本發明專利技術涉及一種方法（１），用于確定包含圖像值的圖像中的閾值，所述方法包括步驟：分析（３）圖像值，以確定邊緣點及相關梯度；相對于邊緣點將圖像值分類（５）到多個類中；通過將來自為每一個類計算的亮度直方圖的數據與所述直方圖的統計分析相結合來獲得（７）圖像閾值。本發明專利技術還涉及一種圖像分割方法、一種圖像處理系統和一種計算機程序。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種方法，用于在包含圖像值的圖像中確定閾值。 本專利技術還涉及一種圖像分割的方法。本專利技術還涉及一種圖像處理系統，用于分析包含圖像值的圖像。 本專利技術還涉及一種計算機程序。
技術介紹
可以由EP 1 320 069 A2 了解在開始段落中提出的用于確定圖像中閾值 的方法。在已知的方法中使用了圖像分析步驟，其中全部圖像像素都用于 構建圖像亮度直方圖，其后通過將預定百分比N的像素指定為屬于所找尋 的對象來確定圖像中的閾值。數值N隨后用于使用累積分布函數計算與該 預定百分比的所選像素相對應的亮度值。依據現有技術的已知方法的缺點是對于圖像中的不均勻性，其提供了 不準確的結果，這個不均勻性起因于與圖像中不同區域相對應的像素值的 固有的相當大的重疊。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種方法，用于確定圖像中的閾值，從而能夠為 廣泛的圖像類型和圖像對比度實現改進的分類結果。為此，根據本專利技術的方法包括步驟-分析圖像值，以確定邊緣點及相關梯度；-相對于邊緣點將圖像值分類到多個類中；-通過將來自為每一個類計算的亮度直方圖的數據與所述直方圖的統 計分析相結合來獲得圖像閾值。根據本專利技術的方法因此首先檢測類邊界，將其定義為邊緣，并通過用 在邊界任一側上的數據點構建兩個直方圖。此后，基于各自的直方圖(其近似于概率分布函數)執行統計分析。隨后，基于直方圖及其統計分析來 計算圖像中的閾值，以使得所選擇的圖像值的錯誤分類的標簽數量最少。 根據本專利技術的方法具有以下優點。首先，即使在類在相當大程度上合并時， 它也能夠計算閾值。其次，根據本專利技術的方法使用了存在于圖像中的空間 信息。第三，沒有作出與存在于圖像中的類成員數量有關的假設，這對于 方法的魯棒性是至關重要的。最后，對于醫學圖像，象例如磁共振圖像， 根據本專利技術的方法相對于部分體積效應和亮度不均勻性(偏置場)是魯棒的。在方法的實施例中，分析圖像值的步驟包括步驟計算圖像對比度， 并對計算的圖像對比度自適應地確定邊緣梯度閾值。這個實施例操作如下。首先，按等式1所定義的來計算圖像或者區域中的對比度，在此3f和，表示N維空間坐標(對于醫學數據是3-D)， R是 一個區域，其可以是整個圖像或者用掩膜定義的區域。根據等式2，計算的對比度值確定了邊緣閾值Tedge，其自動地調整適合于圖像內容。參數k是預定常數，例如O.l，其反映了應將什么比例的對比度值認為是對邊緣檢測 所必需的。如果該對比度值與k相乘產生了小于1的值，等式2就將1指定為Tedge值。此后，通過將按等式3所計算的梯度大小與邊緣閾值相比較來檢測類的邊界(如等式4所示的)。等式4中的參數A確定步進大小和邊 緣方向。當不存在部分體積效應(PVE)時，A的大小可以等于l。否則， 應使用大于1的值，以使得PVE在所計算的像素位置上具有較小的影響。 C = max(/(;f);- min(/(刃;fe i ) (1)<formula>formula see original document page 6</formula> (3)注意，當對輸入數據，特別是圖像進行濾波以便在將等式1用于該數 據之前消除噪聲時，可以發現在等式1中給出的方案(其使用了在對比度 的最大值與最小值之間的差)的進一步的改進。改進的另一個方式是使用 圖像中的所有像素或體素來計算亮度值的直方圖。于是，在百分數N與K氣100-N)之間的差值表示對比度。例如，可以將N設定為百分之95，而 將K設定為百分之5。也可以設想對比度推導的其它組合(N=90; K=10; N=80; K^20等)。還應注意，等式3優選地不限于圖像數據中的一個方向。通過用特別 是為三個正交方向計算的多個A ，并通過隨后選擇具有最大值的單一 A ， 進一步改進了根據本專利技術的方法的魯棒性。最后，應注意，為了消除來自圖像的一個區域的數據對根據本專利技術的 方法的總體性能的較大影響，可以限制能夠從遠處空間區域提供的邊緣點 的最大和最小數量。例如，如果將圖像在空間上分為四個象限，就可以設 定條件允許每一個區域為各個直方圖Hl和Hu提供基本上相同或相似數 量的邊緣像素/體素。這個技術措施確保減小了特定區域對根據本專利技術的閾 值確定方法的總體性能的影響。在根據本專利技術的進一步的實施例中，相對于邊緣點將圖像值分類到多 個類中的步驟包括步驟-為每一個邊緣點確定邊緣方向；-確定圖像中用于定義所述邊緣點和所述方向的數值對； -用預先定義的標準將所述值分配到不同類中。對于每一個檢測到的邊界點，選擇在等式3中使用的兩個數據點。優 選的，執行在各圖像值之間的量值比較，例如可以將具有較大亮度的圖像 值(像素或體素)分配給第一直方圖，而將具有較低亮度的圖像值分配給 第二直方圖。由于是沿著梯度方向跨越邊緣選擇這些圖像值這一事實，在 其這些圖像值各自量值中總是存在差值。結果，將這些點分配給兩個分開 的直方圉Hl和Hu，從而將較小亮度值分配給前者，較大的分配給后者。 以此方式，我們從每一個類選擇相等數量的點。在最終步驟中，計算這兩 個類的累積分布函數(C)。假定歸一化的直方圖近似于概率密度，可以按 等式5來計算它們。<formula>formula see original document page 7</formula>在根據本專利技術的方法的進一步的實施例中，獲得圖像閾值的步驟包括 步驟-為每一個由此構成的類計算歸一化的亮度直方圖； -計算對應于每一個類的相應累積分布函數； -用所述累積分布函數確定圖像閾值。根據等式6，計算閾值T，使對靠近邊界的代表樣本的正確決策之和最 大化。在進一步的實施例中，計算閾值T到Hl和Hu的峰值位置的距離。 當與一個峰值相比，所計算的T值非常靠近另一個峰值位置時，可以搜索 更靠近在兩個峰值之間的中點的更好的位置。為了代替所計算的T值，新 位置應產生接近用由等式6計算的原始T值所獲得的最大差值(例如至少 是其90%)的一個差值。r,m嚴(C丄(/)-Cw(/)) (6)在根據本專利技術的方法的再進一步的實施例中，為統計分析的可允許輸 出結果選擇預定特征，該方法還包括歩驟 -計算多個局部對比度邊緣；-相對于所述多個局部對比度邊緣將圖像值分類到多個類中，用于構成 多個相應的局部亮度直方-通過將來自為每一個類計算的所述多個亮度直方圖的數據與所述多 個亮度直方圖的統計分析相結合來獲得多個局部圖像閾值。這個實施例具有額外的優點，即該方法可以評估由將借助所提出的方 法計算的閾值用于預定值而產生的分割誤差。除了或代替總體分析，可以 在局部執行以上操作。局部應用允許使用局部最優的閾值，在許多情況下 它會得到比全局閾值更好的結果。局部分析還允許比較從直方圖統計量提 取的幾個統計量，以判斷圖像中是否存在特定效應。例如，MR圖像會因亮 度不均勻性(也稱為偏置場)而受損，所述亮度不均勻性由設備參數、掃 描協議和患者特點產生。偏置場是不均勻的倍增場，引起不同組織的亮度 值重疊。在根據本專利技術的方法的再進一步的實施例中，其中在圖像內定義了多 個感興趣區，為每一個感興趣區執行圖像值的分類，基于對每一個所選擇 的感興趣區的各個直方圖和統計量的分析，來為每一個選擇的感興趣區建 立閾值。這個技術措施基于以本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種方法（１），用于確定包含圖像值的圖像中的閾值，所述方法包括步驟： －分析（３）所述圖像值，以確定邊緣點及相關的梯度； －相對于所述邊緣點將圖像值分類（５）到多個類中； －通過將來自為每一個類計算的亮度直方圖的數據與所述 直方圖的統計分析相結合來獲得（７）圖像閾值。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：A伊金，
申請(專利權)人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：NL[荷蘭]
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