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图像处理方法、装置、设备及存储介质与流程

2023-03-31 23:02:44 来源:中国专利 TAG:


1.本技术属于医学成像技术领域,尤其涉及一种图像处理方法、装置、设备及存储介质。


背景技术:

2.目前,图像配准中的特征信息提取,主要基于图像点、线、面的特征,通过特征检验算子获得,需要依赖图像的分割信息;其中,基于灰度信息的特征提取方法不受特征信息和分割信息的影响,得以广泛应用。相似性测度用来描述两个被测量的特征之间的相似程度,广泛使用的方法包括相关系数法,平方差求和法。
3.但是,目前的相似性测度主要适用于同模态图像之间的配准,而电子计算机断层扫描(computed tomography,ct)图像和正电子发射型计算机断层显像(positron emission computed tomography,pet)图像属于不同模态之间的配准,因此,无法实现对ct图像和pet图像进行配准。


技术实现要素:

4.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本技术的一个目的在于提出种图像处理方法、装置、设备及存储介质。
5.为了解决上述技术问题,本技术的实施例提供如下技术方案:
6.一种图像处理方法,包括:
7.基于原始图像,获取ct图像以及pet图像,并基于所述ct图像获得参考图像,基于所述pet图像获得浮动图像;
8.获取待确定配准参数,并基于所述待确定配准参数对所述浮动图像进行变换处理,获得待确定变换图像;
9.对所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得互信息结果;
10.将所述互信息结果与预设条件进行比对,若所述互信息结果满足所述预设条件,则将所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与所述目标信息结果匹配的所述待确定配准参数确定为目标配准参数;
11.基于所述目标配准参数对所述待确定变换图像进行变换处理,获得目标变换图像,并对所述目标变换图像以及参考图像进行融合,获得融合图像。
12.可选的,所述基于所述pet图像获得浮动图像,包括:
13.获取所述pet图像中的每个像素;
14.获得每个所述像素的参考放射性药物活度以及注射放射性药物活度,并基于所述参考放射性药物活度以及注射放射性药物活度,计算获得每个所述像素的suv值;
15.基于每个所述像素的所述suv值,获取所述浮动图像。
16.可选的,所述获得每个所述像素的参考放射性药物活度,包括:
17.获得每个所述像素的像素值、第一参数以及第二参数;
18.基于每个所述像素的所述像素值、第一参数以及第二参数,计算获得每个所述像素的所述参考放射性药物活度。
19.可选的,所述获取待确定配准参数,并基于所述待确定配准参数对所述浮动图像进行变换处理,获得待确定变换图像,包括:
20.获取第e个所述待确定配准参数;其中,所述第e个所述待确定配准参数包括第e个待确定旋转角度以及第e个待确定平移向量;第e个所述待确定旋转角度包括第e个第一子待确定旋转角度、第e个第二子待确定旋转角度以及第e个第三子待确定旋转角度;第e个所述待确定平移向量包括第e个第一子待确定平移向量、第e个第一子待确定平移向量以及第e个第一子待确定平移向量;e为正整数;
21.基于第e个所述第一子待确定旋转角度、第e个所述第二子待确定旋转角度以及第e个所述第三子待确定旋转角度,获得第e个待确定旋转矩阵;
22.基于第e个所述待确定旋转矩阵以及第e个所述待确定平移向量,对所述浮动图像进行第e次变换处理,获得第e个所述待确定变换图像。
23.可选的,所述对所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得互信息结果,包括:
24.基于所述参考图像以及第e个所述待确定变换图像,获取所述参考图像以及第e个所述待确定变换图像的多个共有体素;
25.基于所述参考图像计算获得每个所述共有体素的第一值;基于第e个所述待确定变换图像计算获得每个所述共有体素的第二值;
26.基于每个所述共有体素的第一值以及第二值,计算获得每个所述共有体素的频率以及所有的所述共有体素的总频率;
27.基于每个所述共有体素的频率以及总频率获得所述参考图像以及第e个所述待确定变换图像的概率分布函数;
28.基于所述概率分布函数,计算获得第e个所述互信息结果。
29.可选的,所述将所述互信息结果与预设条件进行比对,若所述互信息结果满足所述预设条件,则将所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与所述目标信息结果匹配的所述待确定配准参数确定为目标配准参数,包括:
30.若第e个所述互信息结果满足所述预设条件,则将第e个所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与所述目标信息结果匹配的第e个所述待确定配准参数确定为目标配准参数;或
31.若第e个所述互信息结果不满足所述预设条件,则获取第e 1个所述待确定待配准参数,并基于第e 1个所述待确定待配准参数对所述浮动图像进行第e 1次变换处理,获得第e 1个所述待确定变换图像;
32.对第e 1个所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得第e 1个所述互信息结果;
33.将第e 1个所述互信息结果与所述预设条件进行比对,若第e 1个所述互信息结果满足所述预设条件,则将第e 1个所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与第e 1个所述互信息结果匹配的第e 1个所述待确定配准参数确定为所述目标配准参数;或
34.若第e 1个所述互信息结果不满足所述预设条件,则获取第e 2个所述待确定待配
准参数,直至确定所述目标配准参数。
35.可选的,所述基于所述目标配准参数对所述待确定变换图像进行变换处理,获得目标变换图像,包括:
36.基于所述目标配准参数,获得第一子目标旋转角度、第二子目标旋转角度以及第三子目标旋转角度、第一子目标平移向量、第二子目标平移向量以及第三子目标平移向量;
37.基于所述第一子目标旋转角度、第二子目标旋转角度以及第三子目标旋转角度,确定目标旋转矩阵;基于所述第一子目标平移向量、第二子目标平移向量以及第三子目标平移向量,确定目标平移向量;
38.基于所述目标旋转矩阵以及目标平移向量对所述待确定图像进行目标变换,获得目标变换图像。
39.可选的,所述对所述目标变换图像以及参考图像进行融合,获得融合图像,包括:
40.预设第一融合参数以及第二融合参数;
41.基于所述第一融合参数以及所述参考图像,获得第一项待融合任务;
42.基于所述第二融合参数以及所述目标变换图像,获得第二项待融合任务;
43.对所述第一项待融合任务以及第二项待融合任务进行融合,获得所述融合图像。
44.本技术的实施例还提供一种图像处理装置,包括:
45.获取模块,用于基于原始图像,获取ct图像以及pet图像,并基于所述ct图像获得参考图像,基于所述pet图像获得浮动图像;
46.变换模块,用于获取待确定配准参数,并基于所述待确定配准参数对所述浮动图像进行变换处理,获得待确定变换图像;
47.计算模块,用于对所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得互信息结果;
48.比对模块,用于将所述互信息结果与预设条件进行比对,若所述互信息结果满足所述预设条件,则将所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与所述目标信息结果匹配的所述待确定配准参数确定为目标配准参数;
49.融合模块,用于基于所述目标配准参数对所述待确定变换图像进行变换处理,获得目标变换图像;对所述目标变换图像以及参考图像进行融合,获得融合图像。
50.本技术的实施例还提供一种电子设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
51.本技术的实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上所述的方法。
52.本技术的实施例,具有如下技术效果:
53.本技术的上述技术方案,1)基于pet图像,获得与pet图像对应的suv图像,实现了帮助医生进行肿瘤定性。
54.2)基于互信息获得pet图像对应的suv图像的目标配准参数,并基于目标配准参数对suv图像进行刚性变换,获得目标变换图像;对目标变换图像以及参考图像(ct图像)进行融合,可以获得融合图像;实现了快速准确地对suv图像和ct图像进行配准融合,进而帮助医生快速地浏览到ct图像以及suv图像的融合图像,算法简单、便捷,效率高。
55.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
附图说明
56.图1是本技术实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图;
57.图2是本技术实施例提供的一种图像处理方法的一个示例流程图;
58.图3是本技术实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图。
具体实施方式
59.下面详细描述本技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。
60.为了便于本领域技术人员对实施例的理解,对部分用语进行解释:
61.(1)dicom:digital imaging and communications in medicine,医学数字成像和通信系统,包含不同的医疗设备信息,统一各种设备有关的医学图像存储格式,传输方式,使得医学影像及相关信息在不同系统,不同应用设备之间的交换得到完全地交流。
62.(2)suv:standard uptake value,标准摄取值,是pet检查中重要的半定量指标;其中,suv≥2.5是多数肿瘤定性的一个重要指标。
63.(3)powell算法:一种有效的直接搜索方法,共轭方向可以加速收敛速度的性质形成的一种搜索方法;该方法不需要对目标函数进行求导,当目标函数的导数不连续的时候也能应用。
64.如图1所示,本技术的实施例还提供一种图像处理方法,包括:
65.步骤s11:基于原始图像,获取ct图像以及pet图像,并基于所述ct图像获得参考图像,基于所述pet图像获得浮动图像;
66.本技术的实施例,通过读取原始图像(dicom图像),获取同一个患者的三维ct图像以及对应的三维pet图像;其中,ct图像的大小一般为512*512*l;pet图像的大小一般为i*j*k;并且i≤512;j≤512;k≤l。
67.进一步地,本技术的实施例将ct图像确定为参考图像,不对ct图像进行变换等处理。
68.本技术一可选的实施例,所述基于所述pet图像获得浮动图像,包括:
69.获取所述pet图像中的每个像素;
70.获得每个所述像素的参考放射性药物活度以及注射放射性药物活度,并基于所述参考放射性药物活度以及注射放射性药物活度,计算获得每个所述像素的suv值;
71.基于每个所述像素的所述suv值,获取所述浮动图像。
72.本技术一可选的实施例,可以基于如下公式,计算获得pet图像中每个像素的suv值;
[0073][0074]
式中,r为放射性核素衰变校正系数;tbw(g)=体重(g);
[0075]
其中,式中,t为指定的时间段;为核素的半衰期。
[0076]
本技术一可选的实施例,所述获得每个所述像素的参考放射性药物活度,包括:
[0077]
获得每个所述像素的像素值、第一参数以及第二参数;
[0078]
基于每个所述像素的所述像素值、第一参数以及第二参数,计算获得每个所述像素的所述参考放射性药物活度。
[0079]
本技术一可选的实施例,可以基于dicom图像的tag,获得如下参数,例如:
[0080]
患者体重(kg),对应的tag(0010,1030),因此,读取(0010,1030)即可以获得患者的体重(kg);
[0081]
指定的时间段t为扫描时间到放射性药物开始时间,其中,扫描时间对应的tag为(0008,0031),放射性药物开始时间对应的tag为(0018,1072),核素半衰期对应的tag为(0018,1075),注射放射性活度(bq)对应的tag为(0018,1074);因此,依次读取(0008,0031)、(0018,1072)、(0018,1075)以及(0018,1074),即可分别获得扫描时间、放射性药物开始时间、核素半衰期以及注射放射性获得(bq);
[0082]
进一步地,整个pet图像相应的参考放射性活度(bq/g)=pet图像的对应的像素值的tag(7fe0,0010)*斜率的tag(0028,1053) 截距的tag(0028,1052);其中,斜率为第一参数;截距为第二参数;
[0083]
基于上述数据可以获得pet图像中的某一个像素对应的suv值,重复上述步骤,计算获得pet图像中每个像素对应的suv值,进而获得pet图像对应的suv图像,也即浮动图像。
[0084]
本技术的实施例,基于pet图像,获得与pet图像对应的suv图像,实现了帮助医生进行肿瘤定性。
[0085]
本技术一可选的实施例,由于不同模态的成像原理不相同,因此不同的图像对应的大小,最大的像素值、最小的像素值、分辨率以及信噪比等多个方面均存在差异;尤其是pet这种功能图像,分辨率低,尺寸小,会导致成像模糊;因此,pet图像的suv图像的分辨率也远低于ct图像,所以为使得suv图像与对应的ct图像的分辨率、大小等保持相同,本技术的实施例对suv图像进行三线插值处理;其中,三线差值处理的算法步骤可以基于现有技术实现,本技术的实施例不再进行赘述。
[0086]
步骤s12:获取待确定配准参数,并基于所述待确定配准参数对所述浮动图像进行变换处理,获得待确定变换图像;
[0087]
本技术一可选的实施例,所述获取待确定配准参数,并基于所述待确定配准参数对所述浮动图像进行变换处理,获得待确定变换图像,包括:
[0088]
获取第e个所述待确定配准参数;其中,所述第e个所述待确定配准参数包括第e个待确定旋转角度以及第e个待确定平移向量;第e个所述待确定旋转角度包括第e个第一子待确定旋转角度、第e个第二子待确定旋转角度以及第e个第三子待确定旋转角度;第e个所述待确定平移向量包括第e个第一子待确定平移向量、第e个第二子待确定平移向量以及第e个第三子待确定平移向量;e为正整数;
[0089]
基于第e个所述第一子待确定旋转角度、第e个所述第二子待确定旋转角度以及第e个所述第三子待确定旋转角度,获得第e个待确定旋转矩阵;
[0090]
基于第e个所述待确定旋转矩阵以及第e个所述待确定平移向量,对所述浮动图像
进行第e次变换处理,获得第e个所述待确定变换图像。
[0091]
本技术一可选的实施例,对浮动图像进行刚性变换;其中,刚性变换为使得一幅图像中任意两点间的距离在变换前后保持不变;本技术的实施例,由于在患者接受完ct扫描后,立即接受pet扫描,在此过程中,患者的身体基本保持不变,所以患者的身体结构相对固定,对此,本技术的实施例,基于刚性变换对浮动图像进行变换处理。
[0092]
具体的,刚性变换需要对图像基于x、y、z三个坐标轴分别进行平移和旋转。
[0093]
首先,预设第一个待确定旋转角度,其中,第一个待确定旋转角度包括围绕x轴进行旋转的第一个第一子待确定旋转角度θ
x1
;围绕y轴进行旋转的第一个第二子待确定旋转角度θ
y1
;以及围绕z轴进行旋转的第一个第三子待确定旋转角度θ
z1

[0094]
其次,预设第一个待确定平移向量t1;其中,第一个待确定平移向量t1包括沿着x轴进行平移的第一个第一子待确定平移向量t
x1
;沿着y轴进行平移的第一个第二子待确定平移向量t
y1
;以及沿着z轴进行平移的第一个第三子待确定平移向量t
z1

[0095]
对于浮动图像中的某一个坐标w(a,b,c),在经过第一次刚性变换后,可以得到w'(a',b',c');
[0096]
其中,w'=w*r1 t1,t1基于t
x1
、t
y1
以及t
z1
确定;r1为第一待确定旋转矩阵;
[0097]
本技术一可选的实施例,r1可以基于如下公式确定,其中,以原点沿着坐标轴的正方向为视角,逆时针旋转时的角度取正;顺时针旋转时的角度取负:
[0098][0099]
依次类推,基于上述公式,可以计算获得第e个待确定旋转矩阵。
[0100]
步骤s13:对所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得互信息结果;
[0101]
本技术一可选的实施例,所述对所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得互信息结果,包括:
[0102]
基于所述参考图像以及第e个所述待确定变换图像,获取所述参考图像以及第e个所述待确定变换图像的多个共有体素;
[0103]
基于所述参考图像计算获得每个所述共有体素的第一值;基于第e个所述待确定变换图像计算获得每个所述共有体素的第二值;
[0104]
基于每个所述共有体素的第一值以及第二值,计算获得每个所述共有体素的频率以及所有的所述共有体素的总频率;
[0105]
基于每个所述共有体素的频率以及总频率获得所述参考图像以及第e个所述待确定变换图像的概率分布函数;
[0106]
基于所述概率分布函数,计算获得第e个所述互信息结果。
[0107]
本技术一可选的实施例,为了计算获得第e个互信息结果,首先计算获得第e个待确定变换图像以及参考图像的概率分布函数pdf[a,b];
[0108]
具体的,预设一个m*n的参考矩阵hist[a,b],并预设hist[a,b]的初始值为0;其中,m为参考图像的ct值级数;n为待确定变换图像的suv值级数;
[0109]
获得第e个待确定变换图像以及参考图像的所有的共有体素;共有体素为在第e个待确定变换图像中,也在参考图像中,也即为参考图像以及第e个待确定变换图像同时包括的体素;具体的,经过预处理的第e个待确定变换图像,和参考图像大小相同,分辨率也相同,则第e个待确定变换图像中的体素,对应的,也在参考图像的相同位置出现的体素,则是共有体素,依次类推,可以确定第e个待确定变换图像以及参考图像的所有的共有体素;对于只在参考图像中出现的非共有体素,或者只在第e个待确定变换图像中出现的非共有体素,或者suv图像在刚性变换中丢失的体素,则不进行任何的计算,相当于对非共有体素进行了剔除。
[0110]
进一步地,对于每个共有体素,计算获得该共有体素的ct值(第一值)以及suv值(第二值);其中,当第一值=a,且第二值=b的时候,也即获得一个数组(a,b),可以获得该数组出现的频率:hist[a,b]=hist[a,b] 1。
[0111]
进一步地,ct值基于ct图像中对应的共有体素对应的像素计算获得;suv值基于第e个待确定变换图像中对应的共有体素对应的像素计算获得;在对suv图像进行刚性变换后,只是suv图像的像素位置发生了变换,具体的,每个suv值对应的位置发生了变换,对应位置的suv值相对于之前位置的suv值也发生了改变;但是,suv图像的每个像素对应的suv值不随位置发生改变;也即w'以及w对应的suv值相同;因此,第一值以及第二值均是一个具体数值。
[0112]
例如,1)在统计的过程中,假设a=1,b=2,则当出现第一个数组(1,2)的时候,参考矩阵hist[1,2]=0 1;
[0113]
当出现第二个数组(1,2)的时候,参考矩阵hist[1,2]=0 1 1;
[0114]
当出现第y个数组(1,2)的时候,hist[1,2]=0 y;
[0115]
2)在统计的过程中,假设a=1,b=3,则当出现第一个数组(1,3)的时候,参考矩阵hist[1,3]=0 1;
[0116]
当出现第二个数组(1,3)的时候,参考矩阵hist[1,3]=0 1 1;
[0117]
当出现第y个数组(1,3)的时候,hist[1,3]=0 y;
[0118]
依次类推,基于上述方法,可以计算获得每个数组出现的频率,并计算获得所有的数组出现的总频率;
[0119]
进一步地,
[0120]
对每个数组出现的频率,进行归一化计算,可得概率分布函数pdf[a,b]:
[0121][0122]
本技术的实施例,通过计算共有体素的概率分布函数,可以确定参考图像以及第e个待确定变换图像之间的共有体素的分布情况,也即可以初步确定第e个待确定变换图像中可以与参考图像进行配准的体素。
[0123]
本技术一可选的实施例,互信息用于描述两个系统之间的统计相关度;本技术的
实施例,基于第e个待确定变换图像以及参考图像,计算获得第e个互信息结果mie(s,f);
[0124]
具体的,mie(s,f)=he(s) he(f)-he(s,f);
[0125]
式中,he(s)为参考图像的熵;he(f)为第e个待确定变换图像的熵;he(s,f)为第e个待确定变换图像以及参考图像的联合熵;
[0126]
其中:
[0127]
式中,j为a的某个取值,k为b的某个取值,也即pdf[j,k]为pdf[a,b]的某个取值;
[0128][0129][0130]
式中,i为a的某个取值,l为b的某个取值,也即pdf[j,l]以及pdf[i,k]分别为pdf[a,b]的某个取值;
[0131]
需要说明的是,本技术的实施例i、l、j以及k,在数值上可以相等或者不相等,具体可以根据参考图像以及第e个待确定变换图像进行确定。
[0132]
本技术的实施例,基于对参考图像以及第e个待确定变换图像进行互信息计算,分别计算参考图像的熵、第e个待确定变换图像的熵与参考图像以及第e个待确定变换图像的联合熵,进而计算获得第e个互信息结果,并在后续的算法中确定互信息结果的最大值(其中,互信息结果的值越大,则表明参考图像与待确定变换图像的匹配效果也越好),用于确定目标配准参数,并基于目标配准参数确定目标旋转角度以及目标平移向量。
[0133]
步骤s14:将所述互信息结果与预设条件进行比对,若所述互信息结果满足所述预设条件,则将所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与所述目标信息结果匹配的所述待确定配准参数确定为目标配准参数;
[0134]
如图2所示,本技术一可选的实施例,在步骤s14中,所述将所述互信息结果与预设条件进行比对,若所述互信息结果满足所述预设条件,则将所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与所述目标信息结果匹配的所述待确定配准参数确定为目标配准参数,包括:
[0135]
步骤s141:将第e个所述互信息结果与所述预设条件进行比对;
[0136]
步骤s142:若第e个所述互信息结果满足所述预设条件,则将第e个所述互信息结果确定为目标信息结果;
[0137]
步骤s143:并将与所述目标信息结果匹配的第e个所述待确定配准参数确定为目标配准参数;或
[0138]
步骤s144:若第e个所述互信息结果不满足所述预设条件,则获取第e 1个所述待确定待配准参数;
[0139]
步骤s145:并基于第e 1个所述待确定待配准参数对所述浮动图像进行第e 1次变换处理,获得第e 1个所述待确定变换图像;
[0140]
步骤s146:对第e 1个所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得第e 1个所述互信息结果;
[0141]
将第e 1个所述互信息结果与所述预设条件进行比对,若第e 1个所述互信息结果满足所述预设条件,则将第e 1个所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与第e 1个所
述互信息结果匹配的第e 1个所述待确定配准参数确定为所述目标配准参数;或
[0142]
若第e 1个所述互信息结果不满足所述预设条件,则获取第e 2个所述待确定待配准参数,直至确定所述目标配准参数。
[0143]
本技术的实施例,为了提高参考图像与待确定变换图像之间的配准效果,则需要确定互信息结果的最大值,其中,当互信息结果越大,则表明参考图像以及待确定变换图像之间的配准效果也越好。
[0144]
本技术一可选的实施例,可以基于powell算法确定上述实施例计算获得的互信息结果的最大值;
[0145]
具体的,可以预设初始搜索变量,并基于初始搜索变量进行多次一维基本搜索,例如:先沿着已知的6个方向进行基本搜索,确定第一待确定配准参数(θ
x1
,θ
y1
,θ
z1
,t
x1
,t
y1
,t
z1
);其中,第一待确定配准参数(θ
x1
,θ
y1
,θ
z1
,t
x1
,t
y1
,t
z1
)为初始搜索变量沿着6个方向进行基本搜索后,确定的一个最佳的结果,也即在该阶段互信息结果可以获得最大值;具体的,例如,6个方向依次可以为(1,0,0,0,0,0)、(0,1,0,0,0,0)、(0,0,1,0,0,0)、(0,0,0,1,0,0)、(0,0,0,0,1,0)以及(0,0,0,0,0,1),然后,基于上述6个初始搜索向量,确定一个最佳结果,也即第一个待确定配准参数(θ
x1
,θ
y1
,θ
z1
,t
x1
,t
y1
,t
z1
),(e=1);
[0146]
然后,基于第一个待确定配准参数对suv图像进行第一次变换,获得第一个待确定变换图像;基于第一个待确定图像以及参考图像,计算获得第一个互信息结果,并将第一个互信息结果和预设条件进行比对;
[0147]
进一步地,假设预设条件为相邻的两个互信息结果,后一个互信息结果和前一个互信息结果之差小于σ;
[0148]
若(第一个互信息结果-0)>σ,则表明第一个互信息结果不满足预设条件;
[0149]
则令e=e 1;
[0150]
基于powell算法,根据第一个待确定配准参数进行搜索,获得第二个待配准参数,并基于第二个待配准参数,获得第二个互信息结果,然后将第二个互信息结果和预设条件进行比对;其中,基于powell算法,根据第一个待确定配准参数进行搜索,获得第二个待配准参数的具体算法步骤,可以基于现有技术实现,本技术的实施例不再赘述;
[0151]
若(第二个互信息结果-第一个互信息结果)>σ,则表明第二个互信息结果不满足预设条件;
[0152]
则令e=e 1;
[0153]
……
[0154]
若(第e 1个互信息结果-第e个互信息结果)>σ,则表明第e 1个互信息结果不满足预设条件;
[0155]
则令e=e 1;
[0156]
重复上述步骤,若(第e 2个互信息结果-第e 1个互信息结果)<σ,则表明第e 2个互信息结果满足预设条件,则将第e 2个互信息结果确定为目标互信息结果;将与目标互信息结果匹配的第e 2个待确定配准参数,确定为目标配准参数。
[0157]
步骤s15:基于所述目标配准参数对所述待确定变换图像进行变换处理,获得目标变换图像,并对所述目标变换图像以及参考图像进行融合,获得融合图像所述基于所述目标配准参数对所述待确定变换图像进行变换处理,获得目标变换图像,包括:
[0158]
基于所述目标配准参数,获得第一子目标旋转角度、第二子目标旋转角度以及第三子目标旋转角度、第一子目标平移向量、第二子目标平移向量以及第三子目标平移向量;
[0159]
基于所述第一子目标旋转角度、第二子目标旋转角度以及第三子目标旋转角度,确定目标旋转矩阵;基于所述第一子目标平移向量、第二子目标平移向量以及第三子目标平移向量,确定目标平移向量;
[0160]
基于所述目标旋转矩阵以及目标平移向量对所述待确定图像进行目标变换,获得目标变换图像。
[0161]
本技术一可选的实施例,目标配准参数包括第一子目标旋转角度θ
x目标
、第二子目标旋转角度θ
y目标
、第三子目标旋转角度θ
z目标
、第一子目标平移向量t
x目标
、第二子目标平移向量t
y目标
以及第三子目标平移向量t
z目标

[0162]
进一步地,基于θ
x目标
、θ
y目标
以及θ
z目标
确定目标旋转矩阵r
目标

[0163]
基于t
x目标
、t
y目标
以及t
z目标
,确定目标平移向量t
目标

[0164]
基于目标旋转矩阵r
目标
以及目标平移向量t
目标
对suv图像进行目标变换,获得目标变换图像。
[0165]
本技术一可选的实施例,所述对所述目标变换图像以及参考图像进行融合,获得融合图像,包括:
[0166]
预设第一融合参数以及第二融合参数;
[0167]
基于所述第一融合参数以及所述参考图像,获得第一项待融合任务;
[0168]
基于所述第二融合参数以及所述目标变换图像,获得第二项待融合任务;
[0169]
对所述第一项待融合任务以及第二项待融合任务进行融合,获得所述融合图像。
[0170]
本技术一可选的实施例,第一融合参数可以为α;第二融合参数可以为(1-α);
[0171]
则第一项待融合任务=参考图像*α;
[0172]
第二项待融合任务=(1-α)*目标变换图像;
[0173]
进一步地,对第一项待融合任务以及第二项待融合任务进行融合,可以基于如下融合公式进行融合:
[0174]
融合公式=参考图像*α (1-α)*目标变换图像;
[0175]
基于上述算法步骤,实现了对目标变换图像以及参考图像进行融合,并获得融合图像。
[0176]
本技术一可选的实施例,α=0.5;
[0177]
则融合公式=参考图像*0.5 0.5*目标变换图像。
[0178]
本技术的实施例,基于互信息获得pet图像对应的suv图像的目标配准参数,并基于目标配准参数对suv图像进行刚性变换,获得目标变换图像;对目标变换图像以及参考图像(ct图像)进行融合,可以获得融合图像;实现了快速准确地对suv图像和ct图像进行配准,进而帮助医生快速地浏览到ct图像以及suv图像的融合图像,算法简单、便捷,效率高。
[0179]
如图3所示,本技术的实施例还提供一种图像处理装置30,包括:
[0180]
获取模块31,用于基于原始图像,获取ct图像以及pet图像,并基于所述ct图像获得参考图像,基于所述pet图像获得浮动图像;
[0181]
变换模块32,用于获取待确定配准参数,并基于所述待确定配准参数对所述浮动图像进行变换处理,获得待确定变换图像;
[0182]
计算模块33,用于对所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得互信息结果;
[0183]
比对模块34,用于将所述互信息结果与预设条件进行比对,若所述互信息结果满足所述预设条件,则将所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与所述目标信息结果匹配的所述待确定配准参数确定为目标配准参数;
[0184]
融合模块35,用于基于所述目标配准参数对所述待确定变换图像进行变换处理,获得目标变换图像;对所述目标变换图像以及参考图像进行融合,获得融合图像。
[0185]
可选的,所述基于所述pet图像获得浮动图像,包括:
[0186]
获取所述pet图像中的每个像素;
[0187]
获得每个所述像素的参考放射性药物活度以及注射放射性药物活度,并基于所述参考放射性药物活度以及注射放射性药物活度,计算获得每个所述像素的suv值;
[0188]
基于每个所述像素的所述suv值,获取所述浮动图像。
[0189]
可选的,所述获得每个所述像素的参考放射性药物活度,包括:
[0190]
获得每个所述像素的像素值、第一参数以及第二参数;
[0191]
基于每个所述像素的所述像素值、第一参数以及第二参数,计算获得每个所述像素的所述参考放射性药物活度。
[0192]
可选的,所述获取待确定配准参数,并基于所述待确定配准参数对所述浮动图像进行变换处理,获得待确定变换图像,包括:
[0193]
获取第e个所述待确定配准参数;其中,所述第e个所述待确定配准参数包括第e个待确定旋转角度以及第e个待确定平移向量;第e个所述待确定旋转角度包括第e个第一子待确定旋转角度、第e个第二子待确定旋转角度以及第e个第三子待确定旋转角度;第e个所述待确定平移向量包括第e个第一子待确定平移向量、第e个第一子待确定平移向量以及第e个第一子待确定平移向量;e为正整数;
[0194]
基于第e个所述第一子待确定旋转角度、第e个所述第二子待确定旋转角度以及第e个所述第三子待确定旋转角度,获得第e个待确定旋转矩阵;
[0195]
基于第e个所述待确定旋转矩阵以及第e个所述待确定平移向量,对所述浮动图像进行第e次变换处理,获得第e个所述待确定变换图像。
[0196]
可选的,所述对所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得互信息结果,包括:
[0197]
基于所述参考图像以及第e个所述待确定变换图像,获取所述参考图像以及第e个所述待确定变换图像的多个共有体素;
[0198]
基于所述参考图像计算获得每个所述共有体素的第一值;基于第e个所述待确定变换图像计算获得每个所述共有体素的第二值;
[0199]
基于每个所述共有体素的第一值以及第二值,计算获得每个所述共有体素的频率以及所有的所述共有体素的总频率;
[0200]
基于每个所述共有体素的频率以及总频率获得所述参考图像以及第e个所述待确定变换图像的概率分布函数;
[0201]
基于所述概率分布函数,计算获得第e个所述互信息结果。
[0202]
可选的,所述将所述互信息结果与预设条件进行比对,若所述互信息结果满足所
述预设条件,则将所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与所述目标信息结果匹配的所述待确定配准参数确定为目标配准参数,包括:
[0203]
若第e个所述互信息结果满足所述预设条件,则将第e个所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与所述目标信息结果匹配的第e个所述待确定配准参数确定为目标配准参数;或
[0204]
若第e个所述互信息结果不满足所述预设条件,则获取第e 1个所述待确定待配准参数,并基于第e 1个所述待确定待配准参数对所述浮动图像进行第e 1次变换处理,获得第e 1个所述待确定变换图像;
[0205]
对第e 1个所述待确定变换图像以及参考图像进行计算,获得第e 1个所述互信息结果;
[0206]
将第e 1个所述互信息结果与所述预设条件进行比对,若第e 1个所述互信息结果满足所述预设条件,则将第e 1个所述互信息结果确定为目标信息结果,并将与第e 1个所述互信息结果匹配的第e 1个所述待确定配准参数确定为所述目标配准参数;或
[0207]
若第e 1个所述互信息结果不满足所述预设条件,则获取第e 2个所述待确定待配准参数,直至确定所述目标配准参数。
[0208]
可选的,所述基于所述目标配准参数对所述待确定变换图像进行变换处理,获得目标变换图像,包括:
[0209]
基于所述目标配准参数,获得第一子目标旋转角度、第二子目标旋转角度以及第三子目标旋转角度、第一子目标平移向量、第二子目标平移向量以及第三子目标平移向量;
[0210]
基于所述第一子目标旋转角度、第二子目标旋转角度以及第三子目标旋转角度,确定目标旋转矩阵;基于所述第一子目标平移向量、第二子目标平移向量以及第三子目标平移向量,确定目标平移向量;
[0211]
基于所述目标旋转矩阵以及目标平移向量对所述待确定图像进行目标变换,获得目标变换图像。
[0212]
可选的,所述对所述目标变换图像以及参考图像进行融合,获得融合图像,包括:
[0213]
预设第一融合参数以及第二融合参数;
[0214]
基于所述第一融合参数以及所述参考图像,获得第一项待融合任务;
[0215]
基于所述第二融合参数以及所述目标变换图像,获得第二项待融合任务;
[0216]
对所述第一项待融合任务以及第二项待融合任务进行融合,获得所述融合图像。
[0217]
本技术的实施例还提供一种电子设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
[0218]
本技术的实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上所述的方法。
[0219]
另外,本技术实施例的装置的其他构成及作用对本领域的技术人员来说是已知的,为减少冗余,此处不做赘述。
[0220]
需要说明的是,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可
读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(ram),只读存储器(rom),可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
[0221]
应当理解,本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。
[0222]
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0223]
在本技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
[0224]
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
[0225]
在本技术中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0226]
在本技术中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0227]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本技术的限制,本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
再多了解一些

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