基于区域生长的心血管分割方法与流程

本发明涉及图像区域分割，具体涉及基于区域生长的心血管分割方法。

背景技术：

1、心血管由心和血管组成，为了便于医生分析血管疾病，往往需要从心血管图像中分割出血管区域。目前，对图像进行区域分割时，通常采用的方式为：通过预设区域生长阈值，对图像进行区域生长，得到所需要的区域。

2、然而，当通过预设区域生长阈值，对心血管图像进行区域生长时，经常会存在如下技术问题：

3、由于预设区域生长阈值往往是依据人工经验预先设置的区域生长阈值，所以预设区域生长阈值的设置往往受到人为主观因素的影响，往往导致预设区域生长阈值设置的准确度较低，从而导致心血管分割的准确度较低。

技术实现思路

1、本发明的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本发明的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

2、为了解决心血管分割的准确度较低的技术问题，本发明提出了基于区域生长的心血管分割方法。

3、本发明提供了基于区域生长的心血管分割方法，该方法包括：

4、获取目标心血管图像，并对所述目标心血管图像中的像素点进行分组，得到像素点组；

5、将每个像素点组中灰度值最小的像素点，确定为初始种子点；

6、从预设延伸方向集合中筛选出与所有预设搜索方向不同的预设延伸方向，作为目标延伸方向；

7、分别对每个初始种子点的每个目标延伸方向和每个预设搜索方向进行灰度变化规律分析处理，得到每个初始种子点在每个目标延伸方向和每个预设搜索方向上的灰度变化特征；

8、根据每个初始种子点在每个目标延伸方向和每个预设搜索方向上的灰度变化特征，以及所述目标延伸方向和所述预设搜索方向之间的夹角，确定所述初始种子点在所述目标延伸方向和所述预设搜索方向之间的灰度变化一致程度；

9、根据每个初始种子点在所有目标延伸方向和每个预设搜索方向之间的灰度变化一致程度，对预设区域生长阈值进行修正，得到所述初始种子点在所述预设搜索方向上的目标区域生长阈值；

10、根据所有初始种子点和其在所有预设搜索方向上的目标区域生长阈值，对所述目标心血管图像进行区域生长，得到目标血管区域。

11、可选地，所述分别对每个初始种子点的每个目标延伸方向和每个预设搜索方向进行灰度变化规律分析处理，得到每个初始种子点在每个目标延伸方向和每个预设搜索方向上的灰度变化特征，包括：

12、从所述初始种子点的所述目标延伸方向上筛选出离所述初始种子点最近的第一预设数量个像素点，作为延伸像素点，得到所述初始种子点的所述目标延伸方向上的延伸像素点集合；

13、从所述初始种子点的所述预设搜索方向上筛选出离所述初始种子点最近的第二预设数量个像素点，作为搜索像素点，得到所述初始种子点的所述预设搜索方向上的搜索像素点集合；

14、根据所述延伸像素点集合中所有延伸像素点对应的灰度值，确定所述初始种子点在所述目标延伸方向上的灰度变化特征；

15、根据所述搜索像素点集合中所有搜索像素点对应的灰度值，确定所述初始种子点在所述预设搜索方向上的灰度变化特征。

16、可选地，所述根据所述延伸像素点集合中所有延伸像素点对应的灰度值，确定所述初始种子点在所述目标延伸方向上的灰度变化特征，包括：

17、将所述初始种子点对应的灰度值与所述延伸像素点集合中所有延伸像素点对应的灰度值的差值绝对值的均值，确定为所述初始种子点在所述目标延伸方向上的第一变化指标；

18、根据所述第一变化指标与所述延伸像素点集合中所有延伸像素点对应的灰度值，确定所述初始种子点在所述目标延伸方向上的灰度变化特征。

19、可选地，所述初始种子点在所述目标延伸方向上的灰度变化特征对应的公式为：

20、；；其中，是第i个初始种子点在第j个目标延伸方向上的灰度变化特征；i是初始种子点的序号；j是目标延伸方向的序号；是第i个初始种子点在第j个目标延伸方向上的第一变化指标；是第i个初始种子点在第j个目标延伸方向上的延伸像素点集合中延伸像素点的数量；是第i个初始种子点对应的灰度值；是第i个初始种子点在第j个目标延伸方向上的延伸像素点集合中，第a个延伸像素点对应的灰度值；是第i个初始种子点在第j个目标延伸方向上的延伸像素点集合中，第a+1个延伸像素点对应的灰度值；a是第i个初始种子点在第j个目标延伸方向上的延伸像素点集合中延伸像素点的序号；是取绝对值函数；是预先设置的大于0的因子。

21、可选地，所述根据所述搜索像素点集合中所有搜索像素点对应的灰度值，确定所述初始种子点在所述预设搜索方向上的灰度变化特征，包括：

22、将所述初始种子点对应的灰度值与所述搜索像素点集合中所有搜索像素点对应的灰度值的差值绝对值的均值，确定为所述初始种子点在所述预设搜索方向上的第二变化指标；

23、根据所述第二变化指标与所述搜索像素点集合中所有搜索像素点对应的灰度值，确定所述初始种子点在所述预设搜索方向上的灰度变化特征。

24、可选地，所述初始种子点在所述预设搜索方向上的灰度变化特征对应的公式为：

25、；；其中，是第i个初始种子点在第b个预设搜索方向上的灰度变化特征；i是初始种子点的序号；b是预设搜索方向的序号；是第i个初始种子点在第b个预设搜索方向上的第二变化指标；是第i个初始种子点在第b个预设搜索方向上的搜索像素点集合中搜索像素点的数量；是第i个初始种子点对应的灰度值；是第i个初始种子点在第b个预设搜索方向上的搜索像素点集合中，第c个搜索像素点对应的灰度值；是第i个初始种子点在第b个预设搜索方向上的搜索像素点集合中，第c+1个搜索像素点对应的灰度值；c是第i个初始种子点在第b个预设搜索方向上的搜索像素点集合中搜索像素点的序号；是取绝对值函数；是预先设置的大于0的因子。

26、可选地，所述根据每个初始种子点在每个目标延伸方向和每个预设搜索方向上的灰度变化特征，以及所述目标延伸方向和所述预设搜索方向之间的夹角，确定所述初始种子点在所述目标延伸方向和所述预设搜索方向之间的灰度变化一致程度，包括：

27、将所述初始种子点在所述目标延伸方向和所述预设搜索方向上的灰度变化特征的差值的绝对值，确定为所述初始种子点在所述目标延伸方向和所述预设搜索方向之间的特征差异指标；

28、将所述目标延伸方向和所述预设搜索方向之间的夹角，确定为目标夹角；

29、根据所述特征差异指标和所述目标夹角，确定所述初始种子点在所述目标延伸方向和所述预设搜索方向之间的灰度变化一致程度，其中，所述特征差异指标和所述目标夹角均与所述灰度变化一致程度呈负相关。

30、可选地，所述根据每个初始种子点在所有目标延伸方向和每个预设搜索方向之间的灰度变化一致程度，对预设区域生长阈值进行修正，得到所述初始种子点在所述预设搜索方向上的目标区域生长阈值，包括：

31、从所述初始种子点在所有目标延伸方向和所述预设搜索方向之间的灰度变化一致程度中筛选出最大的灰度变化一致程度，作为所述初始种子点在所述预设搜索方向上的目标一致程度；

32、将所述目标一致程度与所述预设区域生长阈值的乘积，确定为所述初始种子点在所述预设搜索方向上的阈值变化量；

33、将所述预设区域生长阈值与所述阈值变化量的和，确定为所述初始种子点在所述预设搜索方向上的目标区域生长阈值。

34、可选地，所述根据所有初始种子点和其在所有预设搜索方向上的目标区域生长阈值，对所述目标心血管图像进行区域生长，得到目标血管区域，包括：

35、根据所有初始种子点和其在所有预设搜索方向上的目标区域生长阈值，在对所述目标心血管图像进行区域生长的过程中，得到新的种子点；

36、确定每个新的种子点在每个目标延伸方向和每个预设搜索方向之间的灰度变化一致程度；

37、根据每个新的种子点在所有目标延伸方向和每个预设搜索方向之间的灰度变化一致程度，确定所述新的种子点在所述预设搜索方向上的目标区域生长阈值；

38、根据所有种子点和其在所有预设搜索方向上的目标区域生长阈值，对所述目标心血管图像进行区域生长，得到目标血管区域。

39、可选地，所述新的种子点在所述预设搜索方向上的目标区域生长阈值对应的公式为：

40、；其中，是第x个新的种子点在第b个预设搜索方向上的目标区域生长阈值；是第x个新的种子点在所有目标延伸方向和第b个预设搜索方向之间的灰度变化一致程度中的最大值；是将第x个新的种子点生长为种子点的种子点在第b个预设搜索方向上的目标区域生长阈值；x是新的种子点的序号；b是预设搜索方向的序号。

41、本发明具有如下有益效果：

42、本发明的基于区域生长的心血管分割方法，通过对目标心血管图像进行区域分割，实现了心血管分割，解决了心血管分割的准确度低下的技术问题，提高了心血管分割的准确度。首先，对目标心血管图像中的像素点进行分组，可以便于后续从每个像素点组中筛选出初始种子点。然后，由于血管对应的灰度值往往相对较低，所以像素点组中灰度值最小的像素点往往是血管中的像素点，将其作为初始种子点，可以便于后续区域生长，得到目标血管区域。继续，由于初始种子点在每个目标延伸方向和每个预设搜索方向上的灰度变化规律往往影响着后续区域生长阈值的设置，因此量化每个初始种子点在每个目标延伸方向和每个预设搜索方向上的灰度变化特征，可以便于后续为每个初始种子点在每个预设搜索方向上精确地设置目标区域生长阈值。之后，综合考虑每个初始种子点在每个目标延伸方向和每个预设搜索方向上的灰度变化特征，以及该目标延伸方向和该预设搜索方向之间的夹角，可以量化该初始种子点在该目标延伸方向和该预设搜索方向之间的灰度变化一致程度，其值越大，往往说明该初始种子点在该预设搜索方向上越可以设置较大的区域生长阈值。因此综合考虑每个初始种子点在所有目标延伸方向和每个预设搜索方向之间的灰度变化一致程度，对预设区域生长阈值进行修正，可以得到该初始种子点在该预设搜索方向上较为精确的目标区域生长阈值。最后，基于所有初始种子点和其在所有预设搜索方向上的目标区域生长阈值，对目标心血管图像进行区域生长，可以得到目标血管区域，并且相较于通过预设区域生长阈值，对心血管图像进行区域生长，本发明量化了多个影响区域生长阈值设置的指标，比如，灰度变化一致程度，并为每个初始种子点在每个预设搜索方向上相对客观地量化了目标区域生长阈值，在一定程度上减少了人为主观因素的影响，从而可以提高对目标心血管图像进行区域生长的准确度，进而可以提高目标血管区域确定的准确度。