【技术实现步骤摘要】
基于蚁群的肺部CT图像病灶参数自动估计系统
本专利技术属于图像识别领域，更具体地涉及一种基于蚁群的肺部CT图像病灶参数自动估计系统。
技术介绍
肺部CT片的CT图像检查已成为疾病筛查、诊断和治疗过程中重要的辅助工具，对于肺部疾病如肺癌，肺炎，肺结核，肺部结节，尘肺病等的早期诊断，早期治疗至关重要。利用CT扫描技术得到的CT图像数量多，结构复杂，肺部疾病也种类繁多，专业性较强。目前肺部CT图像的检测还是以人工检测为主，检测的准确性受到检测人具备的专业知识、经验等影响。随着计算机技术的发展，依靠数字图像处理技术对CT扫描片中肺部病灶进行分割，对病灶的轮廓、面积参数进行估计，辅助疾病的诊断，能把科研人员从繁重而枯燥的工作中解脱出来。因此，基于图像处理技术的自动CT图像病灶参数估计技术被越来越多的研究者关注。医学图像分割是计算机视觉领域的一个重要应用，为当前图像分析领域急需解决的前沿问题。CT图像中病灶参数的估计的准确性依赖于病灶的精确分割。在CT图像处理过程中，实现分割方法的自动化与高精度面临着许多困难。比如图像质量差，一...
【技术保护点】
1.一种基于蚁群的肺部CT图像病灶参数自动估计系统，其特征在于：/n通过粗略轮廓检测模块，用于原始CT图像输入后，利用主动轮廓法得到病灶的粗略轮廓；/n蚂蚁转移规则构建模块，用于基于图像梯度启发的蚂蚁转移规则与信息素更新机制引导蚂蚁向病灶区域的真实边界演化，构建轮廓信息素场；/n病灶参数提取模块，用于将病灶分割，实现CT图像包括病灶轮廓、面积参数的自动估计。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于蚁群的肺部CT图像病灶参数自动估计系统，其特征在于：
通过粗略轮廓检测模块，用于原始CT图像输入后，利用主动轮廓法得到病灶的粗略轮廓；
蚂蚁转移规则构建模块，用于基于图像梯度启发的蚂蚁转移规则与信息素更新机制引导蚂蚁向病灶区域的真实边界演化，构建轮廓信息素场；
病灶参数提取模块，用于将病灶分割，实现CT图像包括病灶轮廓、面积参数的自动估计。
2.根据权利要求1所述的基于蚁群的肺部CT图像病灶参数自动估计系统，其特征在于:
粗略轮廓检测模块通过能量函数使得病灶轮廓扩张或收缩，最终收敛于病灶真实边界附近，得到病灶轮廓，作为候选集。
3.根据权利要求2所述的基于蚁群的肺部CT图像病灶参数自动估计系统，其特征在于所述粗略轮廓检测模块的具体为：
输入CT图像后，在病灶周围选取M个采样点c(d),d＝1,2,…,M，按顺序连接这些点后可得到包围病灶的分割曲线c；定义能量函数其中Bint[c(d)]是内部能量函数，与分割曲线的内部有关，定义为Bint[c(d)＝σ(d)c′(d)+υ(d)c”(d)，其中σ和υ是决定点c(d)在曲线c上演化速度的参数；Bext[c(d)]为曲线的外部能量函数，受外部条件影响；在能量函数B的指导下，病灶轮廓扩张或收缩，最终收敛于病灶真实边界附近，得到病灶轮廓；由于主动轮轮廓法对初始采样点比较敏感，能量函数易于受到干扰收敛到局部极值点，甚至发散，因此获取的往往是病灶的粗略轮廓；将病灶粗略轮廓所在像素集作为初始蚁群候选集c(g),g＝1,2,…,C，C为候选点的个数。
4.根据权利要求1所述的基于蚁群的肺部CT图像病灶参数自动估计系统，其特征在于所述蚂蚁转移规则构建模块具体如下：
在轮廓像素候选点上随机放置蚂蚁，产生初始蚁群产生初始蚁群；预设初始信息素值，利用随机机制选择蚁群中的蚂蚁，通过控制信息素和启发式数值的参数，决定信息素量和启发式函数在蚂蚁转移概率计算中作用的大小；
启发式函数具体步骤为由于病灶边界像素点强度变化最为突出，因此定义为启发式函数为：其中max(·)为强度差分最大值运算，Imax为CT图像强度最大值，为像素j的强度值，且图像上坐标为(x,y)；
信息素更新机制具体步骤为：蚂蚁搜索病灶轮廓，会释放一定量的信息素；当蚂蚁完成迭代后，对像素j的信息素量更新，其中τj(t)为第t次迭代，像素j上的信息素，hj(t-1)为扩散到像素j上的信息素总值，表示信息素蒸发系数；σj(t-1)表示移动到像素j的蚂蚁释放的信息素总量N为蚂蚁数；为减少图像噪声点的影响，并且引导蚂蚁快速搜索到边界点；考虑像素j的8邻域强度梯度变化；像素j若为噪声点则7个方向以上梯度变化都比较大的为噪声点，3个方向以下梯度变化都比较大的为内部点，当像素j的8邻域强度梯度变化较大的方向个数在4到6个之间时，认为像素j为边界点。
5.根据权利要求4所述的基于蚁群的肺部CT图像病灶参数自动估计系统，其特征在于所述蚂蚁转移规则构建模块具体如下：
定义蚂蚁释放信息素量其中f1为调节系数，Q为一常量，Nq为8个方向中梯度变化的个数，为某一方向梯度变化量，定义为其中a＝-1,0,1，b＝-1,0,1；hj(t-1)为扩散到像素j上的信息素总值，其中|Π(j′)|...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁明丽，徐本连，王伟，朱培逸，施健，梁伟，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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