本发明专利技术公开一种运动对象轮廓提取及左心室图像分割方法和装置。所述运动对象轮廓提取装置用于从三维图像时间序列提取作变形运动的运动对象的轮廓。所述三维图像时间序列包括分别在多个时刻获得的多个三维图像。每个三维图像由平行的多个二维图像片构成。在所述多个三维图像中同一位置的多个二维图像片构成一个图像片时间序列。所述运动对象轮廓提取装置包括：轮廓获取单元，用于获取运动对象在每个图像片中的轮廓；以及轮廓校正单元，用于基于运动对象在各个图像片时间序列中的运动趋势信息来校正运动对象在至少一个图像片时间序列中的图像片中的轮廓。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机视觉领域，更具体而言，涉及一种运动对象轮廓提取方法和装置，以及一种左心室图像分割方法和装置。
技术介绍
运动对象，尤其是作变形运动的运动对象的轮廓提取是计算机视觉领域的一项具有挑战性的任务。在实际应用中，例如，在医学领域，从利用计算机断层扫描(ComputedTomography, CT)设备、核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)设备、超声波(Ultrasound,UL)诊断装置等医疗设备获取的三维图像时间序列中提取出生物器官或生物器官的一部分的轮廓，有利于后续对生物器官的各项参数的测量。然而，由于对象的变形运动，使得对象在图像时间序列中的方向、尺寸、形状都有很大变化，并且图像强度也有很大变化，因此难以准确地提取对象在不同运动阶段在各个图像中的轮廓。 另外，在心脏病学领域，通常利用核磁共振成像技术来提供心脏的三维图像时间序列(3D+T)。医生们对识别心室、心内膜和心外膜很感兴趣。根据识别出的心室、心内膜和心外膜的轮廓可以用于测量心动周期不同阶段的心室血容量(射血分数(ejectionfraction))、心室壁运动和壁厚特性等。其中左心室(LV)特别重要，因为它将含氧血从心脏泵浦到整个身体的各个组织。在现有技术中，一些研究者已构造了模型来辅助左心室分割，比如四维(4D)心脏概率图和三维(3D)LV表面模型。还有其他方法，按灰度、强度和形状特征来使用有效形状来分割LV。当然，有更多利用用户交互的半自动LV分割方法。近些年，越来越多的研究者开始开发完全自动的方法来分割LV，并取得一些成绩，比如Marie-Pierre Jolly和Ying Sun提出的关于完全自动分割LV的一些方法(见美国专利申请US2009/0232371和US2009/0290777)。现有技术中的基于模型的方法在捕获它们的训练集之外的变化性方面存在困难。常用的基于snake (动态轮廓模型)算法的方法对噪声和LV的物理乳头肌十分敏感，有时还对初始条件敏感。大多数半自动方法需要用户的交互，这是主观的，且耗费医生的时间。一些自动方法在形状和像素亮度等方面对心脏有太多假设，在健壮性方面需要改进。
技术实现思路
在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术的一个目的是提供一种运动对象轮廓提取方法和装置，以准确地获得运动对象在不同运动阶段在各个图像中的轮廓。本专利技术的另一个目的是提供一种左心室图像分割方法和装置，以准确、健壮地从图像中分割出左心室。根据本专利技术的一个方面，一种运动对象轮廓提取方法，用于从三维图像时间序列中提取作变形运动的运动对象的轮廓，所述三维图像时间序列包括分别在多个时刻获得的多个三维图像，每个三维图像由平行的多个二维图像片构成，且在所述多个三维图像中同一位置的多个二维图像片构成一个图像片时间序列。所述运动对象轮廓提取方法包括获取所述运动对象在每个图像片中的轮廓；以及基于所述运动对象在各个图像片时间序列中的运动趋势信息来校正所述运动对象在至少一个图像片时间序列中的图像片中的所述轮廓。根据本专利技术的另一方面，一种运动对象轮廓提取装置，用于从三维图像时间序列提取作变形运动的运动对象的轮廓，所述三维图像时间序列包括分别在多个时刻获得的多个三维图像，每个三维图像由平行的多个二维图像片构成，且在所述多个三维图像中同一位置的多个二维图像片构成一个图像片时间序列。所述运动对象轮廓提取装置包括轮廓获取单元，用于获取所述运动对象在每个图像片中的轮廓；以及轮廓校正单元， 用于基于所述运动对象在各个图像片时间序列中的运动趋势信息来校正所述运动对象在至少一个图像片时间序列中的图像片中的所述轮廓。根据本专利技术的另一方面，一种左心室图像分割方法，用于从三维医学图像时间序列中获取左心室的轮廓，所述三维医学图像时间序列包括分别在包括至少一个心动周期的时间段中的多个时刻获得的多个三维图像，每个三维图像由与所述左心室的长轴相交的多个平行二维图像片构成，且在所述多个三维图像中同一位置的多个二维图像片构成一个图像片时间序列。所述左心室图像分割方法包括获取每个图像片中用于极坐标变换的极点；基于每个图像片中的所述极点将所述图像片变换到极坐标系中；在所述极坐标系中获取所述左心室在每个图像片中的心内膜轮廓，作为所述左心室在所述图像片中的轮廓；以及将在所述极坐标系中获取的所述左心室的轮廓映射到相应的原始图像片中。根据本专利技术的另一方面，一种左心室图像分割装置，用于从三维医学图像时间序列获取左心室的轮廓，所述三维医学图像时间序列包括分别在至少包括一个心动周期的时间段中的多个时刻获得的多个三维图像，每个三维图像由与所述左心室的长轴相交的多个平行二维图像片构成，且在所述多个三维图像中同一位置的多个二维图像片构成一个图像片时间序列。所述左心室图像分割装置包括极点获取单元，用于获取每个图像片中用于极坐标变换的极点；坐标变换单元，用于基于每个图像片中的所述极点将所述图像片变换到极坐标系中，以及将心内膜轮廓获取单元获取的所述左心室的轮廓映射到相应的原始图像片中；以及所述心内膜轮廓获取单元，用于在所述极坐标系中获取所述左心室在每个图像片中的心内膜轮廓，作为所述左心室在所述图像片中的轮廓。另外，本专利技术的另一方面还提供了用于实现上述方法的计算机程序。此外，本专利技术的另一方面还提供了至少计算机可读介质形式的计算机程序产品，其上记录有用于实现上述方法的计算机程序代码。附图说明本专利技术可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本专利技术的优选实施例和解释本专利技术的原理和优点。在附图中图I示出根据本专利技术的一个实施例的运动对象轮廓提取方法的示意性流程图；图2示出根据本专利技术的一个实施例的获取运动对象在每个图像片中的轮廓的示意性流程图；图3示出以预定图像片时间序列的运动区域为基准来调整其他图像片时间序列的运动区域的一个示例； 图4a_4b示出从图像片时间序列的运动区域中识别出运动对象的候选区域的一个示例；图5示出根据本专利技术的一个实施例的基于运动对象的运动趋势信息来校正运动对象的轮廓的示意性流程图；图6示出运动对象在多个图像片时间序列中的运动趋势及与基准运动趋势的相似度的一个示例；图7示出校正运动对象在一个图像片时间序列中的轮廓的一个示例；图8示出根据本专利技术的一个实施例的左心室图像分割方法的示意性流程图；图9示出欧几里德坐标系与极坐标系的变换关系的示意图；图IOa和IOb示出左心室的初始轮廓变换到极坐标系中的示意图；图11示出极坐标系中的图像片的灰度图像的水平投影的示意图；图12a示出极坐标系中的图像片的边缘图像的示意图；图12b示出图12a中的边缘图像的水平投影的示意图；图13a示出在极坐标系中获得的心内膜轮廓和心外膜轮廓的示意图；图13b示出图13a中获得的心本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种运动对象轮廓提取装置，用于从三维图像时间序列提取作变形运动的运动对象的轮廓，所述三维图像时间序列包括分别在多个时刻获得的多个三维图像，每个三维图像由平行的多个二维图像片构成，且在所述多个三维图像中同一位置的多个二维图像片构成一个图像片时间序列，所述装置包括：轮廓获取单元，用于获取所述运动对象在每个图像片中的轮廓；以及轮廓校正单元，用于基于所述运动对象在各个图像片时间序列中的运动趋势信息来校正所述运动对象在至少一个图像片时间序列中的图像片中的所述轮廓。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王艳华，丛超，王艳丽，王少彬，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝医疗系统株式会社，
类型：发明
国别省市：
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