NIR图像的乳房轮廓提取方法、系统及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种NIR图像的乳房轮廓提取方法、系统及装置，在本申请实施例中，本发明专利技术能够将多个角度的LED光源下的图像信息结合，得到完整的乳房光照信息，通过结合梯度和到中心点的距离信息，可以提取到像素值变化最大处即轮廓；另外通过对每个小范围的轮廓进行曲线拟合，以及在极坐标内对照射范围外的轮廓进行补充，可以得到完整的较平滑的乳房轮廓。

Method, system and device of breast contour extraction in NIR image

【技术实现步骤摘要】
NIR图像的乳房轮廓提取方法、系统及装置
本申请涉及图像处理
，尤其涉及一种NIR图像的乳房轮廓提取方法、系统及装置。
技术介绍
目前乳腺癌的诊断方法有钼靶X线、CT、MR、光学成像(DOT)影像学诊断方法，光学成像(DOT)系统是通过将乳房区域的光强吸收系数重建到图像中以达到诊断的目的。其中乳房区域通过轮廓提取得到。由于乳房区域附近有127个LED光源，传统的阈值分割和Canny边缘检测容易受到LED光源亮度的影响，把LED区域也划入乳房区域。而且医学DICOM图像含有多帧，其中一帧仅反映了部分光源下乳房的轮廓信息，因此需要结合多帧的信息来进行轮廓提取。由于LED光源有时并不能照到乳房全范围，因此需要补充一部分的边缘轮廓。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种NIR图像的乳房轮廓提取方法、系统及装置。本申请实施例第一方面提供了一种NIR图像的乳房轮廓提取方法，可包括：获取扫描周期内的图像数据，提取其中的前若干帧图像信息，并进行预处理；基于所获取的图像数据，获取该图像的灰度图像梯度信息，并设立中心点，将每个像素处的梯度与到中心的距离信息结合；基于梯度、到中心距离结合的值和图像坐标拟合曲面并映射到极坐标系下；基于极坐标下的拟合曲面，在每一个角度下，将对应的梯度和到中心距离结合值的最小处作为该角度对应的轮廓点，对每个轮廓点的周围内的点拟合曲线，并进行平滑处理获取平滑轮廓曲线；基于所述平滑轮廓曲线对剩余角度的轮廓进行补充，并将整个极坐标下的轮廓曲线映射到直角坐标系下。进一步地，所述获取扫描周期内的图像数据，提取其中的前若干帧图像信息，并进行预处理具体包括：扫描气囊对乳房加压到预设值的首周期中的图像，进行归一化处理后合并为一帧；将合并后的图像数据转换到log域的图像数据。进一步地，所述基于所获取的图像数据，获取该图像的灰度图像梯度信息，并设立中心点，将每个像素处的梯度与到中心的距离信息结合具体包括：基于转换到log域后的图像数据，计算灰度图像的横向和纵向梯度信息，并以图像中心靠近乳房下部为中心，将每个像素处的梯度与到中心的距离信息结合，得到每个像素处梯度值结合到它到中心点距离信息的图像。进一步地，所述基于梯度、到中心距离结合的值和图像坐标拟合曲面并映射到极坐标系下具体包括：基于每个像素处的梯度与到中心的距离信息，以及每个像素点所对应的坐标，进行曲面拟合；设定极坐标下的角度范围以及半径范围，将上述步骤中所获得的曲面映射到极坐标下，其中极坐标角度限制为-90度到90度，半径限制为10到90以去掉中心和边缘处的信息；将极坐标下梯度图像的每个角度对应的最小值处作为轮廓，上述180度范围内的轮廓信息作为轮廓补充的基础。进一步地，所述基于极坐标下的拟合曲面，在每一个角度下，将对应的梯度和到中心距离结合值的最小处作为该角度对应的轮廓点，对每个轮廓点的周围内的点拟合曲线，并进行平滑处理获取平滑轮廓曲线具体包括：基于映射后的曲面数据，将极坐标下每个角度对应的梯度最小处作为候选轮廓，将候选轮廓处每个点的周边范围内的点拟合成曲线，若该范围内点少于3个，则去掉该范围内的点，如果当前轮廓点到拟合曲线距离大于3个像素点，则去掉当前轮廓点；最终形成平滑轮廓曲线；将剩余未有数据的角度范围补充轮廓，半径取边界点半径值，获得整个乳房的完整轮廓。本申请实施例第二方面提供了一种NIR图像的乳房轮廓提取系统，可包括：图像获取单元，用于通过给乳房加压后获取第一扫描周期内的图像数据，提取其中的前若干帧图像信息，并进行预处理；映射单元，用于基于所获取的图像数据，获取该图像的灰度图像梯度信息，并设立中心点，将每个像素处的梯度与到中心的距离信息结合；基于梯度、到中心距离结合的值和图像坐标拟合曲面并映射到极坐标系下；轮廓获取单元，用于基于极坐标下的拟合曲面，在每一个角度下，将对应的梯度和到中心距离结合值的最小处作为该角度对应的轮廓点，对每个轮廓点的周围内的点拟合曲线，并进行平滑处理获取平滑轮廓曲线；轮廓输出单元，用于基于所述平滑轮廓曲线对剩余角度的轮廓进行补充，并将整个极坐标下的轮廓曲线映射到直角坐标系下。进一步地，所述图像获取单元包括：图像采集单元，获取对乳房加压到预设值的首周期中的图像；预处理单元，用于对上述图像数据进行求和处理后进行归一化处理；像域转换单元，将合并后的图像数据转换到log域的图像数据。进一步地，所述映射单元包括：中心点设立单元，基于上述像域转换单元输出的图像数据，计算整个图像的中心点以及图像的宽度、高度；数据处理单元，获取图像在两个相互垂直方向上的梯度，并将梯度数据与中心点的距离结合，形成梯度与中心点结合形成的图像数据，并拟合曲面；坐标系转换单元，将上述拟合的曲面转换到极坐标系下，形成极坐标系下的梯度数据。进一步地，所述轮廓获取单元包括：轮廓点获取单元，根据极坐标系下的梯度数据，在每一个角度下，将对应的梯度和到中心距离结合值的最小处作为该角度对应的轮廓点，作为候选轮廓；曲线拟合单元，用于将候选轮廓处每个点的周边范围内的点拟合成曲线，若该范围内点少于3个，则去掉该范围内的点，如果当前轮廓点到拟合曲线距离大于3个像素点，则去掉当前轮廓点；最终形成平滑轮廓曲线；轮廓补全单元，将剩余未有数据的角度范围补充轮廓，半径取边界点半径值，获得完整的轮廓曲线。第三方面，本申请实施例提供了一种NIR图像的乳房轮廓提取装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机可执行指令，所述处理器运行所述存储器上的计算机可执行指令时实现第一方面的方法。在本申请实施例中，本专利技术能够将多个角度的LED光源下的图像信息结合，得到完整的乳房光照信息，通过结合梯度和到中心点的距离信息，得到像素值变化最大处即轮廓；另外通过对每个小范围的轮廓进行曲线拟合，以及在极坐标内对照射范围外的轮廓进行补充，可以得到完整的较平滑的乳房轮廓。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例提供的轮廓提取流程图；图2是前3帧融合并归一化后的乳房图像；图3是梯度信息与各点到中心点距离相结合的图像；图4是映射到极坐标下的梯度图像；图5是角度-90°～90°下的图像；图6是补充后的完整乳房轮廓范围。图7是本申请提供的一种轮廓提取系统的示意框图；图8是本申请提供的一种提取装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NIR图像的乳房轮廓提取方法，其特征在于，包括：/n获取扫描周期内的图像数据，提取其中的前若干帧图像信息，并进行预处理；/n基于所获取的图像数据，获取该图像的灰度图像梯度信息，并设立中心点，将每个像素处的梯度与到中心的距离信息结合；/n基于梯度、到中心距离结合的值和图像坐标拟合曲面并映射到极坐标系下；/n基于极坐标下的拟合曲面，在每一个角度下，将对应的梯度和到中心距离结合值的最小处作为该角度对应的轮廓点，对每个轮廓点的周围内的点拟合曲线，并进行平滑处理获取平滑轮廓曲线；/n基于所述平滑轮廓曲线对剩余角度的轮廓进行补充，并将整个极坐标下的轮廓曲线映射到直角坐标系下。/n

【技术特征摘要】
1.一种NIR图像的乳房轮廓提取方法，其特征在于，包括：
获取扫描周期内的图像数据，提取其中的前若干帧图像信息，并进行预处理；
基于所获取的图像数据，获取该图像的灰度图像梯度信息，并设立中心点，将每个像素处的梯度与到中心的距离信息结合；
基于梯度、到中心距离结合的值和图像坐标拟合曲面并映射到极坐标系下；
基于极坐标下的拟合曲面，在每一个角度下，将对应的梯度和到中心距离结合值的最小处作为该角度对应的轮廓点，对每个轮廓点的周围内的点拟合曲线，并进行平滑处理获取平滑轮廓曲线；
基于所述平滑轮廓曲线对剩余角度的轮廓进行补充，并将整个极坐标下的轮廓曲线映射到直角坐标系下。


2.根据权利要求1所述的NIR图像的乳房轮廓提取方法，其特征在于，
所述获取扫描周期内的图像数据，提取其中的前若干帧图像信息，并进行预处理具体包括：
扫描气囊对乳房加压到预设值的首周期中的图像，进行归一化处理后合并为一帧；
将合并后的图像数据转换到log域的图像数据。


3.根据权利要求1所述的NIR图像的乳房轮廓提取方法，其特征在于，
所述基于所获取的图像数据，获取该图像的灰度图像梯度信息，并设立中心点，将每个像素处的梯度与到中心的距离信息结合具体包括：
基于转换到log域后的图像数据，计算灰度图像的横向和纵向梯度信息，并以图像中心靠近乳房下部为中心，将每个像素处的梯度与到中心的距离信息结合，得到每个像素处梯度值结合到它到中心点距离信息的图像。


4.根据权利要求3所述的NIR图像的乳房轮廓提取方法，其特征在于，
所述基于梯度、到中心距离结合的值和图像坐标拟合曲面并映射到极坐标系下具体包括：
基于每个像素处的梯度与到中心的距离信息，以及每个像素点所对应的坐标，进行曲面拟合；
设定极坐标下的角度范围以及半径范围，将上述步骤中所获得的曲面映射到极坐标下，其中极坐标角度限制为-90度到90度，半径限制为10到90以去掉中心和边缘处的信息；
将极坐标下梯度图像的每个角度对应的最小值处作为轮廓，上述180度范围内的轮廓信息作为轮廓补充的基础。


5.根据权利要求4所述的NIR图像的乳房轮廓提取方法，其特征在于，
所述基于极坐标下的拟合曲面，在每一个角度下，将对应的梯度和到中心距离结合值的最小处作为该角度对应的轮廓点，对每个轮廓点的周围内的点拟合曲线，并进行平滑处理获取平滑轮廓曲线具体包括：
基于映射后的曲面数据，将极坐标下每个角度对应的梯度最小处作为候选轮廓，将候选轮廓处每个点的周边范围内的点拟合成曲线，若该范围内点少于3个，则去掉该范围内的点，如果当前轮廓点到拟合曲线距离大于3个像素点，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高爽，马贝，李世维，谢晓青，何芸芸，容若文，张国旺，
申请(专利权)人：浙江杜比医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33