[发明专利]基于人工智能的锥束CT图像生物结构识别及三维重建系统

说明书

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于人工智能的锥束CT图像生物结构识别及三维重建系统。本发明实施例通过CT图像序列采集模块采集不同视角下待测生物的CT图像序列；结构筛选模块进行结构筛选获得多张筛选图像；分割图获取模块对每张筛选图像进行多次距离聚类算法分割，获得对应的多个分割子图，根据边缘检测和连通域检测的匹配程度对每个分割子图进行检测，选择出最优分割子图并组成分割图；分割质量评估模块对分割图的分割质量进行评估；多视角分割模块获得采集的所有视角的CT图像序列的分割图；通过三维重建模块根据CT图像序列的分割图实现CT图像的三维重建。本发明实施例能够实现不同结构的分层次分割，保证了分割的准确性。

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种基于人工智能的锥束CT图像生物结构识别及三维重建系统。

背景技术

目前锥束CT主要应用于工业无损检测，锥束CT由于检测精度高，成像效果好且可以得到三维数字模型，逐渐应用于生物骨密度研究、神经组织研究等领域，为了促进锥束CT在生物行业的应用，推动国内生物技术的研究，急需一种针对生物研究领域的锥束CT图像的三维重建系统。

发明人在实践中，发现上述现有技术存在以下缺陷：

在对存在多种结构的CT图像进行结构分割时，对于灰度值相差很大的不同结构，现有技术中的阈值分割能够有效地对图像进行分割，但是，对于多个结构的灰度值范围有较大重叠的图像，难以得到准确的分割结果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于人工智能的锥束CT图像生物结构识别及三维重建系统，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，本发明一个实施例提供了一种基于人工智能的锥束CT图像生物结构识别及三维重建系统，该系统包括以下模块：

CT图像序列采集模块，用于利用锥束CT采集不同视角下待测生物的CT图像序列；

结构筛选模块，用于根据所述待测生物的不同结构的CT值对任一视角的CT图像进行结构筛选，获得多张筛选图像；

分割图获取模块，用于对每张所述筛选图像进行种类逐渐递增的多次距离聚类算法分割，获得对应的多个分割子图，根据边缘检测和连通域检测的匹配程度对每个所述分割子图进行检测，选择匹配程度最高的所述分割子图作为最终的最优分割子图；所有所述最优分割子图的并集组成分割图；

分割质量评估模块，用于根据所述分割图中各结构中心点的位置，在选定的目标方向上的距离占比，对所述分割图的分割质量进行评估，判断分割质量是否达标；

多视角分割模块，用于利用达标的所述分割图结合相邻视角的位姿信息，指导相邻视角的图像分割，获得采集的所有视角的CT图像序列的分割图；

三维重建模块，用于根据所述CT图像序列的分割图实现CT图像的三维重建。

优选的，所述结构筛选模块包括：

窗口设置单元，用于根据所述待测生物的不同结构对应的CT值范围设置窗口的窗宽，对所述CT图像进行筛选，获得不同结构对应的所述筛选图像。

优选的，所述分割图获取模块包括：

像素距离计算单元，用于根据所述筛选图像中每个像素的灰度值和像素坐标之间的距离设定所述距离聚类算法的距离。

优选的，所述分割图获取模块还包括：

连通域检测单元，用于对每张所述分割子图进行连通域分析得到轮廓图；

分割效果分析单元，用于对每张所述分割子图进行边缘检测得到的边缘图像，对所述边缘图像和所述轮廓图进行异或运算，得到边缘和轮廓点的重叠区域图像，计算所述重叠区域像素的重叠面积，获得所述匹配程度；