[发明专利]一种2.5D超声宽景图像分割方法

说明书

本发明公开了一种2.5D超声宽景图像分割方法，包括如下步骤：使用基于位置信息的曲面超声宽景成像方法，采集带有位置信息的2.5D超声宽景图像；结合图像像素点的像素值和三维空间位置信息对2.5D超声宽景图像的每个像素进行加权处理，对超声宽景图像进行滤波去噪；利用模糊C均值聚类分割(FCM聚类分割)方法对超声宽景图像上的每一个像素点的像素值和空间位置信息进行聚类,实现图像分割；采用形态学处理方法对图像分割结果进行平滑处理。本发明方法使用基于实际空间位置信息的聚类分割方法，方法简单，高效快速，具有很高的实用性。

技术领域

本发明涉及医学超声图像分割技术，特别涉及一种2.5D超声宽景图像分割方法。

背景技术

2.5D超声宽景图像与传统二维超声图像、三维超声图像不同，其存在于不规则的曲面，具有非固定的形态结构和邻域构成。同时，2.5D超声宽景图像成像范围较大，像素点较多，对图像处理过程中的内存占用和处理时间要求较高。由于2.5D超声宽景图像的采集，采用了基于位置信息的2.5D超声宽景成像方法，所以宽景图像的每一个像素点除了像素值信息外，还包含了实际空间中位置信息，利用实际空间位置的先验信息，可以对图像分割效果进行一定的优化。因此，针对2.5D超声宽景图像的特殊性并且利用实际空间位置信息的优势，发明一种2.5D超声宽景图像的分割方法具有较好的实用价值和意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种2.5D超声宽景图像分割方法，使用基于实际空间位置信息的聚类分割方法，方法简单，高效快速，具有很高的实用性。

为实现以上目的，本发明采取如下技术方案：

一种2.5D超声宽景图像分割方法，应用超声探头，并在超声探头上安装一个定位装置以记录探头移动的位置信息，所述方法包括下述步骤：

(1)使用一种蛇形轨迹超声宽景成像方法采集带有位置信息的2.5D超声宽景图像；

(2)利用2.5D超声宽景图像上每个像素点的像素值和空间位置信息，对图像进行滤波处理，并对图像边缘信息进行锐化，接着利用所要分割的感兴趣区域中的先验信息对2.5D超声宽景图像的每个像素进行加权处理；

(3)使用聚类分割方法对步骤(2)处理后的2.5D超声宽景图像上的每一个像素点的像素值和空间位置信息进行聚类，将图像分割成不同互且不相交的子区域；

(4)利用形态学处理方法对聚类分割过程产生的离散像素点进行平滑处理，将最终得到平滑的子区域作为2.5D超声宽景图像的分割结果。

作为优选的技术方案，所述步骤(1)中的蛇形轨迹超声宽景成像方法，具体包括下述步骤：

1)利用安装有位置传感器的超声探头扫描被检查对象表面，在扫描过程中系统实时采集超声图像数据和位置信息；

2)图像位置信息通过三维坐标变换确定，通过公式(1)将超声图像中的任一点P_image变换到世界坐标系C_w中，

其中T₁表示发射器坐标系C_t到世界坐标系C_w的变换矩阵，T₂表示图像坐标系C_p到发射器坐标系C_t的变换矩阵；

3)通过上述公式(1)，确定采集到的每一幅超声图像的实际位置，根据每幅超声图像的三维坐标，有两种蛇形轨迹超声宽景成像方法：

方法一，直接成像：图像按采集顺序依次显示在三维空间中；即探头平移轨迹是一条曲线，因此相邻图像会在轴向形成一定的夹角，系统直接将这些图像显示在三维空间中，直接看到这些相互交错的图像；