一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于红外医学影像应用技术领域，具体涉及一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法。
【背景技术】
[0002]现有的医用红外热成像技术通过人体表面温度分布的红外热像可以定性地对其内部病变进行诊断，但不能获得组织内部温度的变化及病灶的相关信息，无法对病灶进行定位。虽然现有技术中已有利用红外成像来获取生物组织内热源的方法，但这种方法是在经典生物传热理论的基础上，通过检测人体温度点分布，利用人体表面温度与内热源深度和强度的关系式计算得到异常温度点的深度的。它不能反映物理热学，也不能反映能量的空间分布。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法。
[0004]本发明所采用的技术方案为:一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法，其包括以下步骤:读取人体红外图像，并将人体红外图像转化为灰度图像;对灰度图像进行预处理;在预处理后的灰度图像中选取种子点，并记录其位置坐标和该种子点处的灰度值；采用八邻域搜索算法在种子点的八邻域内进行区域生长，得到种子区域的面积;根据记录的种子区域的面积，判断急进或倍增状态;根据有效的急进或倍增状态的数量，利用当前生长次数乘以对应器官的单位深度，得出相应器官的深度，器官的深度即热源的深度。
[0005]进一步地，所述对灰度图像进行预处理的过程为:查找灰度图像中所有不同的灰度值;利用所有不同的灰度值计算得到灰度平均值;将低于灰度平均值的灰度值设置为无效值。
[0006]进一步地，所述采用八邻域搜索算法在种子点的八邻域内进行区域生长，得到种子区域的面积，其具体过程为:(I)以选取的种子点为中心，在其外围划定边长为I的正方形区域作为所述种子点的外部生长边界；(2)设置生长次数η和灰度级别D-value;其中，灰度级别D_value表示8位灰度图或16位灰度图；(3)采用八邻域搜索算法在选取的种子点的八邻域内搜索是否有一点，其灰度值比种子点的灰度值小n*D_vaIue ； n*D_vaIue表示灰度值；如果有，则将所述点作为新的种子点;每搜索到一个新的种子点，种子点区域面积加I;进一步循环判断新搜索到的种子点的八邻域内是否有一点，其灰度值比新搜索到的种子点的灰度值小n*D_value，直到当前种子点的八邻域内没有一点，其灰度值比种子点的灰度值小η*D_value;否则，停止种子区域的生长，并记录当前种子区域的面积；(4)判断生长次数η是否小于或等于2;如果是，则生长次数η加I，返回步骤(3)，进一步循环判断种子点的八邻域内是否有一点，其灰度值比当前种子点的灰度值小n*D_value;否则，结束二次生长。
[0007]进一步地，所述根据记录的种子区域的面积判断急进或倍增状态的过程为:设第一次记录的种子区域的面积为a，第二次记录的种子区域的面积为b;如果b小于2a，则判断为急进状态;否则，判断为倍增状态。
[0008]由于采用以上技术方案，本发明的有益效果为:本发明仅利用人体红外医学影像的灰度图像就能够简单易行地获取生物组织内热源的深度。进一步能够根据热源的深度获得组织内部温度的变化及病灶的相关信息，从而对病灶进行定位。
【附图说明】
[0009]图1是本发明根据人体红外医学影像识别热源深度的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，本发明提供了一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法，其包括以下步骤:
[0011]I)读取人体红外图像，并将人体红外图像转化为灰度图像；
[0012]2)对灰度图像进行预处理，其过程为:
[0013]查找灰度图像中所有不同的灰度值，计算得到灰度平均值，将低于灰度平均值的灰度值设置为无效值，所述无效值不参与后续运算。
[0014]3)在预处理后的灰度图像中选取种子点，并记录其位置坐标(x，y)和该种子点处的灰度值G(x，y)。将选取的种子点的灰度值标记为-1，不再对该种子点进行搜索。
[0015]4)采用八邻域搜索算法在种子点的八邻域内进行区域生长，得到种子区域的面积，其具体过程为:
[0016](I)以选取的种子点为中心，在其外围划定边长为I的正方形区域作为该种子点的外部生长边界。
[0017](2)设置生长次数η和灰度级别D-value;其中，灰度级别D_value表示8位灰度图或16位灰度图。
[0018](3)采用八邻域搜索算法在选取的种子点的八邻域内搜索是否有一点，其灰度值比种子点的灰度值小n*D_value。其中，n*D_value表示灰度值；
[0019]如果选取的种子点的八邻域内有一点，其灰度值比种子点的灰度值小n*D_value，则将该点作为新的种子点。每搜索到一个新的种子点，种子点区域面积加I，即种子点的数量加I。将新搜索到的种子点的灰度值标记为-1，不再对该新搜索到的种子点进行搜索。进一步循环判断新搜索到的种子点的八邻域内是否有一点，其灰度值比新搜索到的种子点的灰度值小n*D_value。直到当前种子点的八邻域内没有一点，其灰度值比种子点的灰度值小n*D_value0
[0020]如果选取的种子点的八邻域内没有一点，其灰度值比种子点的灰度值小n*D_value，则停止种子区域的生长，并记录当前种子区域的面积。
[0021](4)判断生长次数η是否小于或等于2;
[0022]如果是，则生长次数η加I，返回步骤(3)，进一步循环判断种子点的八邻域内是否有一点，其灰度值比当前种子点的灰度值小n*D_value;否则，结束二次生长。
[0023]5)根据记录的种子区域的面积，判断急进或倍增状态；
[0024]设第一次记录的种子区域的面积为a，第二次记录的种子区域的面积为b;如果b小于2a，则判断为急进状态;否则，判断为倍增状态。其中，如果连续出现三个倍增状态或八个以上急进状态，则视为无效，停止计算。
[0025]6)根据有效的急进或倍增状态的数量，利用当前生长次数乘以对应器官的单位深度，得出相应器官的深度，所述器官的深度即热源的深度。例如，肺部的单位深度为lcm，乳腺的单位深度为0.5cm ο
[0026]本发明方法利用红外热成像设备得到人体的红外图像，通过对人体红外图像的处理得到灰度图像;在预处理后的灰度图像中选取种子点，采用八邻域搜索算法在种子点的八邻域内搜索新的种子点，并记录种子区域面积;根据记录的种子区域的面积，判断急进或倍增状态;再根据有效的急进或倍增状态的数量，热源的深度。本发明方法从能量的空间分布的角度出发，仅利用人体红外医学影像的灰度图像就能够简单易行地获取生物组织内热源的深度。进一步根据热源的深度获得组织内部温度的变化及病灶的相关信息，从而对病灶进行定位。
[0027]本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法，其包括以下步骤: 读取人体红外图像，并将人体红外图像转化为灰度图像； 对灰度图像进行预处理； 在预处理后的灰度图像中选取种子点，并记录其位置坐标和该种子点处的灰度值； 采用八邻域搜索算法在种子点的八邻域内进行区域生长，得到种子区域的面积； 根据记录的种子区域的面积，判断急进或倍增状态； 根据有效的急进或倍增状态的数量，利用当前生长次数乘以对应器官的单位深度，得出相应器官的深度，器官的深度即热源的深度。2.如权利要求1所述的一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法，其特征在于:所述对灰度图像进行预处理的过程为:查找灰度图像中所有不同的灰度值;利用所有不同的灰度值计算得到灰度平均值;将低于灰度平均值的灰度值设置为无效值。3.如权利要求1所述的一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法，其特征在于:所述采用八邻域搜索算法在种子点的八邻域内进行区域生长，得到种子区域的面积，其具体过程为: (1)以选取的种子点为中心，在其外围划定边长为I的正方形区域作为所述种子点的外部生长边界； (2)设置生长次数η和灰度级别D-value;其中，灰度级别D_value表示8位灰度图或16位灰度图； (3)采用八邻域搜索算法在选取的种子点的八邻域内搜索是否有一点，其灰度值比种子点的灰度值小n*D_value; n*D_value表示灰度值； 如果有，则将所述点作为新的种子点;每搜索到一个新的种子点，种子点区域面积加I;进一步循环判断新搜索到的种子点的八邻域内是否有一点，其灰度值比新搜索到的种子点的灰度值小n*D_value，直到当前种子点的八邻域内没有一点，其灰度值比种子点的灰度值小n*D_value； 否则，停止种子区域的生长，并记录当前种子区域的面积； (4)判断生长次数η是否小于或等于2; 如果是，则生长次数η加I，返回步骤(3)，进一步循环判断种子点的八邻域内是否有一点，其灰度值比当前种子点的灰度值小n*D_value;否则，结束二次生长。4.如权利要求1所述的一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法，其特征在于:所述根据记录的种子区域的面积判断急进或倍增状态的过程为:设第一次记录的种子区域的面积为a，第二次记录的种子区域的面积为b;如果b小于2a，则判断为急进状态;否则，判断为倍增状态。
【专利摘要】本发明涉及一种根据人体红外医学影像识别热源深度的方法，其包括以下步骤：读取人体红外图像，并将人体红外图像转化为灰度图像；对灰度图像进行预处理；在预处理后的灰度图像中选取种子点，并记录其位置坐标和该种子点处的灰度值；采用八邻域搜索算法在种子点的八邻域内进行区域生长，得到种子区域的面积；根据记录的种子区域的面积，判断急进或倍增状态；根据有效的急进或倍增状态的数量，利用当前生长次数乘以对应器官的单位深度，得出相应器官的深度，器官的深度即热源的深度。本发明的有益效果为：能够简单易行地获取生物组织内热源的深度。
【IPC分类】A61B5/01, G06T7/00
【公开号】CN105590314
【申请号】CN201510850008
【发明人】田爱国, 袁云娥, 黄钦兴, 吴方
【申请人】小红象医疗科技有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月27日