一种心脏图像分割方法及装置

摘要

本申请提供了一种心脏图像分割方法及装置，本申请实施例首先从胸腔断层图像中提取心脏主体图像；之后根据心脏主体图像的形状，判断心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像，并在心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，利用聚类算法从心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像；最后基于心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像。上述技术方案得到的心脏目标图像精确度高，抗干扰性强，并且实现了心脏图像自动化分割，分割精确稳定性好。

权利要求

1.一种心脏图像分割方法，其特征在于，包括：

获取胸腔断层图像，并从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像；

基于所述心脏主体图像的形状，判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像；

在所述心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于所述心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像；

基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像；

所述基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，包括：基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，确定血管半径和血管中心点坐标；

基于所述血管半径和等效血管半径，确定目标血管半径，并根据所述目标血管半径和所述血管中心点坐标，从所述心脏图像中去除血管，得到心脏目标图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像，包括：对所述胸腔断层图像中像素点的灰度值进行均值中心化处理，并根据均值中心化后数据进行二值化处理，获取面积最大的二值化图像，得到去除床位的掩模图像；

获取所述去除床位图像的胸腔断层图像的最小外接矩形，得到所述心脏主体图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像，还包括：将所述心脏主体图像中，灰度值位于预定灰度范围外的像素点的灰度值调整为0，灰度值位于所述预定灰度范围内的像素点的灰度值进行线性比例调整；

对灰度调整后的所述心脏主体图像进行二值化处理，并利用得到的二值化图像，去除心脏主体图像中的肌肉组织；其中所述预定灰度范围根据心脏真实图像中像素点的灰度值确定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像，还包括：根据所述胸腔断层图像中的预定种子点，以去除肌肉组织的心脏主体图像为掩码，进行种子生长，将去除肌肉组织后的心脏主体图像中的胸腔外轮廓图像去除；

对去除胸腔外轮廓图像的心脏主体图像进行膨胀处理，连接分离的心脏的图像，得到最终的心脏主体图像。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像，包括：将所述心脏主体图像的边界表示为复数形式；

对以复数形式表示的心脏主体图像的边界进行傅里叶变换；

确定在取预定频率时所述傅里叶变换的幅值，并判断所述幅值是否大于预定值；

在所述幅值大于所述预定值的情况下，确定所述心脏主体图像的形状为非常规心脏形状，所述心脏主体图像中包括肝脏图像。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像，包括：获取与所述右侧局部极大值点的距离，小于所述右侧局部极大值对应点的距离值的像素点，得到肝脏图像的像素点；

将肝脏图像的像素点从所述心脏主体图像中去除，得到去除肝脏图像的心脏主体图像；

对去除肝脏图像的心脏主体图像进行聚类运算，得到心脏图像。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像，还包括：利用形态学操作去除所述心脏图像的边界的毛刺；

基于所述去除胸腔外轮廓图像的心脏主体图像与所述心脏图像的交集，确定新的预制种子点，并根据新的预制种子点，对所述心脏图像进行种子生长，确定所述心脏图像的边界；

根据获取的边界，对所述心脏图像进行填充，得到完整的心脏图像；

利用形态学操作去除所述完整的心脏图像的边界的毛刺，得到最终的心脏图像。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：按照从头部到脚部的延伸方向，根据胸腔断层图像的拍摄位置，将胸腔断层图像进行排序；

确定当前胸腔断层图像对应的心脏图像与上一个胸腔断层图像对应的心脏图像的重叠面积；

计算所述重叠面积与上一个胸腔断层图像对应的心脏图像面积的比值，并在所述比值小于预定比值的情况下，判定当前胸腔断层图像为拍摄心脏的边缘层得到的图像，完成心脏图像分割。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，确定血管半径和血管中心点坐标，包括：对所述心脏图像进行距离变换；

获取位于心脏底部的局部极大值点，并以获取得到的局部极大值点的坐标作为所述血管中心点坐标，以获取得到的局部极大值点对应的距离值作为所述血管半径。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括确定所述等效血管半径的步骤：基于所有胸腔断层图像对应的血管半径，生成血管半径直方图；

基于血管半径直方图，生成血管半径累积直方图；

对所述血管半径累积直方图进行归一化处理，并基于归一化的血管半径累积直方图，生成血管半径均衡化直方图；

确定所述血管半径均衡化直方图的前向差分的最大值，得到所述等效血管半径。

11.根据权利要求1或9或10任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述血管半径和等效血管半径，确定目标血管半径，包括：在当前胸腔断层图像的前一个胸腔断层图像对应的血管半径与等效血管半径的差值大于预定半径差值的情况下，获取当前胸腔断层图像之前的所有胸腔断层图像对应的血管半径，并利用与所述等效血管半径差值最小的血管半径替换前一个胸腔断层图像对应的血管半径；

在当前胸腔断层图像的后一个胸腔断层图像对应的血管半径与等效血管半径的差值大于所述预定半径差值的情况下，获取当前胸腔断层图像之后的所有胸腔断层图像对应的血管半径，并利用与所述等效血管半径差值最小的血管半径替换后一个胸腔断层图像对应的血管半径；

基于前一个胸腔断层图像对应的血管半径以及后一个胸腔断层图像对应的血管半径，确定所述目标血管半径。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对心脏目标图像进行距离变换，得到距离变换图；

基于所述距离变换图和分水岭算法，去除心脏目标图像中的血管。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：利用形态学操作，去除所述心脏目标图像中边界的毛刺；

将所述心脏目标图像的边界坐标表示为复数形式；

基于复数形式表示的边界坐标，利用傅里叶变换、中心变换和傅里叶反变换，对心脏目标图像的边界进行平滑处理，得到最终的心脏目标图像。

14.一种心脏图像分割装置，其特征在于，包括：

心脏主体图像提取模块，用于获取胸腔断层图像，并从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像；

心脏图像提取模块，用于基于所述心脏主体图像的形状，判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像，并在所述心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于所述心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，以及聚类算法从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像；

心脏目标图像提取模块，用于基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像；

所述心脏目标图像提取模块，包括：

第一确定模块，用于基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，确定血管半径和血管中心点坐标；

第二确定模块，用于基于所述血管半径和等效血管半径，确定目标血管半径，并根据所述目标血管半径和所述血管中心点坐标，从所述心脏图像中去除血管，得到心脏目标图像。

说明书

一种心脏图像分割方法及装置

技术领域

[0001] 本申请涉及数据处理和图像处理技术领域，尤其是涉及一种心脏图像分割方法及装置。

背景技术

[0002] 心脏的结构复杂，包括新房、心室、冠状动脉、上下腔静脉以及瓣膜等结构，并且心脏组织与周围组织的灰度十分相似，因此在心脏图像分割的时候，心脏会与其他的组织粘连在一起，给心脏分割造成很大的困难。

[0003] 现有的心脏图像分割方法包括基于图像特征的分割方法和基于先验模型的分割方法。其中，基于图像特征的分割方法具体基于区域或边缘进行图像分割。该方法的分割速度快，但是容易受到噪声的影响，容易使心脏图像分割过度，并且在分割过程中产生很多的伪边缘，分割精度低。基于先验模型的分割方法，首先利用丰富的医学知识和医学专家多年的临床经验建立先验模型，然后利用建立的模型进行心脏图像分割。该方法有效地提高了心脏分割的精度和速度，但是在心脏分割时，需要人为选取先验模型的初始模型，并设定相关的设置参数，自动化程度低，并且分割精度很大程度上依靠医生的经验，分割精度不稳定。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本申请的目的在于提供心脏图像分割方法和装置，以提高心脏图像分割的精度和自动化程度，增强心脏图像分割的抗干扰性。

[0005] 第一方面，本申请实施例提供了一种心脏图像分割方法，包括：

[0006] 获取胸腔断层图像，并从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像；

[0007] 基于所述心脏主体图像的形状，判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像；

[0008] 在所述心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于所述心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，以及聚类算法从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像；

[0009] 基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像。

[0010] 结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像，包括：

[0011] 对所述胸腔断层图像中像素点的灰度值进行均值中心化处理，并根据均值中心化后的数据进行二值化处理，获取面积最大的二值化图像，得到去除床位图像的掩模图像；

[0012] 获取所述去除床位图像的胸腔断层图像的最小外接矩形，得到所述心脏主体图像。

[0013] 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像，还包括：

[0014] 将所述心脏主体图像中，灰度值位于预定灰度范围外的像素点的灰度值调整为0，灰度值位于所述预定灰度范围内的像素点的灰度值进行线性比例调整；

[0015] 对灰度调整后的所述心脏主体图像进行二值化处理，并利用得到的二值化图像，去除心脏主体图像中的肌肉组织；其中所述预定灰度范围根据心脏真实图像中像素点的灰度值确定。

[0016] 结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像，还包括：

[0017] 根据所述胸腔断层图像中的预定种子点，以所去除肌肉组织的心脏主体图像为掩码，进行种子生长，将去除肌肉组织后的心脏主体图像中的胸腔外轮廓图像去除；

[0018] 对去除胸腔外轮廓图像的心脏主体图像进行膨胀处理，连接分离的心脏的图像，得到最终的心脏主体图像。

[0019] 结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像，包括：

[0020] 将所述心脏主体图像的边界表示为复数形式；

[0021] 对以复数形式表示的心脏主体图像的边界进行傅里叶变换；

[0022] 确定在取预定频率时所述傅里叶变换的幅值，并判断所述幅值是否大于预定值；

[0023] 在所述幅值大于所述预定值的情况下，确定所述心脏主体图像的形状为非常规心脏形状，所述心脏主体图像中包括肝脏图像。

[0024] 结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像，包括：

[0025] 获取与所述右侧局部极大值点的距离，小于所述右侧局部极大值对应的距离值的像素点，得到肝脏图像的像素点；

[0026] 将肝脏图像的像素点从所述心脏主体图像中去除，得到去除肝脏图像的心脏主体图像；

[0027] 对去除肝脏图像的心脏主体图像进行聚类运算，得到心脏图像。

[0028] 结合第一方面的第五种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像，还包括：

[0029] 利用形态学操作去除所述心脏图像的边界的毛刺；

[0030] 基于所述去除胸腔外轮廓图像的心脏主体图像与所述心脏图像的交集，确定新的预制种子点，并根据新的预制种子点，对所述心脏图像进行种子生长，确定所述心脏图像的边界；

[0031] 根据获取的边界，对所述心脏图像进行填充，得到完整的心脏图像；

[0032] 利用形态学操作去除所述完整的心脏图像的边界的毛刺，得到最终的心脏图像。

[0033] 结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括：

[0034] 按照从头部到脚部的延伸方向，根据胸腔断层图像的拍摄位置，将胸腔断层图像进行排序；

[0035] 确定当前胸腔断层图像对应的心脏图像与上一个胸腔断层图像对应的心脏图像的重叠面积；

[0036] 计算所述重叠面积与上一个胸腔断层图像对应的心脏图像面积的比值，并在所述比值小于预定比值的情况下，判定当前胸腔断层图像为拍摄心脏的边缘层得到的图像，完成心脏图像分割。

[0037] 结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，包括：

[0038] 基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，确定血管半径和血管中心点坐标；

[0039] 基于所述血管半径和等效血管半径，确定目标血管半径，并根据所述目标血管半径和所述血管中心点坐标，从所述心脏图像中去除血管，得到心脏目标图像。

[0040] 结合第一方面的第八种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，确定血管半径和血管中心点坐标，包括：

[0041] 对所述心脏图像进行距离变换；

[0042] 获取位于心脏底部的局部极大值点，并以获取得到的局部极大值点的坐标作为所述血管中心点坐标，以获取得到的局部极大值点对应的距离值作为所述血管半径。

[0043] 结合第一方面的第八种可能的实施方式，本申请实施例提供了第十方面的第六种可能的实施方式，其中，所述方法还包括确定所述等效血管半径的步骤：

[0044] 基于所有胸腔断层图像对应的血管半径，生成血管半径直方图；

[0045] 基于血管半径直方图，生成血管半径累积直方图；

[0046] 对所述血管半径累积直方图进行归一化处理，并基于归一化的血管半径累积直方图，生成血管半径均衡化直方图；

[0047] 确定所述血管半径均衡化直方图的前向差分的最大值，得到所述等效血管半径。

[0048] 结合第一方面的第八种可能的实施方式、第九种可能的实施方式或第十种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第十一种可能的实施方式，其中，所述基于所述血管半径和等效血管半径，确定目标血管半径，包括：

[0049] 在当前胸腔断层图像的前一个胸腔断层图像对应的血管半径与等效血管半径的差值大于预定半径差值的情况下，获取当前胸腔断层图像之前的所有胸腔断层图像对应的血管半径，并利用与所述等效血管半径差值最小的血管半径替换前一个胸腔断层图像对应的血管半径；

[0050] 在当前胸腔断层图像的后一个胸腔断层图像对应的血管半径与等效血管半径的差值大于所述预定半径差值的情况下，获取当前胸腔断层图像之后的所有胸腔断层图像对应的血管半径，并利用与所述等效血管半径差值最小的血管半径替换后一个胸腔断层图像对应的血管半径；

[0051] 基于前一个胸腔断层图像对应的血管半径以及后一个胸腔断层图像对应的血管半径，确定所述目标血管半径。

[0052] 结合第一方面的第十一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第十二种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

[0053] 对心脏目标图像进行距离变换，得到距离变换图；

[0054] 基于所述距离变换图和分水岭算法，去除心脏目标图像中的血管。

[0055] 结合第一方面的第十二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第十三种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

[0056] 利用形态学操作，去除所述心脏目标图像中边界的毛刺；

[0057] 将所述心脏目标图像的边界坐标表示为复数形式；

[0058] 基于复数形式表示的边界坐标，利用傅里叶变化、中心变换和傅里叶反变换，对去除边界毛刺的心脏目标图像的边界进行平滑处理，得到最终的心脏目标图像。

[0059] 第二方面，本申请实施例还提供一种心脏分割装置，包括：

[0060] 心脏主体图像提取模块，用于获取胸腔断层图像，并从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像；

[0061] 心脏图像提取模块，用于基于所述心脏主体图像的形状，判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像，并在所述心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于所述心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像；

[0062] 心脏目标图像提取模块，用于基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像。

[0063] 第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述第一方面，或第一方面的任一种可能的实施方式中心脏图像分割方法的步骤。

[0064] 第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面，或第一方面的任一种可能的实施方式中心脏图像分割方法的步骤。

[0065] 本申请实施例提供的心脏图像分割方法及装置，首先从胸腔断层图像中提取心脏主体图像；之后根据心脏主体图像的形状，判断心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像，并在心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，从心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像；最后基于心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像。上述技术方案得到心脏目标图像精确度高，抗干扰性强，并且实现了心脏图像自动化分割，分割精确稳定性好。

[0066] 为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0067] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0068] 图1示出了本申请实施例所提供的心脏图像分割方法的流程图；

[0069] 图2A示出了本申请实施例所提供的另一种心脏图像分割方法中提取心脏主体图像的流程图；

[0070] 图2B示出了本申请实施例所提供的另一种心脏图像分割方法中判断心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像的流程图；

[0071] 图2C示出了本申请实施例所提供的另一种心脏图像分割方法中从心脏主体图像中去除肝脏图像的流程图；

[0072] 图3示出了本申请实施例所提供的另一种心脏图像分割方法中从心脏图像中去除血管图像的流程图；

[0073] 图4A示出了利用本申请实施例所提供的另一种心脏图像分割方法得到的心脏图像的示意图；

[0074] 图4B示出了利用本申请实施例所提供的另一种心脏图像分割方法得到的心脏目标图像的示意图；

[0075] 图5示出了本申请实施例所提供的一种心脏图像分割装置名称的结构示意图；

[0076] 图6示出了本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

[0077] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0078] 考虑到现有技术中心脏图像分割存在的精度低，受噪声影响大、自动化程度低的缺陷，本申请实施例提供了一种心脏图像分割方法和装置，能够从胸腔断层图像中获取精确的心脏图像，并且分割精度不易受到噪声的影响，同时该方法或装置自动化程度强，避免了人为操作带来的分割精确不稳定的缺陷。

[0079] 为便于对本实施例进行理解，首先对本申请实施例所公开的一种心脏图像分割方法进行详细介绍。

[0080] 实施例一

[0081] 本实施例公开了一种心脏图像分割方法，该方法可以从拍摄得到的胸腔断层图像中提取到精确的心脏目标图像，具体地，如图1所示，该方法包括：

[0082] S110、获取胸腔断层图像，并从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像。

[0083] 这里，胸腔断层图像是按照轴位的正方向或负方向的(取仰卧位，头的方向为Z轴正方向)顺序对包含胸腔的区域进行拍摄，得到的一个胸腔断层图像序列。应当说明的是，本实施例的方法是针对一个胸腔断层图像提取心脏目标图像。利用本实施例的方法得到的心脏目标图像并非心脏完整、立体的图像，需要将胸腔断层图像序列对应的所有的心脏目标图像进行三维重建，才能得到完整、立体的心脏的图像。

[0084] 这里，在具体实施时，可以首先基于胸腔断层图像中的像素的灰度值，进行阈值分割，再利用种子生长去除胸前外轮廓等处理方式得到心脏主体图像。

[0085] S120、基于所述心脏主体图像的形状，判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像。

[0086] 这里，在拍摄的图像中，心脏图像可能与肝脏图像有粘连的区域，又由于心脏图像的有一个较为规范的形状，因此可以根据心脏主体图像的形状，判断心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像。

[0087] S130、在所述心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于所述心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像。

[0088] 这里，在心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像时，心脏主体图像进行距离变换得到局部极大值点会多于一个，由于肝脏位于心脏的右侧，可以以右侧局部极大值点作为肝脏的重心，根据肝脏的重心即可从心脏主体图像中去除肝脏图像。

[0089] S140、基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像。

[0090] 这里，根据心脏图像进行距离变换能够得到的局部极大值点，可以确定血管的重心，根据血管的重心即可从心脏图像中去除血管图像。

[0091] 本实施例将阈值分割、形态学、距离变换、聚类算法以及分水岭算法等技术融合到一起提取心脏，既继承了原来算法的优点又弥补了每种算法单独使用时的不足，能够得到精确度更高的心脏目标图像，抗干扰性强，并且实现了心脏图像自动化分割，分割精确稳定性好。

[0092] 实施例二

[0093] 基于上一个实施例，本实施例具体公开了心脏图像分割方法中心脏主体图像提取、去除肝脏图像等的具体实现方式。具体地，本实施例的心脏图像分割方法包括：

[0094] S210、获取胸腔断层图像，并从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像。

[0095] 这里，如图2A所示，可以利用如下步骤实现心脏主体图像的提取：

[0096] S2101、对所述胸腔断层图像中像素点的灰度值进行均值中心化处理，并根据均值中心化后数据进行二值化处理，获取面积最大的二值化图像，得到去除床位图像的掩模图像。

[0097] 本步骤中，根据当前胸腔断层图像中像素点的灰度值的均值、方差对胸腔断层图像中像素点的灰度值进行均值中心化处理。均值中心化的灰度值为16位，为了减小存储耗费空间，将均值中心化处理后的灰度值转换为8位。之后，利用大津法(OSTU)对8位的灰度值进行二值化处理。

[0098] 二值化处理后的图像中胸腔、外轮廓以及床位图像的值为1，其余的为0，由于胸前外轮廓包括心脏，是主要的拍摄的对象，因此，胸腔外轮廓的二值化图像的面积必定大于床位的二值化图像的面积，因此通过获取面积最大的二值化图像，就能够得到去除床位图像的掩模图像。

[0099] 另外，在获取面积最大的二值化图像之前可以首先对二值化图像进行填充，即将值为0，但周围都是1的像素点填充为1。

[0100] S2102、获取所述去除床位图像的胸腔断层图像的最小外接矩形，得到所述心脏主体图像。

[0101] 这里，最小外接矩形对应的心脏主体图像是后续算法处理的感兴趣区域(ROI),以减少处理过程中不必要的内存消耗及减少算法运行时间。

[0102] S2103、将所述心脏主体图像中，灰度值位于预定灰度范围外的像素点的灰度值调整为0，灰度值位于所述预定灰度范围内的像素点的灰度值进行线性比例调整；其中所述预定灰度范围根据心脏真实图像中像素点的灰度值确定。

[0103] 本步骤中，基于正常人体组织的图像灰度值以及心脏真实图像中像素点的灰度值确定预定灰度范围，这样就把肌肉等组织从心脏主体图像中去除了。具体地，预定灰度范围可以是[-150,100]，此步骤即是将灰度值大于100的像素点的灰度值调整到0，将灰度值小于-150像素点的灰度值调整到0。

[0104] 本步骤中，将灰度值在[-150,100]之间的像素点的灰度值按线性比例调整到[0,255]之间，之后就能够用8位表示灰度值，减少灰度值的存储空间。

[0105] 但是，因为根据经验，心脏的像素灰度值范围与肝脏的像素灰度值范围有重叠，且范围变化不大，因此此步骤并不能去除肝脏图像。

[0106] S2104、对灰度调整后的所述心脏主体图像进行二值化处理，并利用得到的二值化图像，去除心脏主体图像中的肌肉组织；其中所述预定灰度范围根据心脏真实图像中像素点的灰度值确定。

[0107] 本步骤中，利用大津法进行二值化处理，得到包含胸腔外轮廓，心脏，血管，肝脏等各种相近灰度的组织的二值化图像，去除了肌肉组织等于心脏图像灰度值不接近的组织的图像。

[0108] S2105、根据所述胸腔断层图像中的预定种子点，以去除肌肉组织的心脏主体图像为掩码，进行种子生长，将去除肌肉组织后的心脏主体图像中的胸腔外轮廓图像去除。

[0109] 本步骤中，得到心脏，血管，肝脏的二值化图像。

[0110] S2106、对去除胸腔外轮廓图像的心脏主体图像进行膨胀处理，连接分离的心脏的图像，得到最终的心脏主体图像。

[0111] 本步骤中，可以对上一个步骤得到的二值化图像进行连续多次的膨胀操作，膨胀的结构元素选圆形结构且半径为1。从而确保将分离状态下的心脏连为一体。例如，为确保处理质量，可以进行连续10次的膨胀操作。

[0112] S220、基于所述心脏主体图像的形状，判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像。

[0113] 这里，如图2B所示，可以具体利用如下步骤判断心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像：

[0114] S2201、将所述心脏主体图像的边界表示为复数形式。

[0115] 本步骤中，可以按照顺时针的顺序提取边界，并将提取的边界表示为复数形式。

[0116] 例如将心脏主体图像的边界表示为：s(k)＝x(k)+jy(k)。

[0117] S2202、对以复数形式表示的心脏主体图像的边界进行傅里叶变换。

[0118] S2203、确定在取预定频率时所述傅里叶变换的幅值，并判断所述幅值是否大于预定值。

[0119] 本步骤中的预定频率可以根据实际应用场景的需求灵活设定，例如将预定频率设置为1。

[0120] S2204、在所述幅值大于所述预定值的情况下，确定所述心脏主体图像的形状为非常规心脏形状，所述心脏主体图像中包括肝脏图像。

[0121] 本步骤中，幅值越大，说明心脏主体图像的形状越不接近心脏的真实图像形状。因此设定一个预定值，在幅值大于预定值的情况下，表明心脏主体图像的形状与心脏的真实图像形状非常不相近，此时，心脏主体图像中必定包括肝脏图像。在幅值小于或等于预定值的情况下，表明心脏主体图像是一个独立的心脏图像。

[0122] 本步骤中的预定值可以根据实际应用场景的需求灵活设定，例如将预定频率设置为15。

[0123] S230、在所述心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于所述心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像。

[0124] 这里，如图2C所示，可以利用如下步骤从心脏主体图像中去除肝脏图像：

[0125] S2301、获取与所述右侧局部极大值点的距离，小于所述右侧局部极大值点对应的距离值的像素点，得到肝脏图像的像素点。

[0126] 本步骤中，将心脏主体图像进行距离，之后按水平轴方向找到右侧局部极大值点。

[0127] 本步骤中，右侧局部极大值点为肝脏的重心，右侧局部极大值点的灰度值即为右侧局部极大值点距离肝脏边缘的距离值，因此可以基于右侧局部极大值点以及其对应的距离值，得到肝脏图像的像素点。

[0128] S2302、将肝脏图像的像素点从所述心脏主体图像中去除，得到去除肝脏图像的心脏主体图像。

[0129] S2303、对去除肝脏图像的心脏主体图像进行聚类运算，得到心脏图像。

[0130] S2304、利用形态学操作去除所述心脏图像的边界的毛刺。

[0131] 本步骤中，具体可以对上一步得到的心脏图像进行形态学腐蚀膨胀操作，去除边界毛刺。

[0132] S2305、基于所述去除胸腔外轮廓图像的心脏主体图像与所述心脏图像的交集，确定新的预制种子点，并根据新的预制种子点，对所述心脏图像进行种子生长，确定所述心脏图像的边界。

[0133] 本步骤中，新的预制种子点优先选取位于图像中间，并且文理均匀的点。

[0134] 本步骤中，种子生长的条件为增长满足灰度值小于0并且大于-150的像素点。

[0135] S2306、根据获取的边界，对所述心脏图像进行填充，得到完整的心脏图像。

[0136] 本步骤中，对所述心脏图像进行填充，使心脏图像更加完整和连续。

[0137] S2307、利用形态学操作去除所述完整的心脏图像的边界的毛刺，得到最终的心脏图像。

[0138] 本步骤中，具体可以利用形态学中的腐蚀、膨胀、开、闭等操作去除边界毛刺。

[0139] S240、基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像。

[0140] 实施例三

[0141] 基于以上实施例，本实施例具体公开了心脏图像分割方法中从心脏图像中去除血管图像的具体实现方式。具体地，本实施例的心脏图像分割方法包括：

[0142] S310、获取胸腔断层图像，并从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像。

[0143] S320、基于所述心脏主体图像的形状，判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像。

[0144] S330、在所述心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于所述心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像。

[0145] S340、基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像。

[0146] 这里，如图3所示，可以具体利用如下步骤去除心脏图像中的血管图像：

[0147] S3401、基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，确定血管半径和血管中心点坐标。

[0148] 本步骤中，可以具体利用如下步骤实现：

[0149] S34011、对所述心脏图像进行距离变换。

[0150] 到距离变换后得到图像中存在N个局部极大值点。

[0151] S34012、获取位于最底层的局部极大值点，并以获取得到的局部极大值点的坐标作为所述血管中心点坐标，以获取得到的局部极大值点对应的距离值作为所述血管半径。

[0152] 由于血管位于心脏底层，因此获取最底层的局部极大值点即获取到了血管的重心，并以该点坐标作为血管中心点坐标。最底层的局部极大值点对应距离值即为最底层的局部极大值点与血管的边缘的距离，因此以该距离作为血管半径。

[0153] S3402、基于所述血管半径和等效血管半径，确定目标血管半径，并根据所述目标血管半径和所述血管中心点坐标，从所述心脏图像中去除血管，得到心脏目标图像。

[0154] 本步骤中，可以具体利用如下步骤确定目标血管半径：

[0155] S34021、在当前胸腔断层图像的前一个胸腔断层图像对应的血管半径与等效血管半径的差值大于预定半径差值的情况下，获取当前胸腔断层图像之前的所有胸腔断层图像对应的血管半径，并利用与所述等效血管半径差值最小的血管半径替换前一个胸腔断层图像对应的血管半径。

[0156] 本步骤中的预定半径差值可以根据实际应用场景的需求灵活设定，例如设定为2个像素。

[0157] S34022、在当前胸腔断层图像的后一个胸腔断层图像对应的血管半径与等效血管半径的差值大于所述预定半径差值的情况下，获取当前胸腔断层图像之后的所有胸腔断层图像对应的血管半径，并利用与所述等效血管半径差值最小的血管半径替换后一个胸腔断层图像对应的血管半径。

[0158] S34023、基于前一个胸腔断层图像对应的血管半径以及后一个胸腔断层图像对应的血管半径，确定所述目标血管半径。

[0159] 本步骤中，可以设置前一个胸腔断层图像对应的血管半径的权重为0.5，后一个胸腔断层图像对应的血管半径的权重为0.5，之后利用前一个胸腔断层图像对应的血管半径与后一个胸腔断层图像对应的血管半径加权求和得到目标血管半径。

[0160] 在确定目标血管半径之后，可以具体利用如下步骤根据目标血管半径和所述血管中心点坐标，从心脏图像中去除血管：以血管中心点坐标为中心，目标血管半径为半径，计算距离变换图，并心脏图像中位于半径以内的像素点的灰度为0，从而去除了血管的影响。

[0161] 进一步地，本实施例的心脏图像分割方法在得到心脏目标图像之后还包括如下步骤：

[0162] S350、对心脏目标图像进行距离变换，得到距离变换图。

[0163] S360、基于所述距离变换图和分水岭算法，去除心脏目标图像中的血管。

[0164] 以上步骤S350-S360去除了心脏目标图像中未能去除的血管。

[0165] 进一步地，本实施例的心脏图像分割方法在以上步骤执行完毕之后，还包括如下步骤：

[0166] S370、利用形态学操作，去除所述心脏目标图像中边界的毛刺。

[0167] 具体实施时，可以利用形态学的腐蚀膨胀操作，去除边界毛刺。

[0168] S380、将所述心脏目标图像的边界坐标表示为复数形式。

[0169] 再具体实施时，可以顺时针方向提取心脏目标图像边界坐标，并表示为复数形式：s(k)＝x(k)+jy(k)。

[0170] S390、基于复数形式表示的边界坐标，利用傅里叶变化、中心变换和傅里叶反变换，对去除边界毛刺的心脏目标图像的边界进行平滑处理，得到最终的心脏目标图像。

[0171] 再具体实施时，可以对边界进行傅里叶变换及中心变换，取中心两侧各5个系数的频率进行傅里叶反变换,从而实现边界平滑，完成心脏边界勾画。

[0172] 应当说明的是，以上实施例的方法均是提取一个胸腔断层图像中的心脏目标图像，由上面的陈述可知，一个胸腔断层图像只是一个胸腔断层的图像，因此要得到的完整、立体的心脏图像，需要提取所有的胸腔断层图像对应的心脏目标图像。再具体实施时，可以按照轴位(取仰卧位，头的方向为Z轴正方向)得到胸腔断层图像序列，之后提取每张胸腔断层图像中的心脏目标图像。那么提取心脏目标图像时，就需要判断心脏的上层边缘或下层边缘，在提取完上层边缘或下层边缘处的心脏目标图像后，就可以进行心脏目标图像的拼接，继而得到完整、立体的心脏图像。

[0173] 本实施的心脏图像分割方法还可以包括如下判断胸腔断层图像是否为在心脏的上层边缘或下层边缘拍摄的图像的步骤：

[0174] 进一步地，本实施例的方法还包括确定所述等效血管半径的步骤：

[0175] 步骤一、按照轴位(Z轴)顺序，依次确定每个胸腔断层图像对应的心脏图像；

[0176] 步骤二、确定当前胸腔断层图像对应的心脏图像与上一个胸腔断层图像对应的心脏图像的重叠面积；

[0177] 步骤三、计算所述重叠面积与上一个胸腔断层图像对应的心脏图像面积的比值，并在所述比值小于预定比值的情况下，判定当前胸腔断层图像为拍摄心脏的边缘层得到的图像，完成心脏图像分割。

[0178] 这里的预定比值可以根据实际的应用场景灵活设定，例如可以将预定比值设置为0.2。

[0179] 应当说明的是，在执行完一个胸腔断层图像的图像提取后，根据上述新的预制种子点进行下一个胸腔断层图像的图像提取，提取步骤与上一个胸腔断层图像的图像提取步骤相同。

[0180] 进一步地，本实施例的心脏图像分割方法还包括如下计算等效血管半径的步骤：

[0181] 步骤一、基于所有胸腔断层图像对应的血管半径，生成血管半径直方图；

[0182] 本步骤中，按序列正向遍历所有胸腔断层图像，计算对应的每个心脏图像的距离变换图，找到每一个距离变换图的N个局部极大值点，取N个局部极大值点中纵坐标最小的极值点作为该心脏图像的血管中心坐标点，并将所有心脏图像的血管中心坐标以及对应的距离值(血管半径)保存在一个数组中。

[0183] 步骤二、基于血管半径直方图，生成血管半径累积直方图；

[0184] 步骤三、对所述血管半径累积直方图进行归一化处理，并基于归一化的血管半径累积直方图，生成血管半径均衡化直方图；

[0185] 步骤四、确定所述血管半径均衡化直方图的前向差分的最大值，得到所述等效血管半径。

[0186] 综上，以上实施例中的心脏图像分割方法，采用了阈值分割作为心脏分割的第一步，提取得到心脏主体图像，漏掉一些有噪声影响的区域。第二步再将心脏主体图像通过形态学处理作为下一个胸腔断层图像提取的种子点，通过种子生长算法得到心脏粗分割对象。第三步再利用种子生长算法、聚类算法等，去除肝脏图像，得到心脏图像，图4A为去除肝脏后的心脏图像。第四步利用分水岭等算法去除血管等噪声的影响，得到心脏目标图像，图4B为去除血管后的心脏的图像，即心脏目标图像。

[0187] 以上实施例中的心脏图像分割方法中，自动阈值分割算法能够将心脏从腹腔的大部分组织中分割出来，但是由于自动阈值分割不考虑心脏的空间结构特点，将灰度相近的腹腔边缘的一部分肌肉组织和一些肝脏组织也一并被提取出来，造成心脏过分割。另外一部分心脏外缘组织因灰度较心脏内部灰度值低的原因而被漏分割，为了解决心脏过分割的问题，本申请实施例对过分割心脏组织进行聚类分析，将心脏从肌肉或肝脏组织中分割出来。为了解决心脏组织漏分割的问题，采用将已分割出来的心脏组织作为种子点，进行种子生长分割漏分割心脏组织。当漏分割和过分割心脏被分割完成后需要进行心脏血管分割，本申请实施例采用定位血管中心的方法，通过确定血管半径，计算等效血管直径的方法将各个胸腔断层图像的血管逐一分割出来。并利用分水岭算等算法将已分割出来的心脏再次去除血管、去除边界毛刺和平滑边界，从而得到高精确度的心脏目标图像。本申请实施例不易受到噪声的影响，又解决了现有技术分割心脏图像存在漏分割、过分割等的问题。同时如图4B所示，本申请实施例得到心脏目标图像边缘光滑，没有毛刺，是一种高精确度、高美观度的图像。

[0188] 基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种心脏图像分割装置、电子设备、以及计算机存储介质等，具体可参见以下实施例。

[0189] 实施例四

[0190] 本实施例公开了一种心脏图像分割装置，如图5所示，包括：

[0191] 心脏主体图像提取模块501，用于获取胸腔断层图像，并从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像；

[0192] 心脏图像提取模块502，用于基于所述心脏主体图像的形状，判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像，并在所述心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于所述心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像；

[0193] 心脏目标图像提取模块503，用于基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像。

[0194] 实施例五

[0195] 本实施例公开了一种电子设备，如图6所示，包括：处理器601、存储器602和总线603，所述存储器602存储有所述处理器601可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器601与所述存储器602之间通过总线603通信。

[0196] 所述机器可读指令被所述处理器601执行时执行以下叫车订单的推送方法的步骤：

[0197] 获取胸腔断层图像，并从所述胸腔断层图像中提取心脏主体图像；

[0198] 基于所述心脏主体图像的形状，判断所述心脏主体图像中是否包括与心脏粘连的肝脏图像；

[0199] 在所述心脏主体图像中包括肝脏图像的情况下，基于所述心脏主体图像进行距离变换得到的右侧局部极大值点，从所述心脏主体图像中去除肝脏图像，得到心脏图像；

[0200] 基于所述心脏图像进行距离变换得到的局部极大值点，从所述心脏图像中去除血管图像，得到心脏目标图像。

[0201] 实施例六

[0202] 本实施例公开了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的心脏图像分割方法中的步骤。

[0203] 本申请实施例还提供了一种进行心脏图像分割的计算机程序产品，其包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

[0204] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0205] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0206] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0207] 另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

[0208] 所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0209] 最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。