接立方体进行外扩，得到第一三维数据体；将所述最小外接立方体作为第二三维数据体；将所述二值图像分别填充到所述第一三维数据体中和第二三维数据体中与所述轮廓线对应的位置；对第一三维数据体进行膨胀操作；对第二三维数据体进行腐蚀操作；根据膨胀后的第一三维数据体和腐蚀后的第二三维数据体的一维度，获取与所述一维度垂直的二维二值图像；提取所述二维二值图像的轮廓线。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过将二维断层图像转化为二值图像，然后填充到三维数据体中进行膨胀或腐蚀，可实现对二维断层图像在各个方向上的任意缩放，并且缩放精度高。进一步的，所述“对第一三维数据体进行膨胀操作；对第二三维数据体进行腐蚀操作”之前，还包括：根据预设缩放距离构建结构元素；以所述结构元素的中心点为原点构建三维坐标系；以所述预设缩放距离为轴长在所述三维坐标系中构造椭球；判断所述结构元素的一像素点是否在所述椭球内；若是，则将所述一像素点的像素值设为1；若否，则将所述一像素点的像素值设为0。进一步的，所述“对第一三维数据体进行膨胀操作”具体为：根据所述结构元素对所述第一三维数据体进行膨胀操作。进一步的，所述“对第二三维数据体进行腐蚀操作”具体为：根据所述结构元素对所述第二三维数据体进行腐蚀操作。由上述描述可知，对三维数据体进行膨胀或腐蚀操作时，是通过一三维的结构元素来实现的。进一步的，所述“将所述二值图像分别填充到所述第一三维数据体和第二三维数据体中与所述轮廓线对应的位置”之前还包括：将所述第一三维数据体和第二三维数据体中像素点的像素值均设为0。请参照图3，本专利技术的另一技术方案为：一种图像目标区域的各向异性缩放系统，包括：第一获取模块，用于获取多层二维断层图像目标区域的轮廓线，并根据所述轮廓线获取对应各层二维断层图像的二值图像；计算模块，用于计算得到所述轮廓线的最小外接立方体；第一操作模块，用于根据轮廓线在与所述最小外接立方体垂直的六个方向上的预设放大距离，对所述最小外接立方体进行外扩，得到第一三维数据体；第二操作模块，用于将所述最小外接立方体作为第二三维数据体；填充模块，用于将所述二值图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像目标区域的各向异性缩放方法，其特征在于，包括：获取多层二维断层图像目标区域的轮廓线，并根据所述轮廓线获取对应各层二维断层图像的二值图像；计算得到所述轮廓线的最小外接立方体；根据轮廓线在与所述最小外接立方体六个面垂直的六个方向上的预设放大距离，对所述最小外接立方体进行外扩，得到第一三维数据体；将所述最小外接立方体作为第二三维数据体；将所述二值图像分别填充到所述第一三维数据体和第二三维数据体中与所述轮廓线对应的位置；对第一三维数据体进行膨胀操作；对第二三维数据体进行腐蚀操作；根据膨胀后的第一三维数据体和腐蚀后的第二三维数据体的一维度，分别获取与所述一维度垂直的二维二值图像；提取所述二维二值图像的轮廓线。

【技术特征摘要】
1.一种图像目标区域的各向异性缩放方法，其特征在于，包括：获取多层二维断层图像目标区域的轮廓线，并根据所述轮廓线获取对应各层二维断层图像的二值图像；计算得到所述轮廓线的最小外接立方体；根据轮廓线在与所述最小外接立方体六个面垂直的六个方向上的预设放大距离，对所述最小外接立方体进行外扩，得到第一三维数据体；将所述最小外接立方体作为第二三维数据体；将所述二值图像分别填充到所述第一三维数据体和第二三维数据体中与所述轮廓线对应的位置；对第一三维数据体进行膨胀操作；对第二三维数据体进行腐蚀操作；根据膨胀后的第一三维数据体和腐蚀后的第二三维数据体的一维度，分别获取与所述一维度垂直的二维二值图像；提取所述二维二值图像的轮廓线。2.根据权利要求1所述的图像目标区域的各向异性缩放方法，其特征在于，所述“对第一三维数据体进行膨胀操作；对第二三维数据体进行腐蚀操作”之前，还包括：根据预设缩放距离构建结构元素；以所述结构元素的中心点为原点构建三维坐标系；以所述预设缩放距离为轴长在所述三维坐标系中构造椭球；判断所述结构元素的一像素点是否在所述椭球内；若是，则将所述一像素点的像素值设为1；若否，则将所述一像素点的像素值设为0。3.根据权利要求2所述的图像目标区域的各向异性缩放方法，其特征在于，所述“对第一三维数据体进行膨胀操作”具体为：根据所述结构元素对所述第一三维数据体进行膨胀操作。4.根据权利要求2所述的图像目标区域的各向异性缩放方法，其特征在于，所述“对第二三维数据体进行腐蚀操作”具体为：根据所述结构元素对所述第二三维数据体进行腐蚀操作。5.根据权利要求1-4任一项所述的图像目标区域的各向异性缩放方法，其特征在于，所述“将所述二值图像分别填充到所述第一三维数据体和第二三维数据体中与所述轮廓线对应的位置”之前还包括：将所述第一三维数据体和第二三维数据体中像素点的像素值均设为0。6.一种图像目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐寿平，曲宝林，蔡博宁，戴相昆，黄玉荣，杨涛，马娜，马林，冯林春，陈子杰，伍国栋，
申请(专利权)人：深圳市医诺智能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44