一种基于参数法的核磁共振图像分割方法及设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于参数法的核磁共振图像分割方法及设备，属于图像处理【技术领域】。本发明的分割方法是在现有的参数法目标函数模型的基础上，引入一项新规则项：使迭代结果对于偏移场的初始化不敏感，对于原有目标函数模型的许多个极小值，新增加的规则项会促使偏移场收敛在1左右，能使迭代最终准确的停止在使真实图像与待分割图像最相近的极小值处，得到理想的分割结果。基于本发明的分割方法，本发明还公开了一种核磁共振成像设备，能够对于偏移场的对应参数任意初始化的情况下准确的分割出所需求的区域，输出高质量的脑组织核磁共振图像。
【专利说明】—种基于参数法的核磁共振图像分割方法及设备【技术领域】
[0001]本发明属于图像处理【技术领域】，尤其涉及对脑组织的核磁共振图像的图像分割处理技术。
【背景技术】
[0002]在近代的医学科技的发展中，诊断图像起到了一个至关重要的作用。MRI (核磁共振成像)、CT(计算机断层成像)等医学成像技术在医学中的用途越来越普及，随着图像处理技术的进步，对医学影像设备采集到的医学图像往往都是经过进一步的图像处理之后，才输出相应的医学图像供分析使用。如关于脑组织的核磁共振图像，由于核磁共振成像的原理，由于受射频场的不均匀性、MR(核磁共振)设备本身以及被检测生命体的脑袋不同组织之间的差异性和脑组织的容积效应等影响，所采集的图像灰度沿某一方向缓慢变化，造成所采集的脑组织图像同一组织(如白质、灰质或脑脊液)像素不均匀的情况(即图像存在偏移场)，对于这种很多灰度不均匀或存在弱边界的图像，准确、快速的图像分割往往比较困难。因此，在进行图像分析前常常需要对图像的灰度不均匀进行校正。
[0003]当前，关于脑组织的核磁共振图像的偏移场的校正方法主要分为两大类，分别是预校正和后期校正。预校正的方法作用于图像的采集阶段，运用特殊的硬件和序列避免灰度的不均匀。这种方法虽然能很好的校正由核磁共振扫描仪所造成的灰度不均匀，但是不能纠正由于人脑不同组织之间的差异性和脑组织的容积效应等影响产生的灰度不均匀的图像问题；相比之下，后期校正方法则完全依赖所采集的原始图像，则能很好的处理各种原因造成的灰度不均匀。
[0004]在后期校正法中，比较常用的方法是在图像分割的基础上进行偏移场的校正，分割和校正偏移场在迭代的过程中交叉进行，互相促进，最终达到精确的结果。其中比较具有代表性的是参数法模型。在参数法模型中，将偏移场和噪声作为MR图像灰度不均匀的
主要原因，由此得到采集图像的拟合项:/(.r) = /)(.v),/(.v) + /?(A-),其中，I(x)是待处理图像I (采集的原始图像)在像素点X处的像素值，b是未知的偏移场(/;(x)表示偏移场在像素
点X处的像素值)j表示待还原的真实图像(J(X)表示真实图像在像素点X处的像素值)，η(χ)是像素点χ的加性噪声，根据核磁共振成像原理，设置用一系列(Μ个)基函数gk(x)
构成偏移场A的拟合项=
【权利要求】
1.一种基于参数法的核磁共振图像分割方法，其特征在于，包括下列步骤: 步骤1:输入采集的脑组织的核磁共振图像I;步骤 2:基于参数法模型 /(..V) = b(x)J(x) + /7(1)确定参数 W = (W1,...，wM)T、c =(C1,...，CN)T和U(X) = (U1(X),...，uN (X))τ取值，其中I (X)表示所述图像I在像素点X处的像素值，偏移场~在像素点X处的像素值
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤202，203分别为: 步骤202:分别选取三个参数w、c和U(X)中的任意两个参数的当前取值，根据目标函数
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤202中，设定计数值t，初始化为0，步骤202每执行完成一次，则计数值t加I ; 则所述步骤203为:判断计数值t是否大于或等于预设阈值，若是，则令W = n c = c,l/0)=t>(.T)并执行步骤3 ;否则令u，= il.、C = C > C/(x) = t>(x)并返回步骤202。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤202中，设定计数值t，初始化为0，步骤202每执行完成一次，则计数值t加I ; 则所述步骤203为:判断计数值t是否大于或等于预设阈值，若是，则执行步骤3，否则返回步骤202。
5.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述步骤203中，预设阈值e的取值的数量级在10_2以内。
6.一种核磁共振成像设备，其特征在于，包括核磁共振图像采集单元、图像处理单元，输出单元和电源单元，所述电源单元用于为磁图像采集单元、图像处理单元，输出单元供电；所述核磁共振图像采集单元用于采集脑组织的核磁共振图像I，并将所述核磁共振图像I发送给图像处理单元，所述图像处理单元基于权利要求1、2、3或4所述的分割方法对当前核磁共振图像I执行分割处理，并将分割处理后得到的所述核磁共振图像I的真实图像J和偏移场B传输至输出单元，所述输出单元存储偏移场0，并输出显示所述真实图像
【文档编号】G06T5/00GK103971339SQ201410191094
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】解梅, 靳婧 申请人:电子科技大学