[发明专利]基于数字图像处理技术的肝硬化超声图像肝包膜提取方法

说明书

本发明提供了一种基于数字图像处理技术的肝硬化超声图像肝包膜提取方法，用于对肝脏浅表切面图像进行处理，其包括以下步骤：利用滑动窗口算法对超声图像的上部进行遍历，以识别所述超声图像中是否有肝腹水区域；对超声图像依次进行高斯模糊处理、二值化处理、形态学闭运算处理以得到二值超声图像。随后基于遍历算法对处理后的二值超声图像进行搜索，寻找肝包膜对应的像素点集以构成肝包膜的预测膜；将预测膜融合到原始的超声图像中，采用灰度差分算法从预测膜中剔除伪膜的像素点，以得到肝包膜的真实膜。本发明可以同时得到肝包膜的预测膜和真实膜，为后续的形态特征分析提供了保障。

技术领域

本发明涉及医疗影像领域，具体地，涉及一种基于数字图像处理技术的肝硬化超声图像肝包膜提取方法。

背景技术

肝硬化作为当下一种常见的慢性进行性治病，对人体具有较为严重的危害，随着其病变程度的发展，可逐渐导致门脉高压和终末期肝病，甚至于导致最终死亡，因此，对于早期的肝硬化辅助诊断与治疗在临床上则显得十分的重要。

目前，利用超声图像对肝硬化进行早期诊断主要可以分为两个方面，一个是基于肝包膜的形态特征进行分析，另一个是基于肝实质纹理特征进行分析。其中，在利用肝包膜形态特征进行分析时，如何快速、准确地提取到肝包膜线则显得十分重要。传统的肝包膜提取方法主要依靠医护工作者手工标记的方式进行，其效率较低，且较为依赖经验，因此，不能满足于当下临床辅助诊断的需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于数字图像处理技术的肝硬化超声图像肝包膜提取方法，通过采用数字图像处理技术，实现肝包膜的自动提取。

本发明提供的技术方案是：

一种基于数字图像处理技术的肝硬化超声图像肝包膜提取方法，用于对肝脏浅表切面图像进行处理，其特征在于包括以下步骤：

(S1)利用滑动窗口算法对超声图像的上部进行遍历，以识别所述超声图像中是否有肝腹水区域；

(S2)利用高斯模糊算法对超声图像进行处理，以降低图像噪声以及细节层次；

(S3)对高斯模糊处理后的超声图像使用多尺度细节增强与模糊集合变换方法进行先局部后整体的图像增强；

(S4)对图像增强后的超声图像进行二值化处理，并运用孤岛移除算法去除二值图像中的孤立噪声点，得到二值超声图像；

(S5)利用形态学闭运算对二值超声图像进行处理；处理后二值超声图中下方为肝脏图像区域，上方为单色的独立连通区域；

(S6)基于遍历算法对处理后的二值超声图像进行搜索，寻找肝包膜对应的像素点集以构成肝包膜的预测膜；将预测膜融合到原始的超声图像中，采用灰度差分算法从预测膜中剔除伪膜的像素点，以得到肝包膜的真实膜。

本发明的进一步改进在于，步骤(S1)中具体包括以下步骤：

(S11)采用采用一个L×L的方形窗口并以步长L在超声图像上半部分自左向右、自上向下滑动，从而遍历超声图像的上半部分；遍历过程中，求取每个窗口的平均灰度，并将平均灰度与窗口阈值进行比较，若平均灰度小于所述窗口阈值，则判断该窗口中存在肝腹水特征；

(S12)统计含有肝腹水特征窗口的数量S_f，将其除以超声图像上半部分中的窗口数量S_a，得到肝腹水特征系数；当肝腹水特征系数大于固定阈值P时，判断超声图像中包括肝腹水区域。

本发明的进一步改进在于，步骤(S3)包括以下步骤：

(S31)利用三个不同尺度的高斯核函数分别与高斯模糊处理后的超声图像I进行卷积运算，得到三个高斯模糊图像B₁,B₂,B₃，其表达式为：