一种脊柱内镜影像自动增强方法与流程

本发明涉及图像处理，具体涉及一种脊柱内镜影像自动增强方法。

背景技术：

1、x光成像技术是目前临床上常见的一种影像学辅助检查手段，其中所使用的x射线属于一种电磁波。由于x射线可以穿透人体组织，而人体的不同组织对x光有不同的吸收程度，可以呈现出不同颜色的影像的特征，所以用于临床各类疾病的检查和诊断。而由于x光图像在其形成过程中往往会受到各种因素的影响，出现图像模糊、亮度暗淡等质量下降的现象，因此需要对x光图像进行图像增强。

2、常用的图像增强方法为全局直方图均衡化，由于x光图像中目标区域与非目标区域的对比度分布不平衡，导致对于整幅图像的全局直方图均衡化经常会过度增强非目标区域的对比度，从而无法使目标区域的细节达到理想的增强效果。而对于脊柱内镜影像，脊柱区域是目标区域，本发明通过图像处理技术，对x光图像进行边缘检测，根据脊柱区域特征将脊柱区域分割出来的前景区域和背景区域分别进行不同程度的直方图均衡化增强，达到对图像精准增强的目的。

技术实现思路

1、本发明提供一种脊柱内镜影像自动增强方法，以解决现有的问题。

2、本发明的一种脊柱内镜影像自动增强方法采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种脊柱内镜影像自动增强方法，该方法包括以下步骤：

4、获取脊柱x光图像，对其进行灰度化得到灰度图像；

5、根据灰度图像进行边缘检测得到边缘检测图像；根据边缘检测图像得到连通域；根据连通域的像素点数量得到每个连通域的边缘像素点数量指标；根据弗里曼链码对连通域进行方向统计，得到每个连通域的最大理论半径；根据最小包围圆半径与理论最大半径得到每个连通域的线形程度指标；根据边缘像素点数量指标与线形程度指标得到每个连通域的目标程度；

6、根据目标程度对每个连通域进行阈值筛选得到初始连通域；根据初始连通域得到每两个初始连通域之间的相关性；根据相关性对初始连通域进行阈值筛选得到脊柱初始连通域对；根据初始连通域对得到灰度图像中的前景区域与背景区域；

7、根据前景区域与背景区域进行不同程度直方图均衡化得到增强图像。

8、优选的，所述根据连通域的像素点数量得到每个连通域的边缘像素点数量指标，具体的获取方法为：

9、将边缘检测图像中的所有的灰度值不为0的像素点记为边缘像素点，将每个连通域中边缘像素点的数量记为第一数量；将第一数量作为反正切三角函数的自变量的计算结果记为第一结果；将第一结果与的比值结果记为每个连通域的边缘像素点数量指标。

10、优选的，所述根据弗里曼链码对连通域进行方向统计，得到每个连通域的最大理论半径，具体的获取方法为：

11、若弗里曼链码存在偶数数值与奇数数值时，将偶数数值的边缘像素点全部记为沿0方向分布的边缘像素点，奇数数值的边缘像素点全部记为沿3方向分布的边缘像素点，则沿着两个方向分布的边缘像素点所构成的最大欧式距离的一半距离长度记为每个连通域的最大理论半径；若弗里曼链码仅存在偶数数值时，则将偶数数值的边缘像素点记为沿0方向分布的边缘像素点，其边缘像素点所构成的最大欧式距离的一半距离长度记为每个连通域的最大理论半径；若弗里曼链码仅存在奇数数值时，则将奇数数值的边缘像素点记为沿3方向分布的边缘像素点，其边缘像素点所构成的最大欧式距离的一半距离长度记为每个连通域的最大理论半径，得到每个连通域的最大理论半径。

12、优选的，所述根据最小包围圆的半径与理论最大半径得到每个连通域的线形程度指标，具体的获取方法为：

13、将每个连通域的最小包围圆半径与最大理论半径的比值记为每个连通域的线形程度指标。

14、优选的，所述每个连通域的最小包围圆半径，具体的获取方法为：

15、将每个连通域中欧式距离取最大值时对应的两个边缘像素点记为初始像素点对，并将对应的欧式距离的一半距离长度记为第一半径；然后将第一直径上的中点记为初始圆心点；然后将每个连通域中与初始圆心点形成的欧式距离最大的边缘像素点记为第一外点，并将对应的欧式距离记为第二半径；若第二半径大于第一半径，则以初始圆心点为最小包围圆心，第二半径为最小包围圆半径的圆记为每个连通域的最小包围圆；若第二半径小于或等于第一半径，则以初始圆心点为最小包围圆心，第一半径为最小包围圆半径的圆记为每个连通域的最小包围圆，得到每个连通域的最小包围圆半径。

16、优选的，所述根据边缘像素点数量指标与线形程度指标得到每个连通域的目标程度，具体的获取方法为：

17、将每个连通域的线性程度指标与边缘像素点数量指标相乘，得到的相乘结果记为每个连通域的目标程度。

18、优选的，所述根据初始连通域得到每两个初始连通域之间的相关性，具体的获取方法为：

19、将第j个初始连通域与第j+1个初始连通域的目标程度的相乘结果记为第一乘积；将第j个初始连通域与第j+1个初始连通域的边缘像素点数量的求和结果记为第二数量；将第一乘积与第二数量的乘积结果记为第二乘积；将第j个初始连通域与第j+1个初始连通域之间最近两点的欧式距离记为第一分母；将第二乘积与第一分母的比值记为第j个初始连通域与第j+1个初始连通域的相关性，得到所有初始连通域中任意两初始两连通域之间的相关性。

20、本发明的技术方案的有益效果是：通过对边缘检测图像中边缘连续性以及线性程度的分析，以较小的计算量获取到更加准确脊柱边缘对图像进行分割。通过对前景区域和背景区域进行不同程度的直方图均衡化实现了对x光图像中前景区域的增强和背景区域的减弱，达到了更好的增强效果。

技术特征：

1.一种脊柱内镜影像自动增强方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种脊柱内镜影像自动增强方法，其特征在于，所述根据连通域的像素点数量得到每个连通域的边缘像素点数量指标，具体的获取方法为：

3.根据权利要求1所述一种脊柱内镜影像自动增强方法，其特征在于，所述根据弗里曼链码对连通域进行方向统计，得到每个连通域的最大理论半径，具体的获取方法为：

4.根据权利要求1所述一种脊柱内镜影像自动增强方法，其特征在于，所述根据最小包围圆的半径与理论最大半径得到每个连通域的线形程度指标，具体的获取方法为：

5.根据权利要求4所述一种脊柱内镜影像自动增强方法，其特征在于，所述每个连通域的最小包围圆半径，具体的获取方法为：

6.根据权利要求1所述一种脊柱内镜影像自动增强方法，其特征在于，所述根据边缘像素点数量指标与线形程度指标得到每个连通域的目标程度，具体的获取方法为：

7.根据权利要求1所述一种脊柱内镜影像自动增强方法，其特征在于，所述根据初始连通域得到每两个初始连通域之间的相关性，具体的获取方法为：

技术总结
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种脊柱内镜影像自动增强方法，包括：根据灰度图像得到边缘检测图像；根据边缘检测图像得到连通域；根据连通域得到边缘像素点数量指标；根据弗里曼链码得到最大理论半径；根据欧式距离得到最小包围圆半径；根据最小包围圆半径与理论最大半径得到线形程度指标；根据边缘像素点数量指标与线形程度指标得到目标程度；根据目标程度得到初始连通域；根据初始连通域得到相关性；根据相关性得到脊柱初始连通域对；根据脊柱初始连通域对得到前景区域与背景区域；根据前景区域与背景区域进行不同程度直方图均衡化得到增强图像。本发明更进一步地实现前景区域的增强和背景区域的减弱，达到了更好的增强效果。

技术研发人员：李沂红,黄艳
受保护的技术使用者：青岛市中医医院（青岛市海慈医院、青岛市康复医学研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14