一种提高血管三维显示效果的图像处理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法及系统，所述图像处理方法包括：基于投影前的原始图像体数据，设计插值算法，对原始数据进行预处理，获得预处理图像；根据所述预处理图像确定血管走向，消除孤立点，在所述血管走向上进行图像平滑处理，获得平滑图像；采用非线性变化方法处理所述平滑图像进行血管非线性增强显示，对背景进行抑制。提高血管信号的显示效果。血管信号的显示效果。血管信号的显示效果。

【技术实现步骤摘要】
一种提高血管三维显示效果的图像处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种提高血管三维显示效果的图像处理方法及系统。

技术介绍

[0002]在医学成像中，比如CT和MRI，为了从2D断层图像中获得血管的3D影像，整体观察血管分支走向，血管狭窄程度以及血管对称性等特性，进而用于诊断血管狭窄，脑动脉瘤和血管畸形等疾病。获得血管图像的扫描方法有很多，比如TOF MRA,PCA,CTA等。基于血管信号在各层图像中的整体表现为最亮信号(或暗信号)的特点，图像后处理技术中常常采用MIP进行血管的3D显示。但是受到采集的多层2D图像质量和MIP算法的影响，MIP后的3D图像中会出现血管不连续，血管信号不均匀和背景信号强血管显示不清楚等问题。通过对采集获得的2D图像以及多层2D图像构成的3D体数据的进行必要的后处理，来提高血管的整体显示效果。
[0003]最大强度投影(maximum intensity projection：MIP)是一种最常见的3D图像显示方法。沿着某个方向进行光线投射，当光线束通过一段组织的多个层面的2D原始图像时，图像中密度最大的像素被保留，并被投影到一个二维平面上，从而形成MIP重建图像。比如从slice方向从后到前射出一条光线并投影到一个二维平面，光线所经过的像素值的最大值即为该二维平面上的图像的像素值。图1即为slice方向上的投影重建图像。可以想象，如果从各个方向分别对多层血管的切片影像进行投影重建，将得到各个方向上的血管造影图像。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法及系统。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种提高血管三维显示效果的图像处理方法，所述图像处理方法包括：
[0006]基于投影前的原始图像体数据，设计插值算法，对原始数据进行预处理，获得预处理图像；
[0007]根据所述预处理图像确定血管走向，消除孤立点，在所述血管走向上进行图像平滑处理，获得平滑图像；
[0008]采用非线性变化方法处理所述平滑图像进行血管非线性增强显示，对背景进行抑制。
[0009]可选的，所述基于投影前的原始图像体数据，设计插值算法，对原始数据进行预处理具体包括：将所述原始图像体数据插值为层方向，行方向以及列方向三个方向分辨率相同的数据。
[0010]可选的，所述基于投影前的原始图像体数据，设计插值算法，对原始数据进行预处
理具体包括：
[0011]分别计算所述原始图像体数据行、列和层三个方向的分辨率；
[0012]根据所述原始图像体数据三个方向的实际分辨率判断是否进行插值，如果进行插值，选择适当的插值方向和插值算法，对所述原始图像体数据进行预处理。
[0013]可选的，所述插值算法包括：线性插值和三次样条插值。
[0014]可选的，所述根据所述预处理图像确定血管走向，消除孤立点具体包括：
[0015]循环所述预处理图像中的每个点，对待识别的点沿三个主轴方向逐一判断点是否为异常噪声点；
[0016]判断是否为异常点，如果对应点的像素值比周围X,Y,Z三个方向的相邻六个点的值都大，对应点为异常点，将所述异常点滤除；
[0017]对每个体素，计算与周围26个点形成的向量，形成血管走向方向；
[0018]在血管走向的13个方向上都分别用两个最近邻域的点进行平均，得到13个候选值；
[0019]用13个候选值中的最大值作为待滤除点的值，完成滤波。
[0020]可选的，所述在所述血管走向上进行图像平滑处理，获得平滑图像具体包括：
[0021]对候选的血管走向方向进行判断，决定哪个方向是最可能的血管走向方向；
[0022]遍历13个血管走向方向，计算每个方向的绝对值err；
[0023]比较13个方向上的所述绝对值err值，选择所述绝对值err最小的方向为最可能的血管方向，并用对应方向上的平均值mv值替代对应点的值，完成平滑的作用。
[0024]可选的，所述遍历13个血管走向方向，计算每个方向的绝对值err具体包括：
[0025]计算对应点与在某个血管走向方向的两个邻域点的平均值mv；
[0026]计算对应点与平均值的差值绝对值，为第一差值绝对值err1；
[0027]计算两个邻域点的差值绝对值，为第二差值绝对值err2；
[0028]计算所述第一差值绝对值err1和所述第二差值绝对值err2的和绝对值err。
[0029]可选的，所述采用非线性变化方法处理所述平滑图像进行血管非线性增强显示，对背景进行抑制具体包括：
[0030]非线性变换的公式采用伽马变换，公式为S＝I
γ
，γ>1；
[0031]其中，S为变换后的图像，γ为控制变换效果的变量，用于压缩背景暗信号，且γ越大效果越明显；
[0032]使用改进后的伽马变换，公式为S＝(1
‑
αI+exp(
‑
I)))
γ
，其中，S为变换后图像，I为原始图像，α和γ为控制变量，α选择小于1的值；γ大于1。
[0033]本专利技术还提供了一种提高血管三维显示效果的图像处理系统，应用上述所述的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法，所述处理系统包括：
[0034]插值模块，用于基于投影前的原始图像体数据，设计插值算法，对原始数据进行预处理，获得预处理图像；
[0035]滤波平滑模块，用于根据所述预处理图像确定血管走向，消除孤立点，在所述血管走向上进行图像平滑处理，获得平滑图像；
[0036]背景抑制模块，用于采用非线性变化方法处理所述平滑图像进行血管非线性增强显示，对背景进行抑制。
[0037]本专利技术提供的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法及系统，所述图像处理方法包括：基于投影前的原始图像体数据，设计插值算法，对原始数据进行预处理，获得预处理图像；根据所述预处理图像确定血管走向，消除孤立点，在所述血管走向上进行图像平滑处理，获得平滑图像；采用非线性变化方法处理所述平滑图像进行血管非线性增强显示，对背景进行抑制。提高血管信号的显示效果。
[0038]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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它的附图。
[0040]图1为本专利技术实施例提供的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法的流程图；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高血管三维显示效果的图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法包括：基于投影前的原始图像体数据，设计插值算法，对原始数据进行预处理，获得预处理图像；根据所述预处理图像确定血管走向，消除孤立点，在所述血管走向上进行图像平滑处理，获得平滑图像；采用非线性变化方法处理所述平滑图像进行血管非线性增强显示，对背景进行抑制。2.根据权利要求1所述的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法，其特征在于，所述基于投影前的原始图像体数据，设计插值算法，对原始数据进行预处理具体包括：将所述原始图像体数据插值为层方向，行方向以及列方向三个方向分辨率相同的数据。3.根据权利要求1所述的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法，其特征在于，所述基于投影前的原始图像体数据，设计插值算法，对原始数据进行预处理具体包括：分别计算所述原始图像体数据行、列和层三个方向的分辨率；根据所述原始图像体数据三个方向的实际分辨率判断是否进行插值，如果进行插值，选择适当的插值方向和插值算法，对所述原始图像体数据进行预处理。4.根据权利要求1所述的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法，其特征在于，所述插值算法包括：线性插值和三次样条插值。5.根据权利要求1所述的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法，其特征在于，所述根据所述预处理图像确定血管走向，消除孤立点具体包括：循环所述预处理图像中的每个点，对待识别的点沿三个主轴方向逐一判断点是否为异常噪声点；判断是否为异常点，如果对应点的像素值比周围X,Y,Z三个方向的相邻六个点的值都大，对应点为异常点，将所述异常点滤除；对每个体素，计算与周围26个点形成的向量，形成血管走向方向；在血管走向的13个方向上都分别用两个最近邻域的点进行平均，得到13个候选值；用13个候选值中的最大值作为待滤除点的值，完成滤波。6.根据权利要求1所述的一种提高血管三维显示效果的图像处理方法，其特征在于，所述在所述血管走向上进行图像平滑处理，获得平滑图像具体包括：对候选的血管走向方向进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭红宇，王颖，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：