[发明专利]一种医用的心脏CT图像分割方法

权利要求书

1.一种医用的心脏CT图像分割方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)读取DSCT采集的心脏断层图像，作为待分割图像；

(2)将N×N矩阵形式表示的待分割图像转换为以N²个元素表示的一维CT数值数组；

(3)对所述一维CT数值数组进行k聚类分析运算，并得到所述待分割图像中的每个像素对应的聚类号；

(4)根据步骤(3)的k聚类分析运算结果，计算图割能量函数所需的数据项和平滑项；

(5)构造所述待分割图像所表达的有向图，并根据步骤(4)中的数据项和平滑项建立能量函数，使用最大流/最小割算法最小化所述能量函数，求取所述有向图的最小割作为所述待分割图像的分割结果。

2.根据权利要求1所述的医用的心脏CT图像分割方法，其特征在于：所述步骤(3)中的k聚类分析运算过程为：对待分割图像的一维CT数值数组中的每个数值进行K均值聚类，并根据聚类结果为每个像素标上所属聚类标号，从而得到CT图像中各像素聚类标号，聚类标号为1～k；所述K值取为4。

3.根据权利要求1所述的医用的心脏CT图像分割方法，其特征在于：所述K均值聚类采用Matlab的kmeans函数：其中kmeans函数中的像素差异度采用平方欧几里德距离计算；逐个将待分割图像中各像素的CT数值按照平方欧几里德距离结果分配给k个聚类区域中的一个；每迭代计算完一次，kmean函数重新计算聚类中心，直到聚类中心不再变化或达到迭代次数为止，则算法收敛，得到各类的聚类中心和CT图像各像素点所属聚类的标号；对于每个聚类依次赋予标号1至k，并将待分割图像的每个像素标记为对应的聚类号，则待分割图像被映射到一个标记图上，此标记图即为下一步图割计算所需的有向标号图；所述标记图中的每个像素在1至k之间取值，该值等于该像素对应的聚类号。

4.根据权利要求2或3所述的医用的心脏CT图像分割方法，其特征在于：所述步骤(4)中的数据项和平滑项的计算过程为：

(a)数据项的计算采取对具有相同聚类标号的图像CT值进行协方差矩阵计算；得到从统计意义上反映图像CT值相关性程度的信息，反映的是待分割图像中每个像素归属于某一聚类区域的概率。

(b)平滑项采用高斯和索贝尔算子的二维卷积对CT图像进行平滑和边缘检测，计算得到平滑项的结果。

5.根据权利要求4所述的医用的心脏CT图像分割方法，其特征在于：所述步骤(5)中构造待分割图像表达的有向图的过程：所述有向图中的每个顶点对应于所述待分割图像的一个像素点，所述的顶点中包括两个终点顶点以及其余的非终点顶点，其中两个终点分别为源点和汇点；所述有向图中的边包括一组n-连接和一组t-连接，所述的每一组n-连接用于连接一对非终点顶点，对应于有向图中相邻对应像素点的连接；所述每一组t-连接用于连接一个非终点顶点和一个终点；

6.根据权利要求5所述的医用的心脏CT图像分割方法，其特征在于：所述步骤(5)中最小化步骤(4)中的能量函数的过程为：

(51)为所述待分割图像所对应的有向图中的每一个n-连接和t-连接均分配一个容量；

(52)根据步骤(51)得到的各个连接的容量运用最小割、最大流定理将所述有向图中的顶点划分为子集，每个子集包含一个终点；最终实现待分割图像的目标和背景的分割。