一种乳腺钼靶X线图像中的乳腺区域提取方法

摘要

本发明公开了一种乳腺钼靶X线图像中的乳腺区域提取方法，在计算待提取的乳腺区域和背景区域的分割阈值时，利用了乳腺钼靶X线图像的乳腺区域和背景区域在乳腺钼靶X线图像中占据的比例在一个合理的范围内，及乳腺区域的密度大于背景区域的密度的特点，这样使得计算得到的分割阈值比较准确，有助于提高最终的乳腺区域的提取精度；通过基于线段连通性的区域生长方法进行连通性分析，在连通性分析过程中采用了连续线段的端点比较判定，提取出所有连通区域，其中面积最大的连通区域为待提取的乳腺区域，该提取出的乳腺区域具有较高精度；此外分割阈值的计算和基于线段连通性的区域生长方法的计算复杂度较低，使得本方法能够较好地满足实时应用需求。

主权项

1.一种乳腺钼靶X线图像中的乳腺区域提取方法，其特征在于包括以下步骤：①定义需进行乳腺区域提取的乳腺钼靶X线图像为待处理乳腺钼靶X线图像，对待处理乳腺钼靶X线图像进行预处理，以确定待提取的乳腺区域在待处理乳腺钼靶X线图像中的所在位置及剥离与待提取的乳腺区域相连的纵向未曝光边框和横向未曝光边框，得到待分割的乳腺钼靶X线图像，待分割的乳腺钼靶X线图像包括背景区域和待提取的乳腺区域；②首先定义待分割的乳腺钼靶X线图像的背景区域中所有像素组成的集合为χ_h，定义待分割的乳腺钼靶X线图像的待提取的乳腺区域中所有像素组成的集合为计算背景区域与待提取的乳腺区域的面积之比f(h)，其中，符号“||”为绝对值运算符号，|χ_h|表示背景区域在待分割的乳腺钼靶X线图像中所占的面积，表示待提取的乳腺区域在待分割的乳腺钼靶X线图像中所占的面积，h表示像素值水平；然后通过f(h)的反函数f^-1(p)计算f(h)对应的定义域区间D₁，并确定背景区域与待提取的乳腺区域的分割阈值所在的像素值范围D₂，根据D₁和D₂计算D₁和D₂交集区间D，D＝D₁∩D₂＝[LH，RH]，LH＝Max{LH₁，V_min}，RH＝Min{RH₁，RH₂}，LH₁＝f^-1(p₁)，RH₁＝f^-1(p₂)，p₁≤p₂，0.1≤p₁≤1，3≤p₂≤5，RH₂＝(V_min+V_max)/2，V_min为待分割的乳腺钼靶X线图像中所有像素的最小像素值，V_max为待分割的乳腺钼靶X线图像中所有像素的最大像素值；再计算f(h)的一阶微分f′(h)和二阶微分f″(h)，通过f(h)的一阶微分f′(h)和二阶微分f″(h)计算峰值函数g(h)，g(h)＝|f′(h)|+|f″(h)|，采用均值滤波器对峰值函数g(h)进行连续性改善，以去除峰值函数g(h)中的毛刺，将在交集区间D中峰值函数g(h)的峰值记为L_peak，统计在区间[L_peak，RH]中峰值函数g(h)的函数值分布，g(h)的函数值分布函数选取峰值函数g(h)中概率为α的分位点h₀，分位点h₀满足条件：其中，η表示取值为g(h)的函数值的随机变量，P(g(h)≤η)表示事件g(h)≤η成立的概率，P(g(h)≤g(h₀))表示事件g(h)≤g(h₀)成立的概率；最后根据峰值函数g(h)和分位点h₀，计算待提取的乳腺区域和背景区域的分割阈值T，$T=\underset{h}{\arg }\min \left\{g\left(h\right)\right|h\in [h_0,h_0+\mathrm{len}]\},$其中，len为设定的区间步长；③从待提取的乳腺区域在待分割的乳腺钼靶X线图像中的所在位置靠近胸壁的一侧开始，对待分割的乳腺钼靶X线图像进行列扫描，首先定义在一条扫描线上由连续的像素组成且这些像素的像素值均大于分割阈值T的线段为连续线段，定义由一条扫描线上的所有连续线段组成的序列为线段序列，定义由相互连通的线段序列组成的集合为连通区域，通过基于线段连通性的区域生长方法获取每一个像素值大于分割阈值T的连通区域，直到扫描至待分割的乳腺钼靶X线图像的最后一列，共获得N个连通区域；④从获得的N个连通区域中选取面积最大的一个连通区域，确定该选取的连通区域为待提取的乳腺区域。