[发明专利]一种医学图像三维血管显示增强方法

权利要求书

1.一种医学图像三维血管显示增强方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)构造多尺度、多方向滤波器组；具体构造方法为：

(11)首先构造n个尺度的滤波器小组，将第j个滤波器小组的尺度记为m_j，将m_j尺度滤波器的高斯标准差记为σ_j，将m_j尺度滤波器的径向空间频率记为F_j，所有n个滤波器小组的尺度为M＝[m₁,m₂,…,m_j,…,m_n]，各尺度下的高斯标准差为Σ＝[σ₁,σ₂,…,σ_j,…,σ_n]，各尺度下的径向空间频率为F＝[F₁,F₂,…,F_j,…,F_n]；

(12)第j个滤波器小组包括l个滤波器，l个滤波器分别对应l个方向，l个方向按照如下步骤确定：

在单位球体的球面上均匀选取2l个点，鉴于球体的对称性，选取出半个球面上的l个点；以单位球体的球心为原点O，建立右手三维笛卡尔坐标系(x,y,z)，球面上第i个点P_i的三维坐标记为(x_i,y_i,z_i)，1≤i≤l；

将三维坐标(x_i,y_i,z_i)转换为球坐标(α_i,β_i)，α_i表示OP_i在x-y面的投影与x轴正半轴的夹角，β_i表示OP_i与x-y面的夹角，-π＜α_i＜π，(α_i,β_i)决定第i个滤波器的方向，该方向对应的三维坐标旋转矩阵为；

(2)设计符合血管管状的滤波器，并确定滤波器的径向空间频率F；第j个滤波器小组中第i个滤波器的设计方法为：

(21)在右手三维笛卡尔坐标系(x,y,z)上建立边长为m_j的正方体，该正方体的中心与坐标系的原点O重合，该正方体的边与坐标系的轴平行；将该正方体内第j个点P_j的三维坐标记为(x_j,y_j,z_j)，x_j,y_j,z_j均为整数，且

(22)基于如下数学表达式，生成尺度为m_j的3D高斯球，第j个点P_j对应的值为g_j(x_j,y_j,z_j)：

其中：σ_x表示g_j(x_j,y_j,z_j)在x轴上的标准差，σ_y表示g_j(x_j,y_j,z_j)在y轴上的标准差，σ_z表示g_j(x_j,y_j,z_j)在z轴上的标准差，且σ_x＝σ_y＝σ_z＝σ_j；

(23)基于如下数学表达式，生成尺度为m_j、母线方向为(cosβ_icosα_i,cosβ_isinα_i，sinβ_i)的圆柱体，第j个点P_j对应的值为sr_ij(x_j,y_j,z_j)：

其中：P_ij＝R_i×P_j；

(24)基于如下数学表达式，生成尺度为m_j、主轴方向为(cosβ_icosα_i,cosβ_isinα_i，sinβ_i)的卷积模板h_ij(x_j,y_j,z_j)：

h_ij(x_j,y_j,z_j)＝g_j(x_j,y_j,z_j)×sr_ij(x_j,y_j,z_j)

对h_ij(x_j,y_j,z_j)进行归零处理，得到第j个滤波器小组中第i个滤波器，该滤波器的尺度为m_j，方向为(α_i,β_i)

(3)融合多尺度、多方向滤波器组的滤波结果，获取滤波后的响应图像，显示不同方向的大小血管。