[发明专利]一种质控中DR膝关节正位片中腓骨头胫骨头分割方法及系统

权利要求书

1.一种质控中DR膝关节正位片中腓骨头胫骨头分割方法，其特征在于，包括：

获取至少一张DR膝关节图像，并通过阈值方式对所述DR膝关节图像进行预处理；

使用模糊C均值聚类方法分割预处理后的DR膝关节图像中腓骨和胫骨；

通过边缘检测确定所述腓骨与胫骨重叠部分边缘；

获取所述腓骨的外侧边缘；

根据所述腓骨两侧边缘和重叠部分骨组织的边缘，判断重叠量是否符合标准。

2.根据权利要求1所述一种质控中DR膝关节正位片中腓骨头胫骨头分割方法，其特征在于，通过阈值方式对所述DR膝关节图像进行预处理，具体为：

将DR膝关节图像的值域范围统一线性映射到[-1024,4096]的范围内；

使用otsu方法自适应的得到分类阈值，把所述DR膝关节图像分为骨组织和非骨组织；

对二值化后的DR膝关节图像进行垂直投影，得到一个累积直方图；

若所述直方图中部存在一段为0的区域，则在为0段的中点把所述DR膝关节图像左右分开，获得左膝关节正位片和右膝关节正位片。

3.根据权利要求2所述一种质控中DR膝关节正位片中腓骨头胫骨头分割方法，其特征在于，对于没有得到左右膝关节正位片的DR膝关节图像进行水平投影，得到累积直方图；

如果所述直方图中部存在一段为0的区域，则在为0段的中点把所述DR膝关节图像上下分开，获得左膝关节正位片和右膝关节正位片；

再将所述左膝关节正位片和右膝关节正位片旋转90度保存。

4.根据权利要求2所述一种质控中DR膝关节正位片中腓骨头胫骨头分割方法，其特征在于，在二值化后的DR膝关节图像高度四分之一和四分之三处各取一条横线，对比两者高值点的范围，范围大的是腓骨胫骨侧，如果所述腓骨胫骨侧在上部则将DR膝关节图像旋转180度。

5.根据权利要求1所述一种质控中DR膝关节正位片中腓骨头胫骨头分割方法，其特征在于，使用模糊C均值聚类方法分割预处理后的DR膝关节图像中腓骨和胫骨，具体为：

把骨组织每个像素进行分类得到这个点是胫骨的隶属度u₁和是腓骨的隶属度u₂，对应目标函数是：

其中i，j是类标号；u_ij表示样本x_i属于j类的隶属度；x是具有2维特征的一个样本；C_j是j簇的中心，也具有2维度。

6.根据权利要求5所述一种质控中DR膝关节正位片中腓骨头胫骨头分割方法，其特征在于，求解所述目标函数最优问题采用迭代的方法，具体为：

设置目标函数的精度、模糊指数和最大迭代次数；

初始化隶属度矩阵u_1j、u_2j和聚类中心c₁、c₂,所述聚类中心为确定腓骨胫骨侧的那条横线左右点，c₁为胫骨初始中心点，c₂为腓骨初始中心点；

更新模糊划分矩阵和聚类中心：

若目标函数J的改变量小于预设的精度，则迭代结束；否则采用上式再次更新。

7.根据权利要求1所述一种质控中DR膝关节正位片中腓骨头胫骨头分割方法，其特征在于，通过边缘检测确定所述腓骨与胫骨重叠部分边缘，具体为：

对腓骨和胫骨的内边缘点上下两个方向做种子生长，向下生长到DR膝关节图像底部，向上生长到交叉位置，这个位置是重叠的交点，记为X1；

利用两个生长出来的点集分别做抛物线拟合得到所述腓骨和胫骨内侧走向方程J(x)和f(x)；

在所述交叉位置各自走向方程继续生长，直到在方程范围偏差n个像素没有合适边缘点为止；

通过走向方程生长的停止点，利用模板向上生长边缘至找不到新的点为止，其中模板采用：

或