一种基于足部侧位x线片图像的纵弓三角形勾画方法
【技术领域】
[0001]本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种基于足部侧位X线片图像的纵弓三角形勾画方法。
【背景技术】
[0002]医学上常用X线检查作为辅助检查方法之一。临床上常用的X线检查方法有透视和摄片两种。透视较经济、方便，并可随意变动受检部位作多方面的观察，但不能留下客观的记录，也不易分辨细节。摄片能使受检部位结构清晰地显示于X线片上，并可作为客观记录长期保存，以便在需要时随时加以研宄或在复查时作比较。
[0003]目前，足部侧位经常通过X线进行拍摄获得足部侧位X线片图像。但是，从该足部侧位X线片图像很难获得清晰的足部侧位骨骼，不利于不懂或初识X线片图像的人辨识出足部侧位骨骼。而且，根据足部侧位X线片图像无法清晰获取包含有内侧纵弓三角形和外侧纵弓三角形的足部侧位X线片图像。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种基于足部侧位X线片图像的纵弓三角形勾画方法。
[0005]本发明采用以下技术方案:
[0006]一种基于足部侧位X线片图像的纵弓三角形勾画方法，包括:
[0007]步骤(I):获取参考足部侧位X线片图像和待处理足部侧位X线片图像；
[0008]步骤⑵:对参考及待处理足部侧位X线片图像进行去噪及增强边界特征的预处理；
[0009]步骤(3):在预处理后的参考足部侧位X线片图像上勾画出足部侧位所有的骨骼轮廓，每一所述骨骼轮廓的边沿处设有若干轮廓控制区域，若干所述轮廓控制区域间隔排列在足部侧位的各个骨骼区域的边界处；
[0010]所述轮廓控制区域的选取方法为:把所述足部侧位轮廓作为一个多边形，分别以多边形的每个顶点为中心构建轮廓控制区域，当多边形的两个相邻顶点之间的距离大于设定的阈值时，在该两个相邻顶点之间的骨骼轮廓上再选取至少一个像素点作为中心构建轮廓控制区域；
[0011]步骤(4):分别提取所述若干轮廓控制区域的图像纹理特征，根据图像纹理特征，在预处理后的待处理足部侧位X线片图像上搜索，跟踪参考足部侧位X线片图像上的每个轮廓控制区域在待处理足部侧位X线片图像上的对应位置；
[0012]步骤(5):在待处理足部侧位X线片图像上跟踪得到的每相邻两个轮廓控制区域的中心之间进行高阶插值处理，得到第一跖骨头下缘点、距舟关节隙的中心点、跟骨关节下缘点、第五跖骨头下缘点和跟骰关节隙的中心点，并分别标记为第一标示点、第二标示点、第三标示点、第四标示点和第五标示点，所述跟骨关节下缘点还标记有第六标示点，所述第三标示点和第六标示点重合；
[0013]步骤(6):在步骤(5)处理后的图像上，以第一标志点、第二标志点和第三标示点为顶点自动勾画内侧纵弓三角形；以第四标志点、第五标志点和第六标示点为顶点自动勾画外侧纵弓三角形；最后获取包括内侧纵弓三角形和外侧纵弓三角形的足部侧位X线片图像。
[0014]所述步骤(2)中对参考足部侧位X线片图像进行去噪及增强边界特征的预处理的具体过程，包括:
[0015]步骤(2.1):使用多尺度模型将参考足部侧位X线片图像分解为L个尺度，设O为原参考足部侧位X线片图像尺度，L-1为最小尺寸尺度；
[0016]步骤(2.2):从最小尺度图像开始，设当前图像为U，判断图像u是否需要处理，如不需要，跳到步骤(2.4)，如果需要处理，则进入步骤(2.3);
[0017]步骤(2.3):将图像u分为噪音区域和结构体区域，使用方向性各向异性滤波器，在噪音区域进行N次扩散滤波处理；
[0018]步骤(2.4):将最小尺度图像升采样至下一个大尺度，并使用多尺度模型进行重建，将重建结果设为图像u并重复步骤(2.1)到步骤(2.4)直到图像u达到尺度O ;
[0019]当图像u达到尺度O时，判断图像u是否需要处理，如果需要，执行步骤(2.3)，否则直接输出u ;对滤波图像进行后处理或直接输出结果。
[0020]所述多尺度模型为拉普拉斯金字塔模型。
[0021]所述步骤(2.4)中对滤波图像的后处理包括对比度增强。
[0022]所述步骤(2.4)中对滤波图像的后处理包括原始的参考足部侧位X线片图像融入口 ο
[0023]在使用多尺度模型进行重建之前，对当前尺度下的残值图像也进行方向性的各项异性滤波。
[0024]步骤(4)中采用sobel算子提取所述若干轮廓控制区域的图像纹理特征。
[0025]所述足部侧位X线片为足部侧位负重位X线片图像。
[0026]所述足部侧位X线片为足部侧位非负重位X线片图像。
[0027]本发明的有益效果为:
[0028](I)本发明的足部侧位X线片图像首先经过去噪及增强边界特征的预处理，而且处理方法简单，能够得到清晰的足部侧位X线片图像上的所有的骨骼轮廓，这样有助于对足部侧位X线片与实际足部侧位骨骼相对应，更加直观地了解足部侧位X线片与足部侧位骨骼的关系；
[0029](2)本发明通过自动勾画方式获取包含有内侧纵弓三角形和外侧纵弓三角形的足部侧位X线片图像；
[0030](3)本发明采用轮廓控制区域方法来控制骨骼区域的边界，提高了勾画的准确性；
[0031](4)本发明的方法不仅适用于足部侧位负重位X线片图像，而且适用于足部侧位非负重位X线片图像。
【附图说明】
[0032]图1是本发明的基于足部侧位X线片图像的纵弓三角形勾画方法流程图；
[0033]图2是足部侧位负重位X线片示意图；
[0034]图3是足部侧位非负重位X线片示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明:
[0036]实施例1:
[0037]以足部所处的状态为负重状态，获取参考足部侧位负重位X线片图像和待处理足部侧位负重位X线片图像为例。
[0038]如图1和如图2所示，本实施例的基于足部侧位X线片图像的纵弓三角形勾画方法，包括:
[0039]步骤(I):获取参考足部侧位负重位X线片图像和待处理足部侧位负重位X线片图像；
[0040]步骤(2):对参考及待处理足部侧位负重位X线片图像进行去噪及增强边界特征的预处理；
[0041]步骤(3):在预处理后的参考足部侧位负重位X线片图像上勾画出足部侧位所有的骨骼轮廓，每一所述骨骼轮廓的边沿处设有若干轮廓控制区域，若干所述轮廓控制区域间隔排列在足部侧位的各个骨骼区域的边界处；
[0042]所述轮廓控制区域的选取方法为:把所述足部侧位轮廓作为一个多边形，分别以多边形的每个顶点为中心构建轮廓控制区域，当多边形的两个相邻顶点之间的距离大于设定的阈值时，在该两个相邻顶点之间的骨骼轮廓上再选取至少一个像素点作为中心构建轮廓控制区域；
[0043]步骤(4):分别提取所述若干轮廓控制区域的图像纹理特征，根据图像纹理特征，在预处理后的待处理足部侧位负重位X线片图像上搜索，跟踪参考足部侧位负重位X线片图像上的每个轮廓控制区域在待处理足部侧位负重位X线片图像上的对应位置；
[0044]步骤(5):在待处理足部侧位负重位X线片图像上跟踪得到的每相邻两个轮廓控制区域的中心之间进行高阶插值处理，得到第一跖骨头下缘点、距舟关节隙的中心点、跟骨关节下缘点、第五跖骨头下缘点和跟骰关节隙的中心点，并分别标记为第一标示点、第二标示点、第三标示点、第四标示点和第五标示点，所述跟骨关节下缘点还标记有第六标示点，所述第三标示点和第六标示点重合；
[0045]步骤(6):在步骤(5)处理后的图像上，以第一标志点、第二标志点和第三标示点为顶点自动勾画内侧纵弓三角形；以第四标志点、第五标志点和第六标示点为顶点自动勾画外侧纵弓三角形；最后获取包括内侧纵弓三角形和外侧纵弓三角形的足部侧位负重位X线片图像。
[0046]所述步骤(2)中对参考足部侧位X线片图像进行去噪及增强边界特征的预处理的具体过程，包括:
[0047]步骤(2.1):使用多尺度模型将参考足部侧位X线片图像分解为L个尺度，设O为原参考足部侧位X线片图像尺度，L-1为最小尺寸尺度；
[0048]步骤(2.2):从最小尺度图像开始，设当前图像为U，判断图像u是否需要处理，如不需要，跳到步骤(2.4)，如果需要处理，则进入步骤(2.3);
[0049]步骤(2.3):将图像u分为噪音区域和结构体区域，使用方向性各向异性滤波器，在噪音区域进行N次扩散滤波处理；
[0050]步骤(2.4):将最小尺度图像升采样至下一个大尺度，并使用多尺度模型进行重建，将重建结果设为图像u并重复步骤(2.1)到步骤(2.4)直到图像u达到尺度O ;
[0051]当图像u达到尺度O时，判断图像u是否需要处理，如果需要，执行步骤(2.3)，否则直接输出u ;对滤波图像进行后处理或直接输出结果。
[0052]所述多尺度模型为拉普拉斯金字塔模型。
[0053]所述步骤(2.4)中对滤波图像的后处理包