[发明专利]一种胸部X线图像检索方法

说明书

技术领域：

本发明属于计算机信息检索领域，主要涉及胸部X线图像中肺野区域的分割、纹理特征的提取、高层语义映射的胸部X线图像检索方法。

背景技术：

胸部X线图像是心、肺等疾病诊断的常用手段。随着计算机技术在医疗领域的广泛应用，以及PACS(Picture Archiving and Communication Systems，影像归档和通信系统)与HIS(Hospital Information System，医院信息系统)的应用，使得胸部X线图像总量在不断的扩大，有效的检索对医生的培训、教学、科研与临床诊断将有重要的意义。

传统的检索是通过医生的诊断报告与图像的拍摄信息进行的，这种搜索方式有着它不可避免的弊端。首先，诊断报告不具有规范性，每个医生常常有自己的表达方式，对同一症状的描述会有多种词汇；其次，由于医生的工作量比较大，诊断报告的描述一般不详细，并且肉眼读片难于给出准确的参数估计。采用计算机对胸部X线图像进行肺部语义的自动提取并且进行规范化描述，将会给医生提供更大的方便。将该技术应用到现有的PACS或者其它相关系统中，将会增加其在市场中的竞争力。

胸部X线图像的肺部纹理语义的提取与检索技术主要由DICOM图像预处理、肺野区域的分割与划分、特征提取、语义映射和文本检索等几部分组成。随着图像处理与基于内容的图像检索技术的发展，上述各个关键部分的研究都有一定程度的进展。但是，在实际的应用中仍然存在很多问题，主要有以下几点：

(1)基于规则推理的肺野分割算法虽然符合人们的思维方式，可以得到真实的边界，但其运算效率低下，并且与后续的处理过程结合较为不方便。

(2)肺野区域的划分都是以面积相等或相近为依据，这些划分方法忽视了肺野的位置信息，使得划分的子区域因解剖学位置不同而失去了可比性。

(3)目前仍然没有一个可以准确提取胸部X线图像中肺野纹理特征的算法。

(4)采用现阶段的主要算法实现胸部X线图象检索的时间消耗与空间消耗在实际应用中是无法令人们接受的。

发明内容：

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种可减少人工劳动与条件依赖，检索速度快，效率高的胸部X线图像检索方法。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种胸部X线图像检索方法，可按如下步骤依次实施：

(1)输入胸部X线图像；

(2)判断图像文件中是否存在语义描述，若是，则在所述图像文件中提取语义描述；若否，则对输入图像进行语义提取与描述；

(3)语义解析为标准文本信息；

(4)进行文本搜索；

(5)得到相似图像结果集。

作为一种优选方案，本发明所述语义提取与描述可依次包括如下步骤：

(a)图像规范化；

(b)肺野分割；

(c)依据解剖学位置进行区域划分；

(d)纹理特征提取；

(e)将待描述图像进行语义映射与描述。

作为另一种优选方案，本发明所述图像规范化可依次包括如下步骤：

(a)压缩灰度级；

(b)去除头部、手臂等无关部分并规范为同等尺寸；

(c)去除噪声。

进一步地，本发明所述肺野分割可依次包括如下步骤：

(a)建立肺野区域的形状模型；

(b)建立局部外观模型；

(c)搜索实际分割点。

更进一步地，本发明所述区域划分依次包括如下步骤：

(a)确定区域划分点；

(b)生成区域划分蒙片。

另外，本发明所述纹理特征提取可依次包括如下步骤：

(a)提取每个区域的灰度差分矩阵；

(b)提取统计特征量。

其次，本发明所述语义映射与描述可依次包括如下步骤：

(a)对标准库进行人工语义描述与分类；

(b)对输入图像进行分类与语义描述。

再次，本发明所述步骤(1)中输入胸部X线图像的同时可加入文本信息。

本发明所述建立肺野区域的形状模型中将标准分割库中每幅图像的标准分割点集看作一个向量

X＝[x₀，y₀，x₁，y₁，...x_n-1，y_n-1]^T

其中n为分割点的总数，x与y分别表示分割点的横纵坐标对标准库中M幅图像建立如下的形状模型：