本发明专利技术涉及一种使用目标定向的滤波器图案过滤输入图像的方法，目标定向的滤波器图案是通过使源定向的滤波器图案变形获得的。这种方法包括如下步骤：计算所述输入图像的中心图像点处的源定向的滤波器图案，所述源定向的滤波器图案包括源中线；分析所述中心图像点附近的多个图像点的多个强度水平以确定目标中线；以及通过定义该源的多个点与该目标定向的滤波器图案的多个点之间的变换规则根据所述目标中线和所述源定向的滤波器图案计算中心图像点处的目标定向的滤波器图案。根据本发明专利技术的方法最终包括根据所述目标定向的滤波器图案计算目标定向的滤波器的步骤以及将所述目标定向的滤波器施加给所述输入图像以产生输出图像的步骤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用变形细长的(warped elongated)滤波器过滤输入图像 的方法。本专利技术也涉及用于过滤输入图像的系统，所述系统执行所述方法。 本专利技术最终涉及用于执行所述方法的计算机程序。本专利技术在用于增强弯曲特征的图像处理一般领域中，并且尤其在用于 检测引入到患者体内的导丝的医学图像处理领域中有应用。
技术介绍
在医学图像处理中，经常需要对例如血管、肋骨或者导管的细长特征 进行增强。为此，己经开发出多种用于设计定向滤波器的技术。1991 年在《IEEE Transaction on Pattern Analysis and Machine Intelligence》，巻13(9)，第891-906页发表的W. Freeman和E. Adelson的标 题为"The design and use of steerable filters"的文章公开了一类滤波器，当 给定合适的滤波器基础的线性结合时，该类滤波器可以以有效的方式旋转 并具有最小的计算成本。考虑到二维(2D)图像I包括多个图像点X，多 个图像点X又具有多个强度水平(intensity level),将在2D中可操纵 (steerable)的滤波器h定义如下<formula>formula see original document page 5</formula>其中，g是任意各向同性窗体函数，例如，高斯函数。滤波器h在方向e中是可操纵的，这意味着图像I的函数f与h的任意旋转变型(version)的巻 积可由如下线性组合表示<formula>;formula see original document page 5</formula>其中X=(x,y)， Rθ旋转矩阵，并且by是与定向相关的微。函数fk,i是f的经过过滤的变型，使得/^，力=/(义,力*乂并且其中，与定向相关的权数by是由下式定义的三角多项式乂=0 /,meS(WJ)其中集合S(Uj)^1， m/0《l^k-i; 0《m《i; k<l"Hm)=j}。一旦确定了fw，可以鹏卩权项的线性和以有效的方式i刊古f与h (Re， X)的巻 积。上面介绍的方法的缺点在于方向是己经被考虑的图像强度水平的单一特点。 这暗示着假定已经根据轴对称或者反)^t莫型设计了这些定向的搶波器。这种假 ^t于^^卖信号通常是^fi有效的，但是在考虑离散图像时，尤其是在小比例处 当搜索小尺寸特征时贝嗵常不是这样。当轴)^tf尔假定麟时，不可避她会出现 模糊和次做滤。特别是，可操纵的滤波器不适于检测弯曲特征，这种弯曲特征 经常出现在医学图像中，例如导丝。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提出一种更有效地过滤输入图像中弯曲特征的方法和^M^包括多个图像点的输入图像进行过滤的^^实现，所述多个图像 点具有多个3M;Jc平，戶;f^;^4^括如下步骤一计算^M输入图像的中心图像点处的源定向的搶波器图案，戶;f^源定向的^M器图案包^M中线；一分析该中心图像点附近的多个图像点的多个^^K平以确定目标中线； —计算中心图像点处的目标定向的搶波器图案，戶腿步骤包括下列子步骤—计算属于该源定向的滤波器图案的源点与该源中线的对应源线的点之间的对]5^见则；一计算^^规则，以使该源中线的对应源线的点 妾腿该目标中线的对应目标线的点上；一计算该目标中线的对应目标线的点与该以目标定向的滤波器图案的目标点之间的，IS^见则。一根据戶;M目标定向的滤波器图案计算目标定向的滄波器；以及 -将戶腿目标定向的滤波器施加给戶;M输入图像以产生输出图像。 根据本专利技术，在中心图像点处计算源定向的搶波器图案。对该中心图像点附 近的强度水平进行分析以用于确定目标中线的参数。因此，这种目标中线是关于 图像中存在的特征定义的，特别是关于弯曲细长的特征。所定义的目标中线然后 用于使该源定向的滤波器图案发生变形。这fflii计算如下方式的变i^见则而实现:1. 在属于该源定向的滤波器图案的源点和该源中线的对应源线的点之间的对应规则；2. 对应源线的点与该目标中线的对应目i^的点之间的^^规则；3. 该对应目标线的点与目标定向的滤波器图案的目标点之间的逆对应这样，可以通过向属于该源定向的滤波器图案的多个点施加以上定义的变换 规则来计算属于该目标定向的滤波器图案的目标点的位置。因此，获得弯曲定向 的滤波器图案，其MM据对该中心图像点附近的强度水平进行的分析来使定向 的滤波器图案弯曲而获得。最终，OT本领域普通技术人员所公知的技术从该目 标定向的、搶波器图案导出目标定向的搶波器。所产生的目标定向的滤波器图案具有弯曲形tt其是根据对输入图像进行的 分析而设计的，并且因此相当适用于图像强度水M化。从而，在用于增强输入 图像中存在的特征的输入图像上，该目标定向的搶波器比直的细长的定向的滤波 器更有效。在本专利技术的第一实施方式中，分析步骤用于估计中心图像点处的曲率半径向 量，戶腐曲率判5向觀有曲率判5^S和曲率定向，其定义了r为判5的圆周， 该圆周的判5等于戶腿曲率判5模量，并且其中'。啦于由该曲率向量鋭的中心 图像点处，并且其中，该目标中线^Mr为判圣的圆周的一扇段，m^段具有 扇形角(sector angle)。本专利技术的第一^^式的优点在于，使该源中线的对应源 线的点娜至跶该目标中线的对应目禾織的点的郷规则非常简单。根据本专利技术，变换规贝何以以各种方式定义。在下文中，可以看出，该源定 向的滄波器图絲过歡向中定向并且包括局部空间坐^#考系，该参考系以中心图像点为中心并具有与定向, 向中的第~^对应的空间坐标以及与戶;^第一轴垂直的第二空间坐标。在本专利技术的第二实施方式中，对应规则以如下方式定义对应源线的点具有 与源点相同的第一空间坐标。因此，很容易计算对应源线的点的健。有利的是，^^规则以如下方式定义对应目标线的点具有与源线的点相同 的第一空间坐标。因此，很容易计算Xt应目标线的点的位置。有利的是，m应规则以如下方式定义目标点和目标中线的对应目标线的 点具有相同的第一空间坐标，并且将该目标点连接到该对应目标线的点的向量与 将该源点连接到劍应目+織的点的向量相同。因此，很容易计算对应目标点的 緣在本专利技术的第三实^"式中，对应规则定义为该源点到该源中线的正^i^。有利的是，将舰应规贝啶义为该目标点到该目标中线的正交投影。另外，il^t应规则指定将该目标点连接到i^t应目f織的点的向量与将该源点连接到该对应目t^的点的向量相同。一错点在于，这些对应和舰应规贝湘当于局部刚性变换。这意赠，对 应源线的点与该源点之间的线段与源中线的切线相垂直，并且该对应目标线的点 与该目标点之间的,与目标中线的切,垂直。有利的是，'娜规则以如下方式定义中心点和源线的点之间的弧长等于中 心图像点和目标线的点之间的弧长。其优点在于，不存在该目标定向的媳波器图 案关于该源定向的搶波器图案的纵向失真。在备选方案中，郷规则以如下方式定义该中心图像点与该源线的点之间 的距离等于该中心图像点与该目标线的点之间的距离。其优点在于，该方法仅引 入目标定向的滄波器图案的很少量的纵向失真，同时易于实现。本专利技术也涉OT于对包括多个图像点的图舰行过滤的图像处麟本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于过滤包括多个图像点的输入图像的方法，所述方法包括下列步骤：计算所述输入图像的中心图像点处的源定向的滤波器图案，所述源定向的滤波器图案包括源中线；分析所述中心图像点附近的多个图像点的多个强度水平以确定目标中线；计算所述中心图像点处的目标定向的滤波器图案，所述步骤包括下列子步骤：计算属于所述源定向的滤波器图案的源点与所述源中线的对应源线的点之间的对应规则；计算使所述源中线的对应源线的点变形到达所述目标中线的对应目标线的点上的变形规则；计算所述目标中线的对应目标线的点与所述变形定向的图案的目标点之间的逆对应规则；根据所述目标定向的滤波器图案计算目标定向的滤波器；以及将所述目标定向的滤波器施加给所述输入图像以产生输出图像。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R弗洛朗，C萨姆森，M皮卡尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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