一种图像处理方法及装置、存储介质与流程

本发明涉及计算机领域中的图像处理技术，尤其涉及一种图像处理方法及装置、存储介质。

背景技术：

冠状动脉是心脏供血的血管属支，冠状动脉的病灶会对相应的心脏区域产生功能上的影响，是引发冠心病、心绞痛、心肌梗死等心脏疾病的原因；因此，通过对冠状动脉进行cta(computedtomographyangiography，计算机断层扫描血管造影)，使医生确切地了解病人心脏血管狭窄和闭塞的位置和程度，能够对心脏疾病的诊断提供很大的帮助，比如，msct(mufti-slicespiralcomputedtomography，多层螺旋计算机断层扫描)。然而，由于生物医学图像本身有着很多不可避免的缺陷，为了提高生物医学图像的可读性，需对生物医学图像进行计算机处理，得到处理后的生物医学图像，从而根据处理后的生物医学图像进行疾病的诊断。因此，对于冠状动脉的cta图像，也应进行计算机处理之后才能成为诊断心脏疾病的依据。

目前，针对冠状动脉的cta图像的计算机处理，主要是从冠状动脉的cta图像中提取冠状动脉。现有技术中，通常采用对冠状动脉的cta图像进行聚类或人工选取冠状动脉生长的种子点进行区域生长来实现冠状动脉的提取，然而聚类和区域生长的过程中均需要人为干预，因此，提取冠状动脉的智能性低；另外，对于冠状动脉的cta图像还可以采用frangi算法来实现冠状动脉的提取，然而提取的结果图像中狭窄部位不明显，因此，提取冠状动脉的效果差。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种图像处理方法及装置、存储介质，能够提高冠状动脉获取的智能性，提升冠状动脉获取的效果。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种图像处理方法，所述方法包括：

当获得初始冠状动脉三维图像时，基于主动脉形态，在所述初始冠状动脉三维图像中进行主动脉识别，得到主动脉位置信息；

基于所述主动脉位置信息，从所述初始冠状动脉三维图像中确定主动脉连通域三维图像；

基于所述主动脉位置信息和主动脉生理结构，在所述主动脉连通域三维图像中进行心窦识别，得到主动脉与左心室边界位置信息；

基于所述主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉三维图像。

在上述方案中，所述当获取到初始冠状动脉三维图像时，基于主动脉形态，在所述初始冠状动脉三维图像中进行主动脉识别，得到主动脉位置信息之前，所述方法还包括：

当获取到至少两张冠状动脉造影二维图像时，从所述至少两张冠状动脉造影二维图像中分别获取对应的图像灰度修正信息，所述图像灰度修正信息包括所述至少两张冠状动脉造影二维图像对应的初始灰度值和格式信息；

根据所述初始灰度值和所述格式信息，得到所述至少两张冠状动脉造影二维图像对应的密度值；

根据所述密度值和预设图像层次顺序，叠加所述至少两张冠状动脉造影二维图像，获得所述初始冠状动脉三维图像。

在上述方案中，所述基于主动脉形态，在所述初始冠状动脉三维图像中进行主动脉识别，得到主动脉位置信息，包括：

根据所述主动脉形态，确定半径阈值；

基于所述预设图像层次顺序，根据预设灰度值对所述初始冠状动脉三维图像中的层次冠状动脉三维图像进行二值化处理，并根据预设定位算法和所述半径阈值，在所述层次冠状动脉三维图像进行二值化处理对应的结果图像中识别所述主动脉，直到获得所述主动脉位置信息。

在上述方案中，所述基于所述主动脉位置信息，从所述初始冠状动脉三维图像中确定主动脉连通域三维图像，包括：

根据所述主动脉位置信息，得到初始主动脉灰度值；

根据预设灰度值和所述初始主动脉灰度值，确定主动脉灰度值；

根据所述主动脉灰度值，对所述初始冠状动脉三维图像进行二值化处理，得到二值化后的初始冠状动脉三维图像；

根据所述主动脉位置信息，从所述二值化后的初始冠状动脉三维图像中确定主动脉连通区域，得到所述主动脉连通域三维图像。

在上述方案中，所述基于所述主动脉位置信息和主动脉生理结构，在所述主动脉连通域三维图像中进行心窦识别，得到主动脉与左心室边界位置信息，包括：

根据所述主动脉生理结构，确定位置判定条件，所述位置判断条件用于识别所述心窦；

在所述主动脉连通域三维图像中，从所述主动脉位置信息处根据预设搜索步长确定搜索平面，直到所述搜索平面对应的主动脉截面面积满足所述位置判定条件时，将对应的所述搜索平面作为所述主动脉与左心室边界位置信息。

在上述方案中，所述基于所述主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉三维图像，包括：

基于所述主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉生长三维图像；

利用预设算法，在所述冠状动脉生长三维图像上识别主动脉区域；

从所述冠状动脉生长三维图像中删除所述主动脉区域，得到所述冠状动脉三维图像。

在上述方案中，所述基于所述主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉生长三维图像，包括：

根据所述主动脉与左心室边界位置信息，以及所述主动脉位置信息，确定冠状动脉生长灰度值；

根据所述主动脉与左心室边界位置信息，从所述初始冠状动脉三维图像中删除所述主动脉连通域三维图像，得到删除后的初始冠状动脉三维图像；

基于所述冠状动脉生长灰度值和所述删除后的初始冠状动脉三维图像进行冠状动脉生长，得到所述冠状动脉生长三维图像。

在上述方案中，所述根据所述主动脉与左心室边界位置信息，以及所述主动脉位置信息，确定冠状动脉生长灰度值，包括：

根据所述主动脉与左心室边界位置信息，得到冠状动脉连通域；

当所述冠状动脉连通域对应的体积大于预设体积时，在所述主动脉位置信息对应的主动脉灰度值的基础上，循环增加预设去粘连步长，直到所述冠状动脉连通域对应的体积不大于所述预设体积，将循环增加后的灰度值作为所述冠状动脉生长灰度值。

在上述方案中，所述基于所述冠状动脉生长灰度值和所述删除后的初始冠状动脉三维图像进行冠状动脉生长，得到所述冠状动脉生长三维图像，包括：

根据所述冠状动脉生长灰度值和预设生长步长，对所述删除后的初始冠状动脉三维图像进行冠状动脉生成，直到所述冠状动脉生长灰度值降低为预设最小生长灰度值，完成冠状动脉生长，得到所述冠状动脉生长三维图像。

第二方面，本发明实施例提供了一种图像处理装置，所述装置包括：处理器、存储器和通信总线，所述存储器通过所述通信总线与所述处理器进行通信，所述存储器存储所述处理器可执行的程序，当所述程序被执行时，通过所述处理器执行如上述所述的图像处理方法。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上述所述的图像处理方法。

本发明实施例提供了一种图像处理方法及装置、存储介质。首先，当获得初始冠状动脉三维图像时，基于主动脉形态，在初始冠状动脉三维图像中进行主动脉识别，得到主动脉位置信息；基于主动脉位置信息，从初始冠状动脉三维图像中确定主动脉连通域三维图像；基于主动脉位置信息和主动脉生理结构，在主动脉连通域三维图像中进行心窦识别，得到主动脉与左心室边界位置信息；基于主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉三维图像。采用上述技术实现方案，由于图像处理装置根据主动脉形态，以及主动脉生理结构这些形态学构造，在初始冠状动脉三维图像中对主动脉和冠状动脉进行精准识别，并基于识别出的主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉自动生长，从而获得冠状动脉三维图像，实现了冠状动脉自动准确的提取，提高了冠状动脉获取的智能性，提升了冠状动脉获取的效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种图像处理方法实现流程图；

图2为本发明实施例提供的一种示例性的主动脉连通域三维图像；

图3为本发明实施例提供的一种示例性的搜索主动脉与左心室边界位置信息的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种示例性的确定冠状动脉生长灰度值的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种示例性的主动脉和冠状动脉连通域图像；

图6为本发明实施例提供的一种示例性的删除后的初始冠状动脉三维图像的一平面图；

图7为本发明实施例提供的一种示例性的冠状动脉生长三维图像；

图8为本发明实施例提供的一种示例性的冠状动脉三维图像；

图9为本发明实施例提供的一种语音信号处理装置的结构示意图一；

图10为本发明实施例提供的一种语音信号处理装置的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种图像处理方法，图1为本发明实施例提供的一种图像处理方法实现流程图，如图1所示，该图像处理方法包括：

s101、当获得初始冠状动脉三维图像时，基于主动脉形态，在初始冠状动脉三维图像中进行主动脉识别，得到主动脉位置信息。

在本发明实施例中，血管造影设备对注射造影剂后的冠状动脉进行造影，并将造影拍得的至少两张冠状动脉造影图像输入至图像处理装置，此时，图像处理装置就获取到了至少两张冠状动脉造影图像；当图像处理装置将获取到的至少两张冠状动脉造影图像进行叠加，就获得了初始冠状动脉三维图像。基于先验知识可以确定主动脉形态：横截面为圆形，图像处理装置基于主动脉横截面为圆形这一形态，在初始冠状动脉三维图像中确定主动脉位置信息。

这里，造影可以是ct造影，也可以是x光造影，还可以是其他的造影技术，本发明实施例对此不作具体限定。具体地，当造影为ct造影时，冠状动脉造影图像对应为冠状动脉ct造影图像。

需要说明的是，初始冠状动脉三维图像包括冠状动脉所在区域的部位对应的图像，比如，人类胸部(包含心脏的区域)的立体图像；一般来说，初始冠状动脉三维图像是一个立体图像，比如，可以用一个三维矩阵表示初始冠状动脉三维图像；主动脉位置信息表征主动脉在初始冠状动脉三维图像中的位置信息。

s102、基于主动脉位置信息，从初始冠状动脉三维图像中，确定主动脉连通域三维图像。

在本发明实施例中，当图像处理装置获取到主动脉位置信息之后，由于主动脉与冠状动脉是连通的，因此，图像处理装置在获得了初始冠状动脉三维图像之后，在初始冠状动脉三维图像中基于主动脉位置信息来确定主动脉所在的连通区域，从而也就获得了包含冠状动脉的主动脉连通域三维图像。

也就是说，主动脉连通域三维图像表征主动脉所在的连通区域构成的立体图像。

具体地，图像处理装置在获得了主动脉位置信息之后，根据主动脉位置信息寻找主动脉所在的连通区域，即得到了主动脉连通域三维图像。

可以理解的是，由于主动脉与冠状动脉是连通的，因此，主动脉连通域三维图像中包含了冠状动脉。

s103、基于主动脉位置信息和主动脉生理结构，在主动脉连通域三维图像中进行心窦识别，得到主动脉与左心室边界位置信息。

在本发明实施例中，图像处理装置在获得了主动脉位置信息和主动脉连通域三维图像之后，在主动脉连通域三维图像中沿主动脉位置信息处从远心端向近心端进行主动脉与左心室边界位置信息的搜索，在该过程中，主动脉存在一段先粗后细的生理结构，当确定了该生理结构所处的位置之后，即确定了主动脉与左心室边界位置信息。

需要说明的是，该先粗后细的生理结构表征的部位为心窦，而心窦正是主动脉上与冠状动脉连通对应的凸起位置。

可以理解的是，由于主动脉连通域三维图像表征初始冠状动脉图像中主动脉所在的连通域，而主动脉通常与冠状动脉、左心室等连通；因此，图像处理装置在获得了主动脉与左心室边界位置信息之后，就能根据主动脉与左心室边界位置信息将与主动脉连通的左心室所在的连通域去除，进一步为冠状动脉的提取提供了便捷性。

s104、基于主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉三维图像。

在本发明实施例中，由于主动脉连通域三维图像中，不仅包含了主动脉与冠状动脉的连通，还包含了主动脉与其他部位(比如，左心室)的连通，以及冠状动脉与其他部位(比如，心耳)的连通，因此，当图像处理装置获取到主动脉与左心室边界位置信息之后，根据该主动脉与左心室边界位置信息对主动脉连通域三维图像进行冠状动脉再生长处理，去掉上述不需要的连通区域(主动脉与其他部位的连通，以及冠状动脉与其他部位的连通)，完成冠状动脉的提取，得到冠状动脉三维图像。

这里，冠状动脉三维图像为经过计算机技术处理后的能够作为医学上进行心脏疾病诊断的依据，比如，冠状动脉三维网格模型。

可以理解的是，图像处理装置通过主动脉的形态学构造，在获得的初始冠状动脉三维图像中对主动脉和冠状动脉进行精准的定位，实现了高效且完整的分割重构处理，完成了ct(计算机断层扫描)冠状动脉造影二维图像中冠状动脉的自动准确的提取。

进一步地，在本发明实施例中，图像处理方法还包括当获取到至少两张冠状动脉造影二维图像时，图像处理装置基于预设图像层次顺序，叠加至少两张冠状动脉造影二维图像，得到初始冠状动脉三维图像。具体包括s105-s107，其中：

s105、当获取到至少两张冠状动脉造影二维图像时，从至少两张冠状动脉造影二维图像中分别获取对应的图像灰度修正信息，图像灰度修正信息包括至少两张冠状动脉造影二维图像对应的初始灰度值和格式信息。

在本发明实施例中，当对冠状动脉进行血管断层扫描时，通过静脉注射造影剂能够拍得至少两张冠状动脉造影二维图像，将该至少两张冠状动脉造影二维图像向图像处理装置导入时，图像处理装置即获取到了至少两张冠状动脉造影二维图像。而图像处理装置获得的至少两张冠状动脉造影二维图像中包括图像灰度修正信息，该图像灰度修正信息用于对冠状动脉造影二维图像进行图像转换：将冠状动脉造影二维图像从第一空间转换至第二空间，使得图像处理装置在第二空间中进行冠状动脉的提取处理；这里，第一空间表征血管造影设备进行冠状动脉造影时拍得的至少两张冠状动脉造影二维图像对应的图像空间，第二空间表征图像处理装置对至少两张冠状动脉造影二维图像进行冠状动脉提取时至少两张冠状动脉造影二维图像对应的图像空间。

这里，图像灰度修正信息包括至少两张冠状动脉造影二维图像对应的初始灰度值和格式信息。

需要说明的是，图像处理装置获取到的至少两张冠状动脉造影二维图像为第一空间中的图像，此时的每张冠状动脉造影二维图像对应的图像格式为第一图像格式，比如，dicom图像，从而至少两张冠状动脉造影二维图像对应的格式信息表征第一图像格式对应的信息，比如dicom图像的头文件信息。

另外，至少两张冠状动脉造影二维图像对应的初始灰度值表征至少两张冠状动脉造影二维图像在第一空间中对应的灰度值。

也就是说，图像处理装置从获得的至少两张冠状动脉造影二维图像中读取第一图像格式对应的信息以及对应在第一空间中的灰度值，即获取到了图像灰度修正信息。

s106、根据初始灰度值和格式信息，得到至少两张冠状动脉造影二维图像对应的密度值。

在本发明实施例中，图像处理装置在获得了图像灰度修正信息之后，就能对至少两张冠状动脉造影二维图像进行第一空间到第二空间的转换处理，具体为：图像处理装置根据初始灰度值和格式信息，得到至少两张冠状动脉造影二维图像对应的密度值。

需要说明的是，密度值表征至少两张冠状动脉造影二维图像在第二空间对应的第二图像格式中的信息，比如ct值。

示例性地，图像处理装置获得一组人类胸部包含心脏区域的cta图像(至少两张冠状动脉造影二维图像)，该组cta图像为dicom图像；首先，图像处理装置从每张dicom图像的头文件信息中获取“rescaleslope”和“rescaleintercept”(格式信息)，并确定至少两张冠状动脉造影二维图像中每张图像的灰度值(初始灰度值)；其次，图像处理装置根据公式(1)，确定至少两张冠状动脉造影二维图像在第二空间对应的ct值(密度值)，其中公式(1)为：

hu＝rescaleslope×i+rescaleintercept(1)

其中，hu表示至少两张冠状动脉造影二维图像中每个像素点对应的ct值，i表示初始灰度值。

s107、根据密度值和预设图像层次顺序，叠加至少两张冠状动脉造影二维图像，得到初始冠状动脉三维图像。

在本发明实施例中，当图像处理装置获得至少两张冠状动脉造影二维图像对应的密度值之后，即确定了冠状动脉所在区域中的每个部位对应的ct值，再加上计算机断层扫描设备是对冠状动脉所在部位进行顺序拍摄的，从而在获得的至少两张冠状动脉造影二维图像之间存在固定的图像层次，因此，图像处理装置基于密度值和该预设图像层次顺序，对至少两张冠状动脉造影二维图像进行叠加处理，就能得到用于提取冠状动脉的初始冠状动脉三维图像。

这里，初始冠状动脉三维图像中每个像素点对应有自身的ct值，后续冠状动脉的提取均是基于该ct值进行的。

需要说明的是，表征同一个部位的像素点对应存在于至少一张冠状动脉造影二维图像中，但在第二空间中，同一个部位的像素点对应的密度值相同。

在本发明实施例中，当初始冠状动脉三维图像是一个立体图像，比如，可以用一个三维矩阵表示初始冠状动脉三维图像时，对应的，冠状动脉造影二维图像为一个二维矩阵，从而图像处理装置将多张二维矩阵表示的冠状动脉造影二维图像根据预设图像层次顺序叠加为一个三维矩阵形式的初始冠状动脉三维图像。

这里，图像处理装置在根据密度值和预设图像层次顺序，将至少两张冠状动脉造影图像转换为初始冠状动脉三维图像时，可以是图像处理装置根据密度值和预设图像层次顺序构建三维图像模型，并将至少两张冠状动脉造影图像输入至该三维图像模型中，从而得到初始冠状动脉三维图像；也可以是图像处理装置根据密度值和预设图像层次顺序对至少两张冠状动脉造影图像中的平面结构进行拉伸后并组合，从而得到初始冠状动脉三维图像；本发明实施例对此不作具体限制。

示例性地，ct设备(血管造影设备)对注射造影剂后的病人胸部(包含心脏的区域)进行断层扫描，得到一组冠状动脉cta图像(至少两张冠状动脉造影二维图像)，其中，这一组冠状动脉cta图像中的每张图片均是一个二维矩阵，图像处理装置将这一组冠状动脉cta图像按预设图像层次顺序排列组成一个三维矩阵，即初始冠状动脉三维图像。

可以理解的是，图像处理装置通过将多张冠状动脉造影二维图像进行处理并叠加，获得初始冠状动脉三维图像，为后续冠状动脉的提取提供了原始信息。

进一步地，在本发明实施例中，s101中图像处理装置基于主动脉形态，在初始冠状动脉三维图像中进行主动脉识别，得到主动脉位置信息，具体包括：图像处理装置根据主动脉形态，确定半径阈值；并基于预设图像层次顺序，根据预设灰度值对初始冠状动脉三维图像中的层次冠状动脉二维图像进行二值化处理，并根据预设定位算法和半径阈值，在层次冠状动脉二维图像进行二值化处理对应的结果图像中识别主动脉，直到获得主动脉位置信息。

需要说明的是，在初始冠状动脉三维图像中，有两个结构的横截面为圆形，这两个结构一个是主动脉，另一个是下动脉，而下动脉的半径明显小于主动脉的半径，从而图像处理装置根据主动脉的半径大小，确定半径的最小阈值即半径阈值，比如，40个像素；基于该半径阈值，从而排除了下动脉的干扰。

具体地，图像处理装置是基于预设图像层次顺序进行主动脉的定位的：先从第一层图像开始，利用预设灰度值对第一层图像进行二值化处理，得到二值化后的第一层图像；并利用定位圆形结构的预设定位算法和设置的半径阈值，从而确定主动脉的横截面，即获得了主动脉位置信息。如果在第一层图像中并未确定主动脉位置信息，图像处理装置在第二层图像中继续进行主动脉的定位，具体定位过程同在第一层图像中进行主动脉定位的定位过程。同样，如果在第二图像中也未确定主动脉位置信息，图像处理装置将在第三层图像中继续进行主动脉的定位，如此遍历初始冠状动脉三维图像，直到确定主动脉的位置；此时，主动脉位置信息表征主动脉在初始冠状动脉三维图像中的层次冠状动脉二维图像上的位置信息；比如，主动脉位置信息为式(2)：

positionaorta＝(x0,y0,i)(2)

其中，positionaorta表示主动脉位置信息，(x0,y0,i)表示主动脉圆心(x0,y0)在第i层图像上的位置。

需要说明的是，预设灰度值为图像处理装置预先设置的灰度值，该预设灰度值是基于大量理论和试验的结合获得的，比如：226。预设定位算法用于定位圆形结构，比如，hough变换：hough变换可以判定图像中一个几何形状是一个标准图形(如：圆形，椭圆形，直线)的可能性。另外，第一层图像、第二层图像、第三层图像…为主动脉在初始冠状动脉三维图像中的层次冠状动脉二维图像。

进一步地，在本发明实施例中，s102中图像处理装置基于主动脉位置信息，从初始冠状动脉三维图像中确定主动脉连通域三维图像，具体包括：图像处理装置根据主动脉位置信息，得到初始主动脉灰度值；以及根据预设灰度值和初始主动脉灰度值，确定主动脉灰度值；并根据主动脉灰度值，对初始冠状动脉三维图像进行二值化处理，得到二值化后的初始冠状动脉三维图像；以及根据主动脉位置信息，从二值化后的初始冠状动脉三维图像中确定主动脉连通区域，得到主动脉连通域三维图像。

在本发明实施例中，当图像处理装置获得了主动脉位置信息之后，由于主动脉位置信息表征主动脉在某一层次冠状动脉二维图像的位置，从而，根据该主动脉位置信息，能够得到与该层次冠状动脉二维图像对应的初始主动脉灰度值。也就是说，初始主动脉灰度值表征主动脉在某一层次冠状动脉二维图像中的灰度值。另外，图像处理装置根据主动脉位置信息和初始主动脉灰度值，从初始冠状动脉三维图像中确定主动脉连通域三维图像。也就是说，图像处理装置在获得主动脉位置信息和初始主动脉灰度值之后，就能够根据初始主动脉灰度值，在初始冠状动脉三维图像中确定的主动脉位置信息处寻找主动脉所在的连通域，从而得到主动脉连通域三维图像。

具体地，当图像处理装置在获得初始主动脉灰度值之后，再利用主动脉灰度值对初始冠状动脉三维图像进行二值化处理。从而确定主动脉连通域三维图像时，需根据初始主动脉灰度值得到主动脉灰度值，而主动脉灰度值表征主动脉在初始冠状图像中的灰度值，此时，图像处理装置利用预设灰度值对初始主动脉灰度值进行更新，从而得到更新后的灰度值即为主动脉灰度值。

示例性地，图像处理装置利用公式(3)实现根据预设灰度值和初始主动脉灰度值确定主动脉灰度值，公式(3)为：

其中，graynew表示主动脉灰度值，grayaorta表示初始主动脉灰度值，grayexp表示预设灰度值。

图像处理装置获得主动脉灰度值之后，利用该主动脉灰度值对初始冠状动脉进行二值化处理，在得到的二值化后的初始冠状动脉三维图像上利用已知的主动脉位置信息寻找主动脉的连通域。比如，图像处理装置利用区域生长法，遍历二值化后的初始冠状动脉三维图像上所有与主动脉位置信息连通的值为1的像素点，对这些连通的值为1的像素点进行标记，从而将所有标记的连通的值为1的像素点确定为主动脉所在的连通域。

需要说明的是，虽然主动脉位置信息为层次冠状动脉二维图像上主动脉的位置，而由于层次冠状动脉二维图像为初始冠状动脉三维图像中的图像信息，从而主动脉位置信息也对应为主动脉在初始冠状动脉三维图像中所在的位置信息。

图2为本发明实施例提供的一种示例性的主动脉连通域三维图像，如图2所示，圆形结构部分即为主动脉10，另外，在主动脉连通域三维图像中，还包括了冠状动脉、左心室内腔、左心房内腔、心耳以及左心房连接的肺静脉等；另外，根据cta图像拍摄时机的不同，主动脉连通域三维图像还可能包括右心室内腔、右心房内腔以及右心室连接的肺动脉等。

可以理解的是，通过在初始冠状动脉三维图像中确定主动脉所在的连通域，从而得到主动脉连通域三维图像。因此，当图像处理装置从主动脉连通域三维图像中提取冠状动脉时，缩小了冠状动脉的提取范围，一定程度上提高了冠状动脉提取的可实施性。

进一步地，在本发明实施例中，s103中图像处理装置基于主动脉位置信息和主动脉生理结构，在主动脉连通域三维图像中进行心窦识别，得到主动脉与左心室边界位置信息，具体包括：图像处理装置根据主动脉生理结构，确定位置判定条件，位置判断条件用于识别心窦；并在主动脉连通域三维图像中，从主动脉位置信息处根据预设搜索步长确定搜索平面，直到搜索平面对应的主动脉截面面积满足位置判定条件时，将对应的搜索平面作为主动脉与左心室边界位置信息。

这里，图像处理装置在主动脉位置信息处根据预设搜索步长确定搜索平面，具体包括：将主动脉位置信息作为第一位置，构建第一位置对应的第一搜索平面；根据第一位置和预设搜索步长，确定第二位置；构建第二位置对应的第二搜索平面；根据第一位置和第二位置，确定第三位置；构建第三位置对应的第三搜索平面。最后根据第一搜索平面、第二搜索平面、第三搜索平面得到主动脉的横截面图像。这里，第一搜索平面、第二搜索平面和第三搜索平面为上述的搜索平面。

也就是说，首先，图像处理装置将主动脉位置信息作为第一位置构建第一搜索平面；当主动脉位置信息为式(2)所示时，第一搜索平面为式(4)所示：

(y-y0)+(z-i)＝0(4)

其中，主动脉连通域三维图像为一个立体图像，当用三维坐标(x，y，z)进行表示时，z表示远心端向近心端的方向，(x，y)表示ct设备拍摄的横断面。

在第一搜索平面中，图像处理装置去除与第一位置positionaorta1为：positionaorta不连通的区域，得到仅包含主动脉截面的图像imaorta1。

其次，图像处理装置根据预设搜索步长step(比如，10像素)确定主动脉第二位置positionaorta2为：positionaorta+(0,0,step)，从而得到第二搜索平面，如式(5)所示：

(y-y0)+[z-(i+step)]＝0(5)

在第二搜索平面中，图像处理装置去除与第二位置positionaorta2不连通的区域，得到仅包含主动脉截面的图像imaorta2。

然后，图像处理装置根据第一位置和第二位置预测得到第三位置，具体地，根据第一位置和第二位置确定主动脉的方向向量如式(6)所示：

从而，图像处理装置确定第三位置positionaorta3为

进一步得到第三搜索平面，如式(7)所示：

其中，为positionaorta3对应的y值，为positionaorta3对应的z值。

在第三搜索平面中，图像处理装置去除与第三位置positionaorta3不连通的区域，得到仅包含主动脉截面的图像imaorta3。

最后，通过重复上述搜索过程，得到一系列仅包含主动脉截面的图像{imaorta1，imaorta2，imaorta3，…，imaortaj}，其中，j表示第j个主动脉截面。图像处理装置在判断出该系列仅包含主动脉截面的图像的横截面积先变大后变小时，结束主动脉横截面的搜索，并将imaortaj对应的位置信息作为主动脉与左心室边界位置信息。

在本发明实施例中，图像处理装置确定主动脉与左心室边界位置信息的位置判定条件为：最近一次的主动脉截面的面积s(imaortaj+1)先大于前一次的主动脉截面的面积s(imaortaj)，表征搜索位置到达了心窦的上方；之后，最近一次的主动脉截面的面积s(imaortak+1)小于前一次的主动脉截面的面积s(imaortak)，表征搜索位置到达了心窦的下方。

优选地，上述位置判定条件为：s(imaortaj+1)>α×s(imaortaj)，以及s(imaortak+1)<β×s(imaortak)，其中，α大于1，比如，1.01；β小于1，比如，0.99。如此，降低了图像噪声的影响，提高了判断精度。

另外，在本发明实施例中，当得到的主动脉截面满足上述判断条件时，再进行两步搜索，将此时对应的位置作为主动脉与左心室边界位置信息。

图3为本发明实施例提供的一种示例性的搜索主动脉与左心室边界位置信息的示意图。如图3所示，1～i表示第一搜索平面到第i搜索平面，其中，第i搜索平面对应的位置为主动脉与左心室边界位置信息。

可以理解的是，由于主动脉与左心室是连通的，通过确定主动脉与左心室边界位置信息，为从主动脉连通图像中去除左心室提供了条件。

进一步地，在本发明实施例中，s104中图像处理装置基于所述主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉三维图像，具体包括s104a-s104c，其中：

s104a、基于主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉生长三维图像。

在本发明实施例中，图像处理装置在获得了主动脉与左心室边界位置信息之后，基于主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，就得到了冠状动脉生长三维图像。

这里，冠状动脉生长三维图像表征包含主动脉和冠状动脉的三维图像。

更进一步地，本发明实施例中，s104a中图像处理装置基于主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉生长三维图像，具体包括s104a1-s104a3，其中：

s104a1、根据主动脉与左心室边界位置信息，以及主动脉位置信息，确定冠状动脉生长灰度值。

在本发明实施例中，在确定了主动脉与左心室边界位置信息之后，图像处理装置即将主动脉连通域三维图像分成了两部分：冠状动脉所在连通域和心室所在连通域；图像处理装置判断冠状动脉所在连通域中，冠状动脉与心耳是否有粘连，在确定冠状动脉与心耳有粘连时，根据预设去粘连步长对主动脉位置信息对应的主动脉灰度值进行增长处理，直到冠状动脉与心耳无粘连，将此时对应的灰度值作为冠状动脉生长灰度值。

另外，图像处理装置判断冠状动脉所在连通域中，冠状动脉与心耳是无粘连时，则将主动脉灰度值作为冠状动脉生长灰度值。

更进一步地，图像处理装置根据主动脉与左心室边界位置信息，以及主动脉位置信息，确定冠状动脉生长灰度值，具体包括：图像处理装置根据主动脉与左心室边界位置信息，得到冠状动脉连通域；以及当冠状动脉连通域对应的体积大于预设体积时，在主动脉位置信息对应的主动脉灰度值的基础上，循环增加预设去粘连步长，直到冠状动脉连通域对应的体积不大于预设体积，将循环增加后的灰度值作为冠状动脉生长灰度值。这里，冠状动脉连通域指冠状动脉所在连通域。

需要说明的是，主动脉位置信息对应的主动脉灰度值指图像处理装置根据主动脉位置信息确定主动脉灰度值，具体为图像处理装置根据主动脉位置信息确定初始主动脉灰度值，并根据初始主动脉灰度值和预设灰度值确定主动脉灰度值。

也就是说，由于一旦冠状动脉与心耳有粘连，则冠状动脉所在连通域对应的体积大于预设体积，因此，图像处理装置根据预先设置的预设连通像素点数量判断冠状动脉与心耳是否有粘连，比如，设置预设连通像素点数量为1300000个，那么，当主动脉和冠脉连通域像素点数量大于1300000个时，确定冠状动脉与心耳有粘连；当主动脉和冠脉连通域像素点数量不大于1300000个时，确定冠状动脉与心耳无粘连。

同时，图像处理装置在主动脉灰度值的基础上不断提高预设去粘连步长，并判断在提高后的灰度值上冠状动脉与心耳是否还存在粘连；如果存在粘连，则继续在本次灰度值的基础上增加预设去粘连步长，并判断在再次提高后的灰度值上冠状动脉与心耳是否还存在粘连；重复该过程，直到冠状动脉与心耳不再粘连，而此时对应的提高后的灰度值即为冠状动脉生长灰度值。

示例性地，图4为本发明实施例提供的一种示例性的确定冠状动脉生长灰度值的示意图，如图4所示，预设去粘连步长stepgray1为20，参见图4中的左上角图：主动脉灰度值为373.5，并且图像处理装置确定此时冠状动脉与心耳有粘连，从而将灰度值提升20，得到图4中的右上角图；在图4中的右上角图中：对应的灰度值为393.5，并且图像处理装置确定此时冠状动脉与心耳有粘连，从而将灰度值提升20，得到图4中的左下角图；在图4中的左下角图中：对应的灰度值为413.5，并且图像处理装置确定此时冠状动脉与心耳有粘连，从而将灰度值提升20，得到图4中的右下角图；在图4中的右下角图中：对应的灰度值为433.5，并且图像处理装置确定此时冠状动脉与心耳无粘连，从而确定冠状动脉生长灰度值为433.5。

在本发明实施例中，图像处理装置在得到了主动脉与左心室边界位置信息之后，将主动脉连通域三维图像中左心室所在的连通域去除，得到主动脉和冠状动脉的连通域，并在主动脉和冠状动脉的连通域中对冠状动脉与心耳进行去粘连处理，得到用于生长冠状动脉的主动脉和冠状动脉连通域图像。图5为本发明实施例提供的一种示例性的主动脉和冠状动脉连通域图像，如图5所示，主动脉10和冠状动脉20连通。

s104a2、根据主动脉与左心室边界位置信息，从初始冠状动脉三维图像中删除主动脉连通域三维图像，得到删除后的初始冠状动脉三维图像。

在本发明实施例中，当图像处理装置在得到主动脉和冠状动脉连通域图像之后，由于该主动脉和冠状动脉连通域图像对应的灰度值即冠状动脉生长灰度值较高，从而主动脉和冠状动脉连通域图像中包括的冠状动脉的信息量较少；因此，图像处理装置需根据主动脉与左心室边界位置信息，在初始冠状动脉三维图像中将主动脉连通域三维图像进行去除进而进行冠状动脉的再生长；这里，在初始冠状动脉三维图像中将主动脉连通域三维图像进行去除，就得到了删除后的初始冠状动脉三维图像。

具体地，由于图像处理装置根据主动脉与左心室边界位置信息将主动脉连通域三维图像分成了两部分：冠状动脉所在连通域和心室所在连通域，因此，图像处理装置从初始冠状动脉三维图像中分别删除冠状动脉所在连通域和心室所在连通域；其中，图像处理装置将心室所在连通域根据预设程度进行膨胀之后，再从初始冠状动脉三维图像中将心室所在连通域删除；而图像处理装置从初始冠状动脉三维图像中直接将冠状动脉所在连通域进行删除。

这里，删除处理表征在初始冠状动脉三维图像中将对应区域中的ct值信息置为零。

示例性地，图6为本发明实施例提供的一种示例性的删除后的初始冠状动脉三维图像的一平面图，如图6所示，左图为初始冠状动脉三维图像的第101层平面图；右图为清空主动脉连通域之后的初始冠状动脉三维图像的第101层平面图，即删除后的初始冠状动脉三维图像的第101层平面图。

可以理解的是，图像处理装置在初始冠状动脉三维图像中删除左心室所在连通域，从而初始冠状动脉三维图像中的心耳、左心房、左心室将被清零，后续冠状动脉再生长时已被清零的心耳、左心房、左心室这些组织将不会再长出来，也就不会再受到心耳等易与冠状动脉粘连部位的影响。而图像处理装置在初始冠状动脉三维图像中删除冠状动脉冠脉所在连通域，是为了后续冠状动脉再生长过程中降低灰度值构造连通域时，与冠脉、以及主动脉连通的连通域不再是一整个大的连通域，而是很多小连通域，并且这些小连通域之间互不连通。一旦小连通域粘连到其他组织，可以选择抛弃这一小连通域，而其他小连通域可以正常的生长。

s104a3、基于冠状动脉生长灰度值和删除后的初始冠状动脉三维图像进行冠状动脉生长，得到冠状动脉生长三维图像。

在本发明实施例中，图像处理装置在获得冠状动脉生长灰度值和删除后的初始冠状动脉三维图像之后，循环操作使得冠状动脉生长灰度值每次均降低预设生长步长，并将每一次降低灰度值后所生长出的连通域进行标记，直到将冠状动脉生长灰度值降低为预设最小生长灰度值时，统计所标记的所有连通域，即得到了冠状动脉生长三维图像。

更进一步地，在本发明实施例中，s103d中图像处理装置基于冠状动脉生长灰度值和删除后的初始冠状动脉三维图像进行冠状动脉生长，得到冠状动脉生长三维图像，具体包括：图像处理装置根据冠状动脉生长灰度值和预设生长步长，对删除后的初始冠状动脉三维图像进行冠状动脉生成，直到冠状动脉生长灰度值降低为预设最小生长灰度值，得到冠状动脉生长三维图像，完成冠状动脉生长。

需要说明的是，图像处理装置在进行冠状动脉的生长时，对每次标记的连通域中像素点数量进行判断，当标记的连通域中像素点数量大于预设数量阈值(比如，100000个)时，将该标记的连通域舍弃；而当标记的连通域中像素点数量不大于预设数量阈值时，将该标记的连通域加入到冠状动脉生长三维图像中，同时，将该标记的连通域在删除后的初始冠状动脉三维图像中删除。图像处理装置重复该操作，直到冠状动脉生长灰度值降低为预设最小生长灰度值，完成冠状动脉生长，得到冠状动脉生长三维图像，比如图7所示。

s104b、利用预设算法，在冠状动脉生长三维图像上识别主动脉区域。

在本发明实施例中，由于冠状动脉三维图像中包含了冠状动脉区域和主动脉区域两部分，图像处理装置通过将冠状动脉生长三维图像中的主动脉区域去除，就得到了仅包含冠状动脉区域的目标图像，即冠状动脉三维图像。这里，图像处理装置根据预设算法对冠状动脉生长三维图像进行主动脉区域的识别。

优选地，预设算法为先腐蚀再膨胀的算法，图像处理装置通过对冠状动脉生长三维图像先腐蚀再膨胀，从而能够将冠状动脉生长三维图像中的冠状动脉区域去掉。

需要说明的是，腐蚀算法是按照指定的规则对三维二值矩阵中的形体进行统一缩小，相当于去掉形体靠外层的几层点，膨胀算法则与腐蚀算法相反。

s104c、从冠状动脉生长三维图像中删除主动脉区域，得到冠状动脉三维图像。

在本发明实施例中，图像处理装置在冠状动脉生长三维图像中识别出主动脉区域之后，将该主动脉区域从冠状动脉生长三维图像中删除，比如将冠状动脉生长三维图像和主动脉区域作差，就获得了去掉主动脉后仅保留有两个最大连通域的冠状动脉三维图像，其中，这两个最大连通域表征左冠状动脉和右冠状动脉。

优选地，图像处理装置在获得冠状动脉三维图像之后，在该冠状动脉三维图像中提取等值面数据，利用预设网格算法(比如泊松曲面重构算法)对该等值面数据进行曲面重建，并对曲面重建结果进行平滑处理，从而得到冠状动脉的三维网格模型，如图8所示。也就是说，冠状动脉三维图像为实心立体图像，图像处理装置将该实心立体图像处理为空心立体图像之后作为医学诊断依据。

可以理解的是，由于图像处理装置根据主动脉形态，以及主动脉生理结构这些形态学构造，在初始冠状动脉三维图像中对主动脉和冠状动脉进行精准识别，并基于识别出的主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉自动生长，从而获得冠状动脉三维图像，实现了冠状动脉自动准确的提取，提高了冠状动脉获取的智能性，提升了冠状动脉获取的效果。

实施例二

基于实施例一同一发明构思，本发明实施例提供了一种图像处理装置30，图9为本发明实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图一，如图9所示，该图像处理装置30包括：

第一识别单元300，用于当获得初始冠状动脉三维图像时，基于主动脉形态，在所述初始冠状动脉三维图像中进行主动脉识别，得到主动脉位置信息；

确定单元301，用于基于所述主动脉位置信息，从所述初始冠状动脉三维图像中确定主动脉连通域三维图像；

第二识别单元302，用于基于所述主动脉位置信息和主动脉生理结构，在所述主动脉连通域三维图像中进行心窦识别，得到主动脉与左心室边界位置信息；

再生长单元303，用于基于所述主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉三维图像。

进一步地，所述图像处理装置30还包括叠加单元304，所述叠加单元304，用于当获取到至少两张冠状动脉造影二维图像时，从所述至少两张冠状动脉造影二维图像中分别获取对应的图像灰度修正信息，所述图像灰度修正信息包括所述至少两张冠状动脉造影二维图像对应的初始灰度值和格式信息；并根据所述初始灰度值和所述格式信息，得到所述至少两张冠状动脉造影二维图像对应的密度值；以及根据所述密度值和预设图像层次顺序，叠加所述至少两张冠状动脉造影二维图像，获得所述初始冠状动脉三维图像。

进一步地，所述第一识别单元300，具体用于根据所述主动脉形态，确定半径阈值；以及基于所述预设图像层次顺序，根据预设灰度值对所述初始冠状动脉三维图像中的层次冠状动脉三维图像进行二值化处理，并根据预设定位算法和所述半径阈值，在所述层次冠状动脉三维图像进行二值化处理对应的结果图像中识别所述主动脉，直到获得所述主动脉位置信息。

进一步地，所述确定单元301，具体用于根据所述主动脉位置信息，得到初始主动脉灰度值；并根据预设灰度值和所述初始主动脉灰度值，确定主动脉灰度值；以及根据所述主动脉灰度值，对所述初始冠状动脉三维图像进行二值化处理，得到二值化后的初始冠状动脉三维图像；以及根据所述主动脉位置信息，从所述二值化后的初始冠状动脉三维图像中确定主动脉连通区域，得到所述主动脉连通域三维图像。

进一步地，所述第二识别单元302，具体用于根据所述主动脉生理结构，确定位置判定条件，所述位置判断条件用于识别所述心窦；以及在所述主动脉连通域三维图像中，从所述主动脉位置信息处根据预设搜索步长确定搜索平面，直到所述搜索平面对应的主动脉截面面积满足所述位置判定条件时，将对应的所述搜索平面作为所述主动脉与左心室边界位置信息。

进一步地，所述再生长单元303，具体用于基于所述主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉再生长，得到冠状动脉生长三维图像；并利用预设算法，在所述冠状动脉生长三维图像上识别主动脉区域；以及从所述冠状动脉生长三维图像中删除所述主动脉区域，得到所述冠状动脉三维图像。

进一步地，所述再生长单元303，还具体用于根据所述主动脉与左心室边界位置信息，以及所述主动脉位置信息，确定冠状动脉生长灰度值；并根据所述主动脉与左心室边界位置信息，从所述初始冠状动脉三维图像中删除所述主动脉连通域三维图像，得到删除后的初始冠状动脉三维图像；以及基于所述冠状动脉生长灰度值和所述删除后的初始冠状动脉三维图像进行冠状动脉生长，得到所述冠状动脉生长三维图像。

进一步地，所述再生长单元303，还具体用于根据所述主动脉与左心室边界位置信息，得到冠状动脉连通域；以及当所述冠状动脉连通域对应的体积大于预设体积时，在所述主动脉位置信息对应的主动脉灰度值的基础上，循环增加预设去粘连步长，直到所述冠状动脉连通域对应的体积不大于所述预设体积，将循环增加后的灰度值作为所述冠状动脉生长灰度值。

进一步地，所述再生长单元303，还具体用于根据所述冠状动脉生长灰度值和预设生长步长，对所述删除后的初始冠状动脉三维图像进行冠状动脉生成，直到所述冠状动脉生长灰度值降低为预设最小生长灰度值，完成冠状动脉生长，得到所述冠状动脉生长三维图像。

需要说明的是，在实际应用中，上述第一识别单元300、确定单元301、第二识别单元302和再生长单元303可由位于图像处理装置30上的处理器304实现，具体为cpu(centralprocessingunit，中央处理器)、mpu(microprocessorunit，微处理器)、dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理器)或现场可编程门阵列(fpga，fieldprogrammablegatearray)等实现。

本发明实施例还提供了一种图像处理装置30，如图10所示，所述图像处理装置30包括：处理器304、存储器305和通信总线306，所述存储器305通过所述通信总线306与所述处理器304进行通信，所述存储器305存储所述处理器304可执行的程序，当所述程序被执行时，通过所述处理器305执行如实施例一所述的图像处理方法。

在实际应用中，上述存储器305可以是易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random-accessmemory，ram)；或者非易失性存储器(non-volatilememory)，例如只读存储器(read-onlymemory，rom)，快闪存储器(flashmemory)，硬盘(harddiskdrive，hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)；或者上述种类的存储器的组合，并向处理器304提供指令和数据。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器304执行时实现如实施例一所述的图像处理方法。

可以理解的是，由于图像处理装置根据主动脉形态，以及主动脉生理结构这些形态学构造，在初始冠状动脉三维图像中对主动脉和冠状动脉进行精准识别，并基于识别出的主动脉与左心室边界位置信息进行冠状动脉自动生长，从而获得冠状动脉三维图像，实现了冠状动脉自动准确的提取，提高了冠状动脉获取的智能性，提升了冠状动脉获取的效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。