磁共振图像处理方法、装置、设备和存储介质与流程

文档序号:18903350发布日期:2019-10-18 22:17阅读:416来源:国知局
磁共振图像处理方法、装置、设备和存储介质与流程

本申请涉及医学图像处理技术领域,特别是涉及一种磁共振图像处理方法、装置、设备和存储介质。



背景技术:

一般磁共振成像系统主要包括:磁体,梯度线圈,射频发射线圈,射频接收线圈,以及信号处理和图像重建单元。其中,梯度线圈用于提供强度随空间位置变化的磁场,即产生梯度场,而该梯度场一般都是非线性的,从而会导致磁共振成像系统重建的图像产生形变。为了消除这种梯度场形变,磁共振成像系统中的图像重建单元中一般会包括变形校正功能,以使磁共振成像系统最终得到的图像是变形校正后的图像。但是在另外一些场景中,如波谱成像中,需要使用未经变形校正的图像,这样更利于对图像的分析。

传统技术中,为了得到未经变形校正的图像,首先是重建了一个虚拟的非线性梯度场,并根据每一点上真实非线性梯度场强度和理想线性梯度场强度计算出上述虚拟非线性场分量强度,接着根据该非线性场分量强度以及梯度强度的常量计算出每一点上的位置失真,最后将校正图像上每一点的位置加上或减去该位置失真,得到未经变形校正的图像。

但是上述技术存在计算过程复杂,计算量大的问题。



技术实现要素:

基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种磁共振图像处理方法、装置、设备和存储介质。

一种磁共振图像处理方法,该方法包括:

获取磁共振图像和上述磁共振图像的先验信息,上述磁共振图像是经过梯度场变形校正处理的;

根据上述先验信息将上述磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格;其中,每个图像网格具有至少一个图像网格点,每个加密网格具有至少一个加密网格点;

根据先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置与各个图像网格点的位置确定各个图像网格点变形校正前的位置;

基于各个图像网格点变形校正前的位置和各个图像网格点对应的像素值,确定各个图像网格点变形校正前的像素值,并将各个图像网格点变形校正前的像素值回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的磁共振图像。

在其中一个实施例中,上述根据先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置与各个图像网格点的位置确定各个图像网格点变形校正前的位置,包括:

根据先验信息计算各个加密网格点的位置变形量,并基于各个加密网格点的位置和各个加密网格点的位置变形量,得到各个加密网格点变形后的位置;

将各个加密网格点变形后的位置与图像网格点的位置进行比较;

获取比较结果中与图像网格点距离最短的目标加密网格点变形后的位置,并将目标加密网格点变形后的位置作为图像网格点变形校正前的位置。

在其中一个实施例中,上述基于上述各个图像网格点变形校正前的位置和上述各个图像网格点对应的像素值,确定上述各个图像网格点变形校正前的像素值,包括:

基于上述各个图像网格点变形校正前的位置和上述各个图像网格点对应的像素值,采用预设的插值算法确定上述各个图像网格点变形校正前的像素值。

在其中一个实施例中,上述基于上述各个图像网格点变形校正前的位置和上述各个图像网格点对应的像素值,采用预设的插值算法确定上述各个图像网格点变形校正前的像素值,包括:

根据预设的插值算法中的插值范围和上述图像网格点变形校正前的位置,确定与上述图像网格点插值相关的周围图像网格点的像素值;

对上述周围图像网格点的像素值进行插值计算,得到上述图像网格点变形校正前的像素值。

在其中一个实施例中,上述根据所述先验信息计算各个加密网格点的位置变形量,包括:

根据上述先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵;

利用上述转换矩阵对图像坐标系下各个加密网格点的位置进行转换处理,得到物理坐标系下各个加密网格点的位置;

利用上述物理坐标系下各个加密网格点的位置和上述先验信息计算物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量;

利用上述转换矩阵对上述物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量进行转换处理,得到图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量。

在其中一个实施例中,上述磁共振图像的先验信息,包括磁共振图像的梯度场描述信息、磁共振图像的空间信息、磁共振图像的像素矩阵信息中的至少一种。

在其中一个实施例中,上述根据先验信息计算各个加密网格点位置变形量,包括:

根据先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵;

利用转换矩阵对物理坐标系下的梯度场描述信息进行转换处理,得到图像坐标系下的梯度场描述信息;

利用图像坐标系下的梯度场描述信息得到图像坐标系下加密网格点的位置变形量。

一种磁共振图像处理装置,该装置包括:

获取模块,用于获取磁共振图像和所述磁共振图像的先验信息,所述磁共振图像是经过梯度场形变校正处理的;

处理模块,用于根据所述先验信息将所述磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格;其中,每个图像网格具有至少一个图像网格点,每个加密网格具有至少一个加密网格点;

第一确定模块,用于根据先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置与各个图像网格点的位置确定各个图像网格点变形校正前的位置;

第二确定模块,用于基于各个图像网格点变形校正前的位置和各个图像网格点对应的像素值,确定各个图像网格点变形校正前的像素值,并将各个图像网格点变形校正前的像素值回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的磁共振图像。

一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:

获取磁共振图像和上述磁共振图像的先验信息,上述磁共振图像是经过梯度场变形校正处理的;

根据上述先验信息将上述磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格;其中,每个图像网格具有至少一个图像网格点,每个加密网格具有至少一个加密网格点;

根据先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置与各个图像网格点的位置确定各个图像网格点变形校正前的位置;

基于各个图像网格点变形校正前的位置和各个图像网格点对应的像素值,确定各个图像网格点变形校正前的像素值,并将各个图像网格点变形校正前的像素值回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的磁共振图像。

一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

获取磁共振图像和上述磁共振图像的先验信息,上述磁共振图像是经过梯度场变形校正处理的;

根据上述先验信息将上述磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格;其中,每个图像网格具有至少一个图像网格点,每个加密网格具有至少一个加密网格点;

根据先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置与各个图像网格点的位置确定各个图像网格点变形校正前的位置;

基于各个图像网格点变形校正前的位置和各个图像网格点对应的像素值,确定各个图像网格点变形校正前的像素值,并将各个图像网格点变形校正前的像素值回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的磁共振图像。

上述磁共振图像处理方法、装置、设备和存储介质,首先获取磁共振图像和磁共振图像的先验信息,该磁共振图像是经过梯度场变形校正处理的,接着根据先验信息将磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格,然后根据先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置和各个图像网格点的位置确定各个图像网格点校正前的位置,最后基于各个图像网格点变形校正前的位置和各个图像网格点对应的像素值,确定各个图像网格点变形校正前的像素值,并将其回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的图像。在本实施例中,由于将图像网格划分成了更密集的加密网格,即对各个图像网格点的校正位置进行了虚拟放大,因此在利用加密网格上的加密网格点确定图像网格点变形校正前的位置时,可以利用计算机进行准确地处理,从而可以减少确定的图像网格点的变形校正前的位置的误差,也就是说可以使得到的图像网格点变形校正前的位置更加准确;另外,本实施例是利用各个图像网格点校正前的位置和像素值确定各个图像网格点的变形校正前的像素值的,其计算过程比较简单,计算量较小,因此该方法也可以提高得到去变形校正后的图像的效率。

附图说明

图1为一个实施例中计算机设备的内部结构图;

图2a为一个实施例中磁共振图像处理方法的流程示意图;

图2b为一个实施例中磁共振图像处理方法中对单个图像网格进行加密的示意图;

图2c为一个实施例中磁共振图像处理方法中图像网格点变形校正前的位置确定示意图;

图2d为一个实施例中磁共振图像处理方法中图像网格点变形校正前的位置确定示意图;

图2e为一个实施例中磁共振图像处理方法中图像网格点变形校正前的位置确定示意图;

图3为另一个实施例中磁共振图像处理方法的流程示意图;

图4为另一个实施例中磁共振图像处理方法的流程示意图;

图5为另一个实施例中磁共振图像处理方法的流程示意图;

图6为另一个实施例中磁共振图像处理方法的流程示意图;

图7为一个实施例中磁共振图像处理装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的磁共振图像处理方法,可以应用于图1所示的计算机设备,如图1所示,该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种磁共振图像处理方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解,图1中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中,如图2a所示,提供了一种磁共振图像处理方法,本实施例涉及的是计算机设备如何根据校正的磁共振图像和其先验信息,计算磁共振图像校正前的像素值,并将该校正前的像素值回填进磁共振图像,得到校正前的磁共振图像的具体过程。以该方法应用于图1中的计算机设备为例进行说明,该方法可以包括以下步骤:

s202,获取磁共振图像和上述磁共振图像的先验信息,上述磁共振图像是经过梯度场变形校正处理的。

通常情况下,计算机重建图像时读出频率和相位编码方向均采用线性算法,然而磁共振成像中使用的梯度场是非线性的,从而导致信号投影空间错位。随着距磁场中心点距离的增加,梯度强度和线性关系失真越厉害,图像的几何结构失真也越厉害。也就是说一般重建的图像都会产生变形,在计算机设备内部一般会设置变形校正算法,将重建的变形图像输入进该变形校正算法,就可以得到变形校正的磁共振图像,本实施例中所使用的磁共振图像就是经过变形校正的磁共振图像。

具体地,计算机设备可以通过对磁共振设备采集到的待检测对象的数据进行图像重建和校正,从而得到待检测对象的磁共振图像。当然,磁共振图像也可以预先重建和校正好,存储在计算机设备中,当需要对其进行处理时,直接从计算机设备的存储器中读取磁共振图像。当然,计算机设备也可以从外部设备中获取磁共振图像。比如,将待检测对象的磁共振图像存储在云端,当需要进行处理操作时,计算机设备从云端获取该待检测对象的磁共振图像。本实施例对获取磁共振图像的获取方式不做限定。另外,计算机设备在获取磁共振图像时,也可以得到磁共振图像的先验信息。

可选的,上述磁共振图像的先验信息,可以包括:磁共振图像的梯度场描述信息、磁共振图像的空间信息、磁共振图像的像素矩阵信息中的一种或多种的组合。可选地,磁共振图像的梯度场描述信息可包括梯度场的场强、梯度场的均匀区域、梯度场的非均匀区域等。

可选的,上述磁共振图像的空间信息,可以包括:磁共振图像的位置信息、磁共振图像的方向信息、磁共振图像的视野信息。

s204,根据上述先验信息将上述磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格;其中,每个图像网格具有至少一个图像网格点,每个加密网格具有至少一个加密网格点。

其中,图像网格点指的是每个图像网格中的一个像素点,加密网格点指的是每个加密网格中的可以表征该加密网格的一个点,其可以是加密插值形成的像素点。

具体的,计算机设备可以根据磁共振图像的像素矩阵信息,将磁共振图像划分成多个图像网格,在划分成多个图像网格之后,为了便于后续计算处理,可以将该每个图像网格分别进行更密集的网格划分,得到多个加密网格,该步骤可以相当于是对各个图像网格点的校正位置的虚拟放大。

示例地,假如磁共振图像的像素矩阵大小是10*20,则可以将该10*20的像素矩阵划分成10行20列,即200个图像网格,接着将该200个图像网格分别加密10倍,也就是将每个图像网格再划分成10个加密网格,即将该10*20的像素矩阵再划分成100行200列,即20000个加密网格。如图2b所示为本申请一实施例中,对单个图像网格进行加密后的结果示意图。其中,粗线条表示加密之前的图像网格,细线条表示加密后的网格。当然本申请实施例中,对于图像网格的加密倍数并不做具体限制,加密倍数越多,后续会出来的图像结果越精确。在其他实施例中还可进行5倍、15倍、以及更多倍的加密。

s206,根据上述先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置与各个图像网格点的位置确定上述各个图像网格点变形校正前的位置。

其中,图像网格点的位置指图像网格点变形校正后的位置,变形后的位置指变形校正前的位置(本申请实施例中主要目的即是找到各个图像网格点变形校正前的位置)。具体的,计算机设备可以利用先验信息计算出各个加密网格点的位置变形量,结合加密网格点本身的位置,得到各个加密网格点变形后的位置,之后,计算机设备可以通过对各个加密网格点校变形后的位置和各个图像网格点的位置进行处理,并根据处理结果确定各个图像网格点变形校正前的位置。

如图2c为本申请一实施例中图像网格点校正前的位置确定示意图。如图2c所示,令a~f表示图像网格点变形校正前的位置;令a’~f’表示经过变形校正后的图像网格点的位置,该部位为已知像素点,可通过磁共振图像的像素矩阵直接获取;令a”~f”表示图像网格点去变形校正后的位置,其与a’~f’像素点一一对应。以恢复变形校正后的像素点d’对应的图像网格点去变形校正后的位置d”为例说明:

假设图像网格点的位置c、d经过梯度场变形后的位置如图2c中虚线箭头所指x、y,那么如果使用线性插值,变形矫正的过程是用c和d插值出c’,用d和e插值出d’。那么d”可以用x和y通过插值计算出来。

可选的,这里的位置可以是坐标,该坐标可以是一维坐标、二维坐标、三维坐标等。在利用加密网格点校正前的位置来确定图像网格点校正前的位置时,因为进行了虚拟放大,所以在对位置进行取整后,确定的图像网格点的校正前的位置是整数(从而方便计算机遍历处理),即是加密网格点的校正前的位置,从而可以降低确定的图像网格点的校正前位置的误差。

s208,基于上述各个图像网格点变形校正前的位置和上述各个图像网格点对应的像素值,确定上述各个图像网格点变形校正前的像素值,并将上述各个图像网格点变形校正前的像素值回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的磁共振图像。

具体的,计算机设备在得到各个图像网格点变形校正前的位置后,也可以得到各个图像网格点变形校正前的位置周围的图像网格点上的像素值,之后计算机设备可以对这些像素值进行数据处理,得到各个图像网格点变形校正前的像素值,接着再将各个图像网格点变形校正前的像素值填到各个图像网格点对应的位置上,这样就可以得到去变形校正后的磁共振图像。

上述磁共振图像处理方法中,首先获取磁共振图像和磁共振图像的先验信息,该磁共振图像是经过梯度场变形校正处理的,接着根据先验信息将磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格,然后根据先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置和各个图像网格点的位置确定各个图像网格点校正前的位置,最后基于各个图像网格点变形校正前的位置和各个图像网格点对应的像素值,确定各个图像网格点变形校正前的像素值,并将其回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的图像。在本实施例中,由于将图像网格划分成了更密集的加密网格,即对各个图像网格点的校正位置进行了虚拟放大,因此在利用加密网格上的加密网格点确定图像网格点变形校正前的位置时,可以利用计算机进行准确地处理,从而可以减少确定的图像网格点的变形校正前的位置的误差,也就是说可以使得到的图像网格点变形校正前的位置更加准确;另外,本实施例是利用各个图像网格点校正前的位置和像素值确定各个图像网格点的变形校正前的像素值的,其计算过程比较简单,计算量较小,因此该方法也可以提高得到去变形校正后的图像的效率。

在另一个实施例中,提供了另一种磁共振图像处理方法,本实施例涉及的是计算机设备如何根据先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点校正前的位置与各个图像网格点的校正位置,确定各个图像网格点校正前的位置的具体过程。在上述实施例的基础上,如图3所示,上述s206包括以下步骤:

s302,根据先验信息计算各个加密网格点的位置变形量,并基于各个加密网格点的位置和各个加密网格点的位置变形量,得到各个加密网格点变形后的位置。

具体的,计算机设备可以通过先验信息中的图像空间信息、梯度场描述信息等来计算得到各个加密网格点的位置变形量,同时也可以得到各个加密网格点的位置,在得到各个加密网格点的位置和位置变形量之后,可以将各个加密网格点的位置加上或减去对应的加密网格点的位置变形量,就可以得到各个加密网格点变形后的位置。

s304,将各个加密网格点变形后的位置与图像网格点的位置进行比较。

其中,图像网格点的位置指的是图像网格点在进行了变形校正之后的位置。

具体的,计算机设备在得到各个加密网格点变形后的位置之后,以一个待还原的图像网格点为例(这里还原指的是从变形校正后变成去变形校正后的过程),计算机设备可以将该待还原的图像网格点的位置分别与各个加密网格点变形后的位置进行比较,得到多个比较结果,其他待还原的图像网格点的还原过程与该一个待还原的图像网格点的还原过程相同。

s306,获取比较结果中与图像网格点距离最短的目标加密网格点变形后的位置,并将目标加密网格点变形后的位置作为图像网格点变形校正前的位置。

具体的,计算机设备在将待还原的图像网格点的位置分别与各个加密网格点变形后的位置进行比较时,可以是计算该待还原的图像网格点的位置分别与各个加密网格点变形后的位置之间的距离,从而可以得到多个距离值,然后从该多个距离值中选取出最短的距离值,该最短的距离对应的加密网格点即是目标加密网格点,并根据该最短的距离值,得到其对应的加密网格点变形后的位置,并将该距离值最短的加密网格点变形后的位置作为目标加密网格点变形校正前的位置。由于该目标加密网格点变形校正前的位置和上述待还原的图像网格点的位置最接近,即距离最短,因此,可以将目标加密网格点的位置作为待还原的图像网格点变形校正前的位置。如图2d,利用之前的加密网格,在遍历的过程中挑选出网格上变形后最接近d’的网格点z,令z为d’对应的加密网格点。

在本实施例中,寻找点d’(d)变形校正前的位置z。如图2e为本申请一实施例中图像网格点变形校正前的位置确定示意图。如图2e所示,令a~f表示图像网格点变形校正前的位置;令a’~f’表示经过变形校正后的图像网格点的位置,该部位为已知像素点,可通过磁共振图像的像素矩阵直接获取;令a”~f”表示图像网格点去变形校正后的位置,其与a’~f’像素点一一对应。z可以通过c’和d’插值计算出来,d”点填上z的像素值。

本实施例提供的磁共振图像处理方法,首先通过先验信息得到各个加密网格点的位置变形量,并利用各个加密网格点的位置变形量和位置得到各个加密网格点变形后的位置,之后通过将各个加密网格点变形后的位置与图像网格点的位置进行比较,并从多个比较结果中获取与图像网格点距离最短的加密网格点变形后的位置,最后将目标加密网格点变形后的位置作为图像网格点变形校正前的位置。在本实施例中,由于是将各个加密网格点变形后的位置分别与图像网格点的位置进行比较,并从多个比较结果中选取与图像网格点距离最近的目标加密网格点变形后的位置,作为图像网格点变形校正前的位置,该比较过程比较简单,同时计算的各个距离值也比较准确,因此,该方法得到的图像网格点变形校正前的位置更加准确。

在另一个实施例中,提供了另一种磁共振图像处理方法,本实施例涉及的是计算机设备如何基于各个图像网格点变形校正前的位置和各个图像网格点对应的像素值,确定各个图像网格点变形校正前的像素值的具体过程。在上述实施例的基础上,上述s208包括以下步骤:

基于各个图像网格点变形校正前的位置和各个图像网格点对应的像素值,采用预设的插值算法确定各个图像网格点变形校正前的像素值。

在该步骤中,预设的插值算法可以是一次插值算法,也可以是二次插值算法,还可以是三次插值算法,例如三次样条插值(cubic插值算法)等,本实施例对预设的插值算法的种类不做具体限定。各个图像网格点对应的像素值指的是各个图像网格点在变形校正后的位置上的像素值。可选的,计算机设备可以采用如图4所示的方法来确定各个图像网格点校正前的像素值,该方法可以包括:

s402,根据预设的插值算法中的插值范围和图像网格点变形校正前的位置,确定与图像网格点插值相关的周围图像网格点的像素值。

其中,不同的插值算法具有不同的插值范围,而且还需要考虑去变形校正实施的维度。例如用线性插值来做一个维度上的去变形校正,那么我们只需要校正前位置周围最近的两个点来做插值。。

具体的,计算机设备在得到各个图像网格点变形校正前的位置之后,可以先选择所需要使用的预设的插值算法,在确定好预设的插值算法之后,计算机设备就可以得到该预设的插值算法对应的插值范围,在计算机设备对各个图像网格点变形校正前的位置进行插值时,以一个图像网格点变形校正前的位置为例,计算机设备就可以在插值范围内选取与该图像网格点变形校正前的位置相关的多个图像网格点。

s404,对周围图像网格点的像素值进行插值计算,得到图像网格点变形校正前的像素值。

具体的,计算机设备在得到与该图像网格点插值相关的周围图像网格点后,可以用这些网格点的进行插值计算,得到变形校正前位置上的像素值,该像素值为该图像网格点变形校正前的像素值。

本实施例提供的磁共振图像处理方法,基于各个图像网格点变形校正前的位置和各个图像网格点对应的像素值,采用预设的插值算法确定各个图像网格点变形校正前的像素值。在本实施例中,由于各个图像网格点变形校正前的像素值是通过利用插值算法,并结合各个图像网格点对应的像素值确定的,而插值算法的准确性一般比较高,因此该方法得到的各个图像网格点变形校正前的像素值也就相对比较准确。

在另一个实施例中,提供了另一种磁共振图像处理方法,本实施例涉及的是计算机设备如何根据先验信息计算图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量的一种可能的实施方式。在上述实施例的基础上,如图5所示,上述s302中根据先验信息计算各个加密网格点校正后的位置,可以包括以下步骤:

s502,根据先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵。

具体的,图像坐标系以图像中心点为坐标原点,图像法向量为ss-轴,图像所在平面为ro-pe-平面,再加上层面内旋转信息即可确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵。

s504,利用转换矩阵对图像坐标系下各个加密网格点的位置进行转换处理,得到物理坐标系下各个加密网格点的位置。

其中,各个加密网格点的位置可以是一维位置、二维位置、三维位置等。

具体的,计算机设备可以根据以下公式(1)、(2)、(3)来计算图像坐标系下各个加密网格点的位置:

ro(i,j,k)=-0.5*fovro+i*fovro/xro(1)

pe(i,j,k)=-0.5*fovpe+i*fovpe/ype(2)

ss(i,j,k)=-0.5*fovss+i*fovss/zss(3)

其中,ro(i,j,k)表示第i行、第j列、第k层加密网格点在图像坐标系中ro方向位置,pe(i,j,k)表示第i行、第j列、第k层加密网格点在图像坐标系中pe方向位置,ss(i,j,k)表示第i行、第j列、第k层加密网格点在图像坐标系中ss方向位置,fovro为频率编码方向的像素数,ype为相位编码方向的像素数,zss为选层方向的像素数,单位为pixel,i、j、k为正整数。另外,上述图像坐标系可以是以磁共振图像中心为原点,频率编码方向和相位编码方向及选层方向作为坐标系的方向进行创建的。

计算机设备在得到图像坐标系下各个加密网格点的位置之后,将图像坐标系下各个加密网格点的位置与转换矩阵进行相乘,就可以得到物理坐标系下各个加密网格点的位置。

以加密网格点在图像坐标系中的三维位置为(ro,pe,ss)为例,利用以下公式(4)(x,y,z)=m(ro,pe,ss),其中,m是图像坐标系到物理坐标系的转换矩阵,就可以计算得到物理坐标系中该加密网格点的三维位置(x,y,z)。

s506,利用物理坐标系下各个加密网格点的位置和先验信息计算物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量。

其中,各个加密网格点的位置变形量也可以是一维位置变形量、二维位置变形量、三维位置变形量等。

具体的,计算机设备可以采用物理坐标系下各个加密网格点的位置和梯度场描述信息,就可以计算得到物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量。

例如,以在物理坐标系下的一个加密网格点的三维位置(x,y,z)为例,利用梯度场描述信息,就可以计算得到其在物理坐标系中的三维方向上的位置变形量分别为δx,δy,δz。

s508,利用转换矩阵对物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量进行转换处理,得到图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量。

具体的,以三维坐标为例,图像坐标系中加密网格点的三维位置(ro,pe,ss)的位置变形量记为δro,δpe,δss,利用上述公式(4)可以相应的得到公式(5)(δx,δy,δz)=m(δro,δpe,δss),对公式(5)进行求解,就可以得到三维位置(ro,pe,ss)的位置变形量δro,δpe,δss,对各个加密网格点都按照此方法进行计算,就可以得到图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量。

本实施例提供的磁共振图像处理方法,首先根据先验信息得到物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵,接着利用转换矩阵对图像坐标系下各个加密网格点的位置进行处理,得到物体坐标系下各个加密网格点的位置,然后加上先验信息得到了物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量,最后利用转换矩阵得到了图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量。在本实施例中,由于各个加密网格点变形后的位置是根据各个加密网格点的位置变形量计算得到的,而各个加密网格点的位置变形量是根据先验信息准确计算得到的,因此,该方法得到的各个加密网格点变形后的位置也就比较准确。

在另一个实施例中,提供了另一种磁共振图像处理方法,本实施例涉及的是计算机设备如何根据先验信息计算图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量的另一种可能的实施方式。在上述实施例的基础上,如图6所示,上述s302中根据先验信息计算各个加密网格点校正后的位置,可以包括以下步骤:

s602,根据先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵。

本步骤的解释可以参见上述s502的解释,在此不再赘述。

s604,利用转换矩阵对物理坐标系下的梯度场描述信息进行转换处理,得到图像坐标系下的梯度场描述信息。

具体的,计算机设备可以根据磁共振设备的一些设计参数,得到物理坐标系下的梯度场描述信息,之后可以将物理坐标系下的梯度场描述信息乘以转换矩阵的逆矩阵,就可以得到图像坐标系下的梯度场描述信息。

s606,利用图像坐标系下的梯度场描述信息得到图像坐标系下加密网格点的位置变形量。

具体的,计算机设备可以利用建立的图像坐标系,得到图像坐标系下各个加密网格点的位置,之后,利用图像坐标系下的梯度场描述信息对图像坐标系下各个加密网格点的位置进行处理,就可以得到图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量。

本实施例提供的磁共振图像处理方法,首先根据先验信息得到物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵,接着利用转换矩阵对物理坐标系下的梯度场描述信息进行转换处理,得到图像坐标系下的梯度场描述信息,最后利用图像坐标系下的梯度场描述信息得到图像坐标系下加密网格点的位置变形量。在本实施例中,由于各个加密网格点变形后的位置是根据各个加密网格点的位置变形量计算得到的,而各个加密网格点的位置变形量是根据先验信息准确计算得到的,因此,该方法得到的各个加密网格点变形后的位置也就比较准确。

应该理解的是,虽然图2a、3-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图2a、3-6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中,如图7所示,提供了一种磁共振图像处理装置,包括:获取模块10、处理模块11、第一确定模块12和第二确定模块13,其中:

获取模块10,用于获取磁共振图像和所述磁共振图像的先验信息,所述磁共振图像是经过梯度场形变校正处理的;

处理模块11,用于根据所述先验信息将所述磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格;其中,每个图像网格具有至少一个图像网格点,每个加密网格具有至少一个加密网格点;

第一确定模块12,用于根据所述先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置与各个图像网格点的位置确定所述各个图像网格点变形校正前的位置;

第二确定模块13,用于基于所述各个图像网格点变形校正前的位置和所述各个图像网格点对应的像素值,确定所述各个图像网格点变形校正前的像素值,并将所述各个图像网格点变形校正前的像素值回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的磁共振图像。

本实施例提供的磁共振图像处理装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。

在另一个实施例中,提供了另一种磁共振图像处理装置,在上述实施例的基础上,上述第一确定模块12可以包括:计算单元、比较单元、获取单元、设置单元,其中:

计算单元,用于根据所述先验信息计算各个加密网格点的位置变形量,并基于各个加密网格点的位置和所述各个加密网格点的位置变形量,得到各个加密网格点变形后的位置;

比较单元,用于将各个加密网格点变形后的位置与图像网格点的位置进行比较;

获取单元,用于获取比较结果中与所述图像网格点距离最短的目标加密网格点变形后的位置;

设置单元,用于将所述目标加密网格点变形后的位置作为所述图像网格点变形校正前的位置。

在另一个实施例中,提供了另一种磁共振图像处理装置,在上述实施例的基础上,上述第二确定模块13可以包括:确定单元,其中:

确定单元,用于基于上述各个图像网格点变形校正前的位置和上述各个图像网格点对应的像素值,采用预设的插值算法确定上述各个图像网格点变形校正前的像素值。

可选的,上述确定单元可以包括:第一确定子单元、第一计算子单元,其中:

第一确定子单元,用于根据预设的插值算法中的插值范围和上述图像网格点变形校正前的位置,确定与上述图像网格点插值相关的周围图像网格点的像素值;

第一计算子单元,用于对上述周围图像网格点的像素值进行插值计算,得到上述图像网格点变形校正前的像素值。

在另一个实施例中,提供了另一种磁共振图像处理装置,在上述实施例的基础上,上述计算单元可以包括:第二确定子单元、第一转换子单元、第二计算子单元、第二转换子单元,其中,

第二确定子单元,用于根据上述先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵;

第一转换子单元,用于利用上述转换矩阵对图像坐标系下各个加密网格点的位置进行转换处理,得到物理坐标系下各个加密网格点的位置;

第二计算子单元,用于利用上述物理坐标系下各个加密网格点的位置和上述先验信息计算物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量;

第二转换子单元,用于利用上述转换矩阵对所述物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量进行转换处理,得到图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量。

在其中一个实施例中,上述磁共振图像的先验信息,包括磁共振图像的梯度场描述信息、磁共振图像的空间信息、磁共振图像的像素矩阵信息中的至少一种。

可选的,上述计算单元可以包括:第三确定子单元、第三转换子单元、第四确定子单元,其中:

第三确定子单元,用于根据所述先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵;

第三转换子单元,用于利用所述转换矩阵对物理坐标系下的梯度场描述信息进行转换处理,得到图像坐标系下的梯度场描述信息;

第四确定子单元,用于利用所述图像坐标系下的梯度场描述信息得到图像坐标系下加密网格点的位置变形量。

本实施例提供的磁共振图像处理装置,可以执行上述方法实施例,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。

在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:

获取磁共振图像和上述磁共振图像的先验信息,上述磁共振图像是经过梯度场变形校正处理的;

根据上述先验信息将上述磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格;其中,每个图像网格具有至少一个图像网格点,每个加密网格具有至少一个加密网格点;

根据所述先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置与各个图像网格点的位置确定所述各个图像网格点变形校正前的位置;

基于所述各个图像网格点变形校正前的位置和所述各个图像网格点对应的像素值,确定所述各个图像网格点变形校正前的像素值,并将所述各个图像网格点变形校正前的像素值回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的磁共振图像。

在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:

根据所述先验信息计算各个加密网格点的位置变形量,并基于各个加密网格点的位置和所述各个加密网格点的位置变形量,得到各个加密网格点变形后的位置;

将各个加密网格点变形后的位置与图像网格点的位置进行比较;

获取比较结果中与所述图像网格点距离最短的目标加密网格点变形后的位置,并将所述目标加密网格点变形后的位置作为所述图像网格点变形校正前的位置。

在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:

基于所述各个图像网格点变形校正前的位置和所述各个图像网格点对应的像素值,采用预设的插值算法确定所述各个图像网格点变形校正前的像素值。

在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:

根据预设的插值算法中的插值范围和所述图像网格点变形校正前的位置,确定与所述图像网格点插值相关的周围图像网格点的像素值;

对所述周围图像网格点的像素值进行插值计算,得到所述图像网格点变形校正前的像素值。

在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:

根据上述先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵;

利用上述转换矩阵对图像坐标系下各个加密网格点的位置进行转换处理,得到物理坐标系下各个加密网格点的位置;

利用上述物理坐标系下各个加密网格点的位置和上述先验信息计算物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量;

利用上述转换矩阵对上述物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量进行转换处理,得到图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量。

在其中一个实施例中,上述磁共振图像的先验信息,包括磁共振图像的梯度场描述信息、磁共振图像的空间信息、磁共振图像的像素矩阵信息中的至少一种。

在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:

根据所述先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵;

利用所述转换矩阵对物理坐标系下的梯度场描述信息进行转换处理,得到图像坐标系下的梯度场描述信息;

利用所述图像坐标系下的梯度场描述信息得到图像坐标系下加密网格点的位置变形量。

在一个实施例中,提供了一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

获取磁共振图像和上述磁共振图像的先验信息,上述磁共振图像是经过梯度场变形校正处理的;

根据上述先验信息将上述磁共振图像进行网格化处理,并对得到的图像网格进行密集化处理,得到加密网格;其中,每个图像网格具有至少一个图像网格点,每个加密网格具有至少一个加密网格点;

根据所述先验信息计算各个加密网格点变形后的位置,并基于各个加密网格点变形后的位置与各个图像网格点的位置确定所述各个图像网格点变形校正前的位置;

基于所述各个图像网格点变形校正前的位置和所述各个图像网格点对应的像素值,确定所述各个图像网格点变形校正前的像素值,并将所述各个图像网格点变形校正前的像素值回填进对应的各个图像网格点,得到去变形校正后的磁共振图像。

在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:

根据所述先验信息计算各个加密网格点的位置变形量,并基于各个加密网格点的位置和所述各个加密网格点的位置变形量,得到各个加密网格点变形后的位置;

将各个加密网格点变形后的位置与图像网格点的位置进行比较;

获取比较结果中与所述图像网格点距离最短的目标加密网格点变形后的位置,并将所述目标加密网格点变形后的位置作为所述图像网格点变形校正前的位置。

在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:

基于所述各个图像网格点变形校正前的位置和所述各个图像网格点对应的像素值,采用预设的插值算法确定所述各个图像网格点变形校正前的像素值。

在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:

根据预设的插值算法中的插值范围和所述图像网格点变形校正前的位置,确定与所述图像网格点插值相关的周围图像网格点的像素值;

对所述周围图像网格点的像素值进行插值计算,得到所述图像网格点变形校正前的像素值。

在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:

根据上述先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵;

利用上述转换矩阵对图像坐标系下各个加密网格点的位置进行转换处理,得到物理坐标系下各个加密网格点的位置;

利用上述物理坐标系下各个加密网格点的位置和上述先验信息计算物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量;

利用上述转换矩阵对上述物理坐标系下各个加密网格点的位置变形量进行转换处理,得到图像坐标系下各个加密网格点的位置变形量。

在其中一个实施例中,上述磁共振图像的先验信息,包括磁共振图像的梯度场描述信息、磁共振图像的空间信息、磁共振图像的像素矩阵信息中的至少一种。

在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:

根据所述先验信息确定物理坐标系到图像坐标系的转换矩阵;

利用所述转换矩阵对物理坐标系下的梯度场描述信息进行转换处理,得到图像坐标系下的梯度场描述信息;

利用所述图像坐标系下的梯度场描述信息得到图像坐标系下加密网格点的位置变形量。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,ram以多种形式可得,诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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