[发明专利]一种基于多层字典的脑磁共振图像分割方法

权利要求书

1.一种基于多层字典的脑磁共振图像分割方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取以待分割像素为中心的待分割图像块，在现有图谱图像中根据灰度相似性构建初始灰度字典，并在图谱标记图像中构造与初始灰度字典对应的标记字典；

指定初始灰度字典中任意的图像块为初始灰度字典第一图像块，初始灰度字典中其余图像块组成针对初始灰度字典第一图像块的灰度子字典，标记字典中与灰度子字典对应顺序的图像块组成初始灰度字典第一图像块的标记子字典；使用灰度子字典对初始灰度字典第一图像块进行多图谱表示，得到权重向量，使用该权重向量对标记子字典进行标记融合操作，得到新的图像块，对初始灰度字典中的每一图像块执行前述操作，生成中间字典的第一层；

再指定中间字典第一层任意图像块为中间字典第一层第一图像块，中间字典第一层中其余图像块组成针对中间字典第一层第一图像块的灰度子字典，标记字典中与灰度子字典对应顺序的图像块组成中间字典第一层第一图像块的标记子字典；使用灰度子字典对中间字典第一层第一图像块进行多图谱表示，得到权重向量，使用该权重向量对标记子字典进行标记融合操作，得到新的图像块，对中间字典第一层中的每一图像块执行前述操作，并迭代执行本步骤，构建多层次的中间字典；

将待分割图像块与初始灰度字典进行多图谱表示，得到待分割图像块的初始权重向量，并将初始权重向量与标记字典进行标记融合，得到待分割图像块的初始概率图像块，将初始概率图像块输入中间字典，逐层与中间字典的每一层进行多图谱表示操作，得到权重向量后与标记字典进行标记融合操作，通过逐步更新权重向量，逐层优化概率图像片直至它接近标记图像片为止，最后得到的概率图像作为最终的标记融合结果；

对得到的最终标记融合结果通过阈值进行二值化，确认待分割图像中像素点为待分割目标或背景，最终得到整个待分割图像的分割结果。

2.根据权利要求1所述的基于多层字典的脑磁共振图像分割方法，其特征在于，在构建指定一组脑磁共振图像的初始灰度字典和对应的标记字典的步骤之前，包括对初始灰度字典中的图像和待分割图像进行图像预处理的步骤，具体包括：

对所有磁共振图像及待分割图像进行去脑壳操作；

对所有磁共振图像及待分割图像使用N4ITK算法进行偏移场校正；

对所有磁共振图像及待分割图像使用灰度归一化，对图像灰度进行调整；

对所有磁共振图像都与待分割图像进行配准，包括线性配准和非线性配准；

对所有磁共振图像都与待分割图像进行基于灰度相似性的筛选处理。

3.根据权利要求1所述的基于多层字典的脑磁共振图像分割方法，其特征在于，待分割图像经过中间字典的每一层处理后，得到的概率图像通过阈值对概率进行二值化，二值化结果与预设阈值进行比较，若大于预设阈值，则作为待分割图像的分割结果输出。

4.根据权利要求3所述的基于多层字典的脑磁共振图像分割方法，其特征在于，对概率图像进行二值化，使用0.5作为阈值，当概率大于0.5时即认为该像素点为待分割目标；反之，当概率值低于0.5时认为该像素点为背景。

5.根据权利要求1所述的基于多层字典的脑磁共振图像分割方法，其特征在于，标记融合操作的方式为非局部均值或者稀疏表示。