膝蓋骨醫學影像的修復制造技術

本發明專利技術公開了一種膝蓋骨醫學影像的修復，其步驟：(1)生成破損區域的掩碼；(2)尋找匹配的紋理塊并且將其粘貼到原圖像中；(3)在紋理塊連接處進行光滑處理。本發明專利技術的優點是修復的圖像質量高，線條光滑和連續；在膝蓋骨CT掃描圖像被用于手術計劃和導航路徑產生前，對破損區域的圖像進行修復，能獲得更好的醫療護理。一種彩色圖像分割方法，包括：輸入待分割圖像并進行初始化設定；將輸入圖像由其初始色彩空間映射到多個不同的色彩空間，得到變換后的一組彩色圖像；使用圖像分割算法在所述多個色彩空間對該組彩色圖像進行圖像分割，得到多個分割結果；以該多個分割結果中的其中一個作為基準，分別對余下的其他分割結果進行類別標記的配準，相應得到經配準后的分割結果；將經配準后的分割結果與所述作為基準的分割結果進行信息融合，得到一個融合后的分割結果，并據此計算出所述待分割圖像中每個象素所對應的類別標記，從而實現圖像分割。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及膝蓋骨醫學影像修復的領域，特別涉及一種X射線導航中膝蓋骨圖像的修復方法。
技術介紹
1895年11月8日，倫琴在研究中無意地發現了 “X”射線，并用它為他夫人拍了人類歷史上第一張醫學圖像，倫琴本人也因這一重大貢獻獲得了首個諾貝爾物理學獎。一個多世紀以來，醫學圖像經歷了革命性的發展。計算機“X”光斷層掃描成像CT，核磁共振成像MRI以及其它成像模式為組織器官非侵入映射提供了有效的方式。這可以使得科學家和外科醫生真正與組織結構進行交互并且可以獲得生命活動的信息。今天，醫學成像的角色已經不僅僅局限于簡單的可視化和對組織結構的觀察，而且能夠實現對病人的診斷，高端的外科手術規劃以及模擬等。隨著醫療水平的不斷發展，人們可以獲得更好的醫療護理。伴隨著CT、MR1、PET等醫學成像的應用，掃描圖像的質量變得越來越重要。當掃描圖像由于金屬放射線或遠程醫療傳輸中發生像素缺失時，無法正確進行判斷。圖像修復技術是一項古老的藝術，開始出現于歐洲文藝復興時期。當時，人們為了恢復美術作品中丟失或被損壞部分并同時保持作品的整體效果，對中世紀的美術品進行修復，這樣的工作就叫做“retouching” (潤飾)或者“ inpainting” (潤飾或修描)。人們手工用畫筆修補油畫時，一般都是先從破損區域的最外部開始修復，盡量將離破損區域最近的內容延伸到內部，使整幅畫顯得自然協調。從這里得到啟發，數學家利用計算機模仿人們手工修補圖畫的過程，開發數字圖像修復技術。H.1gehy 和 L.Pereira(Homan Igehy, Lucas Pereira.1mage Replacementthrough Texture Synthesis.Proc.0f IEEE International Conference on ImageProcessing(ICIP，97)，Page (s): 186-189，1997)介紹了 紋理合成的概念。L.Liang (LinLiang, Ce Liu, Ying-Qing Xu, Baining Guo, Heung-Yeung Shum.Real-Time TextureSynthesis by Patch-Based Sampling.ACM Transactions on Graphics，Vol.20, N0.3,July 2001)進一步改進了實時的性能。這個方法不僅通過調整參數就適合不同大小的破損區域，同時要求保持原圖像的結構，因為她對保持原圖像信息的完整性非常重要。盡管在圖像處理和圖形學研究鄰域這種方法被廣泛地用來修復圖片，照片以及繪畫品。但目前為止還沒有見到醫學領域應用的相關報道。區域增長算法是一種有效的圖形分割方法，其基本思想就是從一個待分割物體內的種子區域(比較典型的一個和多個點)開始，評估與這個區域相鄰的點，判斷是否是待分割物體的一部分，如果是，則把這個點加入到種子區域中，繼續執行對相鄰點的評估與判斷
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是要提供一種應用于膝蓋骨X光導航系統中，在膝蓋骨CT掃描圖像被用于手術計劃和導航路徑產生前，對破損區域的圖像進行修復的方法。為了解決以上的技術問題，本專利技術提供了一種膝蓋骨醫學影像的修復，該修復方法包括以下的步驟:(I)輸入待修復的圖像，并作去噪處理；(2)對圖像中的破損區域分割標定產生掩碼；由于破損區域是空白的，使用區域增長分割算法分割破損區域出來，并進行相應地標定，同時根據標定產生相應的掩碼；(3)從輸入樣本紋理塊Iin中尋找邊界區域與Iwt匹配的紋理塊Ii,若找到匹配的紋理塊Ii，轉第(4)步；若未找到匹配的紋理塊Ii，則尋找邊界區域最接近Iwt的紋理塊，轉第⑷步；(4)將尋找到的紋理塊Ii粘貼到破損區域的左下角；(5)在匹配紋理塊連接處進行融合處理；(6)按搜索方法尋找下一紋理塊，重復第(3)、(4)和(5)步驟，將尋找到的紋理塊按粘貼方法依次粘貼到破損區域，直至破損區域被全部覆蓋；上述的搜索方法，是指尋找候選紋理塊的方向從底部到頂部，在每一行中從左到右的順序。上述的粘貼方法，是指將尋找到的紋理塊Ii在底部第一行按從左到右的水平匹配方式粘貼滿該行，然后第二行按垂直匹配方式粘貼滿，第三行采用水平匹配方式粘貼，依次類推，兩種匹配方式交替粘貼；⑵完成修復，輸出圖像。本專利技術的優越功效在于:I)修復的圖像質量高，線條光滑和連續；2)在膝蓋骨CT掃描時被用于手術計劃和導航路徑產生前，對破損區域的圖像進行修復，能獲得更好的醫療護理。具體實施例方式本專利技術提供了一種膝蓋骨醫學影像的修復，該修復方法包括以下的步驟:(I)輸入待修復的圖像，并作去噪處理；(2)對圖像中的破損區域分割標定產生掩碼；由于破損區域是空白的，使用區域增長分割算法分割破損區域出來，并進行相應地標定，同時根據標定產生相應的掩碼；(3)從輸入樣本紋理塊Iin中尋找邊界區域與Iwt匹配的紋理塊Ii,若找到匹配的紋理塊Ii，轉第(4)步；若未找到匹配的紋理塊Ii，則尋找邊界區域最接近Iwt的紋理塊，轉第⑷步；(4)將尋找到的紋理塊Ii粘貼到破損區域的左下角；(5)在匹配紋理塊連接處進行融合處理；為了改善紋理塊之間的過渡，在每次粘貼新的紋理塊后，需要執行融合處理，使圖像看起來光滑和連續；(6)按搜索方法尋找下一紋理塊，重復第(3)、(4)和(5)步驟，將尋找到的紋理塊按粘貼方法依次粘貼到破損區域，直至破損區域被全部覆蓋；上述的搜索方法，是指尋找候選紋理塊的方向從底部到頂部，在每一行中從左到右的順序。上述的粘貼方法，是指將尋找到的紋理塊Ii在底部第一行按從左到右的水平匹配方式粘貼滿該行，然后第二行按垂直匹配方式粘貼滿，第三行采用水平匹配方式粘貼，依次類推，兩種匹配方式交替粘貼；(7)完成修復，輸出圖像，如圖5所示。本專利技術根據破損圖像標定產生的掩碼，使用輸入樣本紋理中的紋理塊作為構造合成紋理的單元塊。定義紋理塊的邊界區域為沿著邊界的一個寬條帶。如果兩個紋理塊在他們重疊的區域匹配，判定這兩個紋理塊匹配，同時將重疊區域光滑化處理。假定I1和I2兩個相同大小和形狀的紋理塊，就說I1和I2匹配，如果(KI1,12) < Θ成立，其中d表示兩個紋理塊在像素意義上的距離，即接近程度。Θ是一個預先計算好的的常量。選擇下面的公式作為測量兩個邊界區域接近程度的度量:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種膝蓋骨醫學影像的修復，該修復方法包括以下的步驟：(1)輸入待修復的圖像，并作去噪處理；(2)對圖像中的破損區域分割標定產生掩碼；(3)從輸入樣本紋理塊Iin中尋找邊界區域與輸出紋理塊Iout匹配的紋理塊Ii，若找到匹配的紋理塊Ii，轉第(4)步；若未找到匹配的紋理塊Ii，則尋找邊界區域最接近Iout的紋理塊，轉第(4)步；(4)將尋找到的紋理塊Ii粘貼到破損區域的左下角；(5)在匹配紋理塊連接處進行融合處理；(6)重復第(3)、(4)和(5)步驟尋找下一紋理塊，將尋找到的紋理塊Ii按粘貼方法依次粘貼到破損區域，直至破損區域被全部覆蓋；(7)完成修復，輸出圖像。

【技術特征摘要】
1.一種膝蓋骨醫學影像的修復，該修復方法包括以下的步驟: (1)輸入待修復的圖像，并作去噪處理； (2)對圖像中的破損區域分割標定產生掩碼； (3)從輸入樣本紋理塊Iin中尋找邊界區域與輸出紋理塊U匹配的紋理塊Ii,若找到匹配的紋理塊Ii，轉第⑷步；若未找到匹配的紋理塊Ii，則尋找邊界區域最接近Iwt的紋理塊，轉第⑷步； (4)將尋找到的紋理塊Ii粘貼到破損區域的左下角； (5)在匹配紋理塊連接處進行融合處理； (6)重復第(3)、(4)和(5)步驟尋找下一紋理塊，將尋找到的紋理塊Ii按粘貼方法依次粘貼到破損區域，直至破損區域被全部覆蓋； (7)完成修復，輸出圖像。2.根據權利要求1所述的膝蓋骨醫學影像的修復，其特征在于:所述的搜索方法，是指尋找候選紋理塊的方向從底部到頂部，在每一行中從左到右的順序。3.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許永華，
申請(專利權)人：昆山云錦信息技術發展有限公司，
類型：發明
國別省市：