一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法与流程

本发明涉及图像处理，具体涉及一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法。

背景技术：

1、自然腔道影像通常指的是通过内窥镜等技术获取的身体腔道内的图像，例如消化道、呼吸道和泌尿道等，自然腔道影像在临床上用于疾病的诊断和治疗，因此对于自然腔道影像中的病变区域的精确提取和分割对于准确的病情判断和手术指导具有重要意义。

2、使用现有的迭代阈值分割算法对自然腔道影像中的病变区域进行分割时，首先需要获取自然腔道影像中的最大灰度值以及最小灰度值，并将最大灰度值与最小灰度值的均值作为初始阈值对自然腔道影像的病变区域进行分割，但是由于自然腔道影像中病变区域与正常区域的灰度值差异较小，因此直接将自然腔道影像中的最大灰度值与最小灰度值的均值作为出初始阈值进行分割的效果不好，可能会将正常区域的像素点分割到病变区域中，导致病变区域的范围扩大，分割出的病变区域不准确。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法。

2、本发明的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，该方法包括以下步骤：

4、采集自然腔道影像；

5、获取自然腔道影像的灰度直方图；根据自然腔道影像的灰度直方图，获取自然腔道影像的灰度直方图中的极大值点；根据自然腔道影像的灰度直方图中的极大值点以及自然腔道影像中的最大灰度值以及最小灰度值，获取自然腔道影像中病变区域的特征灰度值；根据自然腔道影像中病变区域的特征灰度值获取病变像素点；对病变像素点进行聚类获取各个聚类簇；根据各个聚类簇中的病变像素点获取初始病变区域；根据每个初始病变区域中的病变像素点的数量、每个初始病变区域中的灰度分布复杂性以及每个初始病变区域中的病变像素点的聚集性，获取每个初始病变区域的灰度变化权重；

6、根据每个初始病变区域的灰度变化权重、每个初始病变区域中的最大灰度值与自然腔道影像中的最小灰度值的差异以及自然腔道影像中病变区域的特征灰度值，获取初始阈值；

7、根据初始阈值对自然腔道影像进行分割，获取自然腔道影像中的病变区域。

8、优选的，所述根据自然腔道影像的灰度直方图，获取自然腔道影像的灰度直方图中的极大值点，包括的具体步骤如下：

9、使用峰值检测算法，获取自然腔道影像的灰度直方图中的极大值点。

10、优选的，所述获取自然腔道影像中病变区域的特征灰度值，包括的具体步骤如下：

11、

12、式中，代表自然腔道影像中病变区域的特征灰度值；代表自然腔道影像中的最大灰度值；代表自然腔道影像中的最小灰度值；代表自然腔道影像中像素点数量最多的灰度值；代表自然腔道影像的灰度直方图中的极大值点数量；代表自然腔道影像的灰度直方图中的第个极大值点对应的灰度值。

13、优选的，所述根据自然腔道影像中病变区域的特征灰度值获取病变像素点，包括的具体步骤如下：

14、将自然腔道影像中灰度值等于病变区域的特征灰度值的像素点，记为病变像素点。

15、优选的，所述对病变像素点进行聚类获取各个聚类簇，包括的具体步骤如下：

16、预设聚类半径，最小聚类数目，使用dbscan密度聚类算法对病变像素点进行聚类，病变像素点之间的距离度量采用欧式距离，得到各个聚类簇。

17、优选的，所述根据各个聚类簇中的病变像素点获取初始病变区域，包括的具体步骤如下：

18、对每个聚类簇中的病变像素点进行凸包检测，将得到的每个凸包区域记为每个初始病变区域。

19、优选的，所述根据每个初始病变区域中的病变像素点的数量、每个初始病变区域中的灰度分布复杂性以及每个初始病变区域中的病变像素点的聚集性，获取每个初始病变区域的灰度变化权重，包括的具体步骤如下：

20、

21、式中，代表第个初始病变区域的灰度变化权重；代表第个初始病变区域的病变像素点的数量；代表第个初始病变区域的像素点中的最大灰度值；代表第个初始病变区域的像素点中的最小灰度值；代表自然腔道影像中病变区域的特征灰度值；代表以自然常数为底数的指数函数；代表归一化函数；代表第个初始病变区域中病变像素点的数量；代表第个初始病变区域中第个病变像素点到第个初始病变区域的质心之间的距离；表示向上取整；代表第个初始病变区域的灰度分布复杂性；代表第个初始病变区域中的病变像素点的聚集性。

22、优选的，所述获取初始阈值，包括的具体步骤如下：

23、

24、式中，代表初始阈值；代表第个初始病变区域的灰度变化权重；代表共有个初始病变区域；代表第个初始病变区域的像素点中的最大灰度值；代表自然腔道影像中的最小灰度值；代表自然腔道影像中病变区域的特征灰度值。

25、优选的，所述根据初始阈值对自然腔道影像进行分割，获取自然腔道影像中的病变区域，包括的具体步骤如下：

26、根据初始阈值，通过迭代阈值分割算法，对自然腔道影像中的病变区域进行分割，得到病变区域。

27、优选的，所述采集自然腔道影像，包括的具体步骤如下：

28、用户打开刮头的摄像头隔离套筒中的针孔摄像头，连接手机或电脑，将套筒插入阴道，推出刮头，将宫颈壁刮头插入宫颈口，待针孔摄像头刚进入宫颈口后，再向前推两个刻度，使宫颈壁刮头充分与宫颈壁接触，使用可视宫颈采样刷中刮头的摄像头隔离套筒中的针孔摄像头拍摄腔道图像，对采集的腔道图像进行灰度化处理，获取灰度图像；使用高斯滤波算法对灰度图像进行去噪处理，得到去噪后的灰度图像，记为自然腔道影像。

29、本发明的技术方案的有益效果是：本发明通过采集自然腔道影像，获取自然腔道影像的灰度直方图，获取自然腔道影像的灰度直方图中的极大值点，根据自然腔道影像的灰度直方图中的极大值点以及自然腔道影像中的最大灰度值以及最小灰度值，获取自然腔道影像中病变区域的特征灰度值；根据自然腔道影像中病变区域的特征灰度值获取病变像素点；对病变像素点进行聚类获取各个聚类簇；根据各个聚类簇中的病变像素点获取初始病变区域；根据每个初始病变区域中的病变像素点的数量、每个初始病变区域中的灰度分布复杂性以及每个初始病变区域中的病变像素点的聚集性，获取每个初始病变区域的灰度变化权重，进而得到初始阈值，根据初始阈值对自然腔道影像的病变区域进行分割，使得分割出的病变区域更加准确，不会出现错分的现象。

技术特征：

1.一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，所述根据自然腔道影像的灰度直方图，获取自然腔道影像的灰度直方图中的极大值点，包括的具体步骤如下：

3.根据权利要求1所述的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，所述获取自然腔道影像中病变区域的特征灰度值，包括的具体步骤如下：

4.根据权利要求1所述的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，所述根据自然腔道影像中病变区域的特征灰度值获取病变像素点，包括的具体步骤如下：

5.根据权利要求1所述的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，所述对病变像素点进行聚类获取各个聚类簇，包括的具体步骤如下：

6.根据权利要求1所述的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，所述根据各个聚类簇中的病变像素点获取初始病变区域，包括的具体步骤如下：

7.根据权利要求1所述的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，所述根据每个初始病变区域中的病变像素点的数量、每个初始病变区域中的灰度分布复杂性以及每个初始病变区域中的病变像素点的聚集性，获取每个初始病变区域的灰度变化权重，包括的具体步骤如下：

8.根据权利要求1所述的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，所述获取初始阈值，包括的具体步骤如下：

9.根据权利要求1所述的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，所述根据初始阈值对自然腔道影像进行分割，获取自然腔道影像中的病变区域，包括的具体步骤如下：

10.根据权利要求1所述的一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，其特征在于，所述采集自然腔道影像，包括的具体步骤如下：

技术总结
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于自然腔道影像的病变区域提取分割方法，包括：采集自然腔道影像；获取自然腔道影像的灰度直方图，进而得到自然腔道影像的灰度直方图中的极大值点；获取自然腔道影像中病变区域的特征灰度值；根据自然腔道影像中病变区域的特征灰度值获取病变像素点；对病变像素点进行聚类获取各个聚类簇；根据各个聚类簇中的病变像素点获取初始病变区域；获取每个初始病变区域的灰度变化权重，进而得到初始阈值；根据初始阈值对自然腔道影像进行分割，获取自然腔道影像中的病变区域；本发明能够分割出完整的病变区域。

技术研发人员：王颖,曹雅欣,张文杰
受保护的技术使用者：津泰（天津）医疗器械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25