专利名称：图像的分割方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像的分割方法及系统。
背景技术：
在医学领域中，三维医学图像分割用于对三维医学图像中的感兴趣区域或病变区域进行分割，用于观察和分析感兴趣区域或病变区域的形态、特征和其它病理情况，以及进行三维医学图像的重构和融合等。特别是针对心脏的医学图像，需要同时对心脏医学图像的多个区域进行分割提取。现有的图像分割方法包括以下几种1)检测式的方法。具体的，设计人员将算法封装好，同时提供算法的一些参数供用户修改，包括初始化条件如初始轮廓等，在用户输入原始图像和设置好各参数后，算法进行计算得到分割结果，用户判断分割结果是否满意，如果满意则将分割结果保存，如果不满意，则对算法的参数进行修改，再重复前面所述的流程，多次重复后，得到满意的分割结果。2)专利申请号为200910213963. 9名称为“一种医学图像反分割方法”的专利公开了一种监控式的方法。其提出在分割算法进行的过程中，将不断演化的分割结果以体绘制方式显示于三维视窗，用户可以暂停分割算法并修改当前的分割结果，从而对分割算法的计算过程进行实时监控。但这种方法要求采用的分割算法是迭代式的，即分割结果会随着算法的运行不断演化，并且要求当前的分割结果会对后续的分割算法运行有重要影响，从而才有机会让用户通过监控、修整中间过程的分割结果来实现运行一次分割算法即得到满意的分割结果。在该方法中，分割结果在算法运行过程中不断演化，每一个分割结果都要在三维视图中绘制，先计算得到分割结果再进行绘制，绘制速度若慢于计算速度，则难以实现对分割算法计算过程的实时监控。以上第一种方法采用的是结果检测式的，即检验分割结果，若不满意，则修改算法；第二种方法采用的是过程监控式，但可控参数只有中间过程的分割结果，因此只适用于特殊的算法。现有的分割方法为了得到满意的分割结果需要根据分割结果和满意的分割结果之间的偏差来调整算法的参数，通常需要多次设置参数、多次分割来获得满意的分割结果。综上可知，现有的图像分割方法，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种图像的分割方法及系统，可以让用户通过调节图像数据的显示，并根据调节参数一次计算得到用户满意的分割结果。为了实现上述目的，本发明提供一种图像的分割方法，所述方法包括调节图像数据的显示效果；获取图像的第一区域，该第一区域包含了待分割的目标物体区域；根据所述图像数据的调节参数，对所述图像进行分割处理。根据本发明的图像的分割方法，所述调节图像数据的显示效果步骤具体包括
根据所述图像的显示方式设置传递函数；设置所述图像的窗宽和窗位。根据本发明的图像的分割方法，所述根据所述图像的显示方式设置传递函数步骤包括调节体绘制传递函数或选择不同的预设传递函数。根据本发明的图像的分割方法，所述获取图像的第一区域步骤包括设置一包围盒，使该包围盒包括所述目标物体区域。根据本发明的图像的分割方法，所述图像数据的调节参数包括所述传递函数参数、所述窗宽和窗位参数、以及所述第一区域的边界参数。本发明还提供一种图像的分割系统，包括调节模块，用于调节图像数据的显示效果；获取模块，用于获取图像的第一区域，该第一区域包含了待分割的目标物体区域；分割模块，用于根据所述图像数据的调节参数，对所述图像进行分割处理。根据本发明的图像的分割系统，所述调节模块包括第一设置子模块，用于根据所述图像的显示方式设置传递函数；第二设置子模块，用于设置所述图像的窗宽和窗位。根据本发明的图像分割系统，所述获取模块用于设置一包围盒，使该包围盒包括所述目标物体区域。本发明在图像显示后调节图像数据的显示效果，并获取第一区域，该第一区域为包括目标物体的区域。之后，系统根据图像数据的调节参数，对图像进行分割处理。借此，本发明通过预先对图像进行显示调节并获得相应的区域及调节参数，可以一次性计算即得到用户满意的分割处理结果。
图1是本发明一实施例提供的图像分割方法流程图；图2是本发明一实施例提供的图像分割系统结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。参见图1，本发明提供了一种图像的分割方法，其具体包括以下步骤步骤S101，调节图像数据的显示效果，使用户观察到满意的清晰的目标物体区域。本发明在导入图像数据后，图像都会显示在屏幕上，具体可以体绘制方式显示，或者是将图像序列逐张二维显示。具体应用中，用户可以通过分割系统调节图像的显示效果。具体的，用户可以根据图像的显示方式设置传递函数，比如直接调节体绘制传递函数或选择不同的预设传递函数，借此使目标物体所在的灰度区间的透明度值高，非目标物体所在的灰度区间的透明度值低。需要说明的，透明度值低表示该灰度区间的像素点更为透明，可见度低，借此使得目标物体显示或者非目标物体不显示。例如若目标物体是骨骼，用户可以将低密度影对应的透明度值设为O，而高密度影对应的透明度值设为0. 8，并设置合适的高低密度影阈值，则体绘制显示可以只显示骨骼。另外，用户还可以调节图像的窗宽和窗位，即设定一个灰度值范围，高于该灰度值范围的像素以纯白显示，低于该灰度值范围的像素以纯黑显示，而处于该灰度值范围的像素的用于显示的灰度值则进行重新放缩。比如对于未血管造影的CT数据，设定灰度值范围为[200，600](等同于窗位为400，窗宽为400)，则灰度值大于600的像素都以纯白显示，灰度值小于200的像素都以纯黑显示，而200和600之间像素则按灰度值的高低顺序对应于纯白和纯黑之间的不同的灰阶，借此使图像显示时高灰度值的骨骼以纯白显示，而其他组织显示黑色。需要说明的是，以上体绘制的调节与窗宽窗位的调节是两种独立的调节方式，因此，在调节目标区域的显示效果的过程中，用户可以根据即时的显示效果任意使用调节体绘制的方式或窗宽窗位的方式继续调节，两者之间并不存在确定的先后步骤关系或者是存在二者只能选其一的限制。步骤S102，获取图像的第一区域，该第一区域包含了待分割的目标物体区域。需要说明的，这里的目标物体区域是待分割的目标图像区域，比如该区域包含了完整的腹主动脉，但是仍然包含了肾脏等，假设腹主动脉及其他血管才是我们要分割的目标，所以我们需要进一步从这个粗略的感兴趣区域中分割出腹主动脉及血管，也就是目标物体区域。本发明的实施例中，图像分割系统的三维显示窗口提供长方体包围盒工具，用户通过设置和调节长方体包围盒的六个面，使得该长方体内主要包含目标物体区域，在显示时长方体内的像素予以显示，而长方体包围盒以外的像素都以背景色显示，借此使用户在窗口中只看到长方体内的组织，比如分割血管时，可以利用包围盒工具，使得长方体内不包含脊柱，从而在显示上也不会出现脊柱，用户可以更清晰地看到所要分割的血管而不受脊柱的遮挡。用户调节显示时可以任意调节以上各参数，例如在分割血管时，为了看到更清晰、干净的门静脉血管，用户可以首先应用包围盒，使得屏幕只显示包围了肝脏的长方体区域，之后可以调节窗宽和窗位，由于血管的灰度值较高，可以将灰度值设为[150，250]，使显示的门静脉血管清晰可见，而且血管以外的杂质很少。之后，可以在此基础上再缩小包围盒，使得杂质尽可能地在包围盒以外，借此使杂质不可见。需要说明的，该实施例中，使用包围盒和调节显示并不限定先后顺序，调节图像显示和调节包围盒大小都是为了目标区域清晰可见，并且减少噪声的干扰。因此，在分割处理之前的调节过程中，可以任意调节显示效果及第一区域的大小。以上调节方式可以通过如下过程实现1)直接指定各种参数的值；2)也可以通过鼠标灵活调节，如较通用的以鼠标在界面滑动方式调节窗宽和窗位，用户可以观察到显示效果的变化，体绘制函数可以以一条曲线的方式出现在界面上，用户改变这条曲线形状时，会观察到显示的变化，用户无需知道体绘制函数是如何引起显示的变化的，所以用户在调节显示时，可以通过简单、灵活的交互工具来实现。步骤S103，根据所述图像数据的调节参数，对所述图像进行分割处理。具体的，调节参数包括传递函数参数、窗宽和窗位参数、以及第一区域的边界参数，系统以这些参数作为输入参数，进行分割计算。例如系统的分割算法会按长方体的位置、形状，从原始图像数据中提取长方体区域的数据用于后续计算，分割算法再按照当前窗宽窗位的值(如窗位200，窗宽100)计算，以150作为阈值对之前提取的长方体数据区域做阈值分割，或者在体绘制显示时，分割算法取透明度值大于0. 2的灰度值范围作为阈值分割的阈值，从而进行阈值分割，分割结果即为体绘制时清晰显示的组织结构。本发明通过用户的交互操作，以图像显示的方式明确目标区域后，分割算法自动、准确设置参数。上述的实施例只提到阈值分割，但实际上还能用于其它现有的或可能出现的算法中，例如水平集算法需要给定初始条件，那么水平集算法可以获取上述实施例所述的各参数，并在水平集算法内部采用上述实施例所述方式计算阈值分割结果并做作为初始条件，从而使得整个水平集算法实现自动化，而且由于该初始条件和用户调节显示获得的清晰目标区域一致，所以该初始条件设置精确，从而使得水平集算法的计算结果更优，使得用户不需要反复停止水平集算法，调整初始条件后，再运行水平集算法。本发明通过用户应用调节图像数据显示的方式，在显示区域获得满意的目标区域后，分割算法获取与显示相关的参数后自动设置分割算法参数，这种参数设置方法更为准确，从而使得一次分割计算即能获得用户满意的分割结果。参见图2，本发明提供了一种实现上述方法的图像的分割系统100，其具体包括调节模块10，用于调节图像数据的显示效果。本发明在导入图像数据后，图像都会显示在屏幕上，具体可以体绘制方式显示，或者是将图像序列逐张二维显示。具体应用中，用户可以通过分割系统调节图像的显示效果。调节模块10具体包括第一设置子模块11和第二设置子模块12，其中第一设置子模块11用于根据图像的显示方式设置传递函数，第二设置子模块12用于设置图像的窗宽和窗位。获取模块20，用于获取图像的第一区域，该第一区域包含了待分割的目标物体区域。具体的，通过获取模块20可以设置一包围盒，使该包围盒包括所述目标物体区域，借此获取第一区域。需要说明的，包围盒可以是多种区域形状，本发明优选采用长方体包围盒。分割模块30，用于根据图像数据的调节参数，对所述图像进行分割处理。具体的，系统100可以获取用户调节的传递函数参数、窗宽和窗位参数、以及第一区域的边界参数，分割模块30根据这些参数设置分割算法的参数一次分割计算即能获得用户满意的分割结果。需要说明的，上述对于图像数据显示效果的调节和获取第一区域是可以穿插执行的，在此不限定执行的先后顺序。例如用户可以在输入原始图像数据后，根据识别的目标区域，获得第一区域，进而在只显示第一区域时，调节体绘制传递函数或窗宽窗位；也可以先调节体绘制传递函数或窗宽窗位，以更清晰识别目标区域，再获取第一区域。又例如用户可以通过调节体绘制传递函数更清晰地观察到目标物体，进而通过减小第一区域排除非目标物体，之后再调节显示效果，观察到非目标物体后，再尽量缩小第一区域，排除非目标物体，如此不断最小化第一区域，实现优化调节图像数据显示效果。综上所述，本发明在图像显示后调节图像数据的显示效果，并获取第一区域，该第一区域为包括目标物体的区域。之后，系统根据图像数据的调节参数，对图像进行分割处理。借此，本发明通过预先对图像进行显示调节并获得相应的区域及调节参数，可以一次性计算即得到用户满意的分割处理结果。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种图像的分割方法，其特征在于，所述方法包括 调节图像数据的显示效果； 获取图像的第一区域，该第一区域包含了待分割的目标物体区域； 根据所述图像数据的调节参数，对所述图像进行分割处理。
2.根据权利要求1所述的图像的分割方法，其特征在于，所述调节图像数据的显示效果步骤具体包括 根据所述图像的显示方式设置传递函数； 设置所述图像的窗宽和窗位。
3.根据权利要求2所述的图像的分割方法，其特征在于，所述根据所述图像的显示方式设置传递函数步骤包括 调节体绘制传递函数或选择不同的预设传递函数。
4.根据权利要求1所述的图像分割方法，其特征在于，所述获取图像的第一区域步骤包括 设置一包围盒，使该包围盒包括所述目标物体区域。
5.根据权利要求3所述的图像分割方法，其特征在于，所述图像数据的调节参数包括所述传递函数参数、所述窗宽和窗位参数、以及所述第一区域的边界参数。
6.一种图像的分割系统，其特征在于，包括 调节模块，用于调节图像数据的显示效果； 获取模块，用于获取图像的第一区域，该第一区域包含了待分割的目标物体区域； 分割模块，用于根据所述图像数据的调节参数，对所述图像进行分割处理。
7.根据权利要求6所述的图像的分割系统，其特征在于，所述调节模块包括 第一设置子模块，用于根据所述图像的显示方式设置传递函数； 第二设置子模块，用于设置所述图像的窗宽和窗位。
8.根据权利要求7所述的图像的分割系统，其特征在于，所述获取模块用于设置一包围盒，使该包围盒包括所述目标物体区域。
全文摘要
本发明适用于图像处理技术领域，提供了一种图像的分割方法，所述方法包括调节图像数据的显示效果；获取图像的第一区域，该第一区域包含了待分割的目标物体区域；根据所述图像数据的调节参数，对所述图像进行分割处理。本发明还相应的提供一种图像的分割系统。借此，本发明让用户通过调节图像数据的显示，在视图中获得满意的目标区域后自动设置参数并一次计算得到用户满意的分割结果。
文档编号G06T7/00GK102999906SQ20121046515
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者叶建平, 涂云霞, 郭李云, 张磊 申请人:深圳市旭东数字医学影像技术有限公司