[发明专利]一种心电图扫描图像倾斜度校正方法

说明书

本发明涉及一种心电图扫描图像倾斜度校正方法，包括：双边滤波处理；从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；将饱和度分量图FS进行增强处理；使用Otsu法进行二值化构造二值图；形态学膨胀处理；计算二值图中取值为1的各点的梯度值和方向；构造梯度方向直方图HOG；得到局部极值点序列{HSTm}，并选取接近0°的第一主方向角和接近90°的第二主方向角；计算心电图扫描图像的倾斜角；得到校正后的图像。

技术领域

本发明涉及心电图扫描图像的数字化处理技术，尤其是针对心电图扫描图像的倾斜度校正方法。

背景技术

在临床诊断过程中，医院一直依赖心电图作为监测病人心脏电活动的仪器。由于纸张易破碎且热敏纸字迹不稳定、易消退，多数纸质心电图会遭到了不同程度的破坏。而这些纸质心电图是一笔宝贵的财富，可以建立丰富的病例数据库、有助于学者进行科研分析、增加医生临床诊断经验以及支持在线远程诊断等。因此纸质心电图数字化信息的提取成为一个亟待解决的问题。

纸质心电图是由纵横交错的背景坐标网格、打印在网格上的心电波形曲线、导联字符以及定标电压组成。纸质心电图数字化信息提取，不是单纯指将纸质心电图通过扫描仪等设备转换成数字图片保存，还包括通过一系列的智能处理技术将纸面上的波形数据提取并保存的数字化过程。使用扫描仪将纸质心电图转换为数字图像，是完成纸质心电图数字化过程的第一步。但是由于人工操作或者扫描设备等原因，得到的扫描心电图像通常存在不同程度的倾斜，这对于后续的数字化过程，特别是心电图信号定标和量化过程不利。因此有必要在心电图信号数字化实现过程中，检测心电图扫描图像的倾斜角度，并做相应校正。

目前针对扫描图像的倾斜角度检测的方法有：基于投影的方法、基于变换的方法(如常用Hough变换或Rodon变换)和基于特征的方法。基于投影的方法简单易行，处理速度快，但对于密布网格线的心电图图像效果不佳。基于变换的方法通过检测直线段来判断倾斜角，但无论是Hough变换还是Rodon变换，所需的计算量较大，如果输入的扫描图像分辨率较高，将导致处理速度不能满足实时性要求。相对于前两种方法，基于特征的方法，可以快速准确地检测扫描图像的倾斜角。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对心电图扫描图像的基于特征的倾斜度校正方法，本发明能够快速准确检测心电图扫描图像的倾斜角。技术方案如下：

一种心电图扫描图像倾斜度校正方法，包括下列步骤：

步骤1：将输入彩色扫描ECG图像进行双边滤波处理，处理结果用F表示；

步骤2：将F从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，用F_H、F_S和F_V分别表示色调、饱和度和强度分量图；

步骤3：为了加大背景与网格点的差别，将饱和度分量图F_S进行增强处理，包括对比度拉伸和归一化处理，处理结果用F_SE表示；

步骤4：使用Otsu法计算F_SE的全局阈值TH₁，构造二值图BW1，其中BW1中取值为1对应于F_SE中取值大于TH₁的点，其它点取值为0；

步骤5：使用半径为2的碟状算子，对BW1进行形态学膨胀处理，处理结果二值图用BW2表示；

步骤6：使用强度分量F_V，计算BW2中取值为1的各点的梯度值和方向，分别用GRD_i和DIR_i表示，其中下标i表示序号；

步骤7：计算梯度值的最大值，用GRD_max表示，设定一个小于0.5的α值，只选取满足条件GRD_iα×GRD_max的点对应的梯度方向值来构造梯度方向直方图HOG，；