本發(fā)明涉及圖像識(shí)別，具體為基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、醫(yī)學(xué)影像學(xué)為臨床醫(yī)學(xué)診斷提供的圖像模態(tài)越來越多樣化；由于成像原理的不同，多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像使得不同模態(tài)的醫(yī)學(xué)影像具備不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，因此將不同特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的圖像融合可以減少臨床診斷的錯(cuò)誤率。

2、公開號(hào)為cn115471432a的中國專利公開了一種核磁共振圖像與ct圖像融合方法與系統(tǒng)，其中該方法包括：對(duì)核磁共振圖像和ct圖像進(jìn)行小波分解并計(jì)算分解后圖像的信息梯度值；根據(jù)信息梯度值構(gòu)建融合系數(shù)；計(jì)算核磁共振小波圖像和ct小波圖像的信息值；根據(jù)信息值構(gòu)建融合公式；根據(jù)融合公式和融合系數(shù)構(gòu)建圖像融合模型；利用圖像融合模型對(duì)核磁共振圖像和ct圖像進(jìn)行融合得到融合后的圖像；通過待融合圖像的信息梯度值和信息值構(gòu)建圖像融合模型，并基于此對(duì)核磁共振圖像和ct圖像進(jìn)行融合，不僅可以改善圖像的清晰度，可以彌補(bǔ)單一的核磁共振圖像或者ct圖像信息量不足的缺陷，大大提高了醫(yī)生對(duì)圖像的判讀效果，為后續(xù)病灶定位提供了有利的影像依據(jù)；但是，該專利存在以下缺陷：

3、現(xiàn)有的技術(shù)，不能基于核磁和ct圖像融合對(duì)患者病變位置進(jìn)行有效地識(shí)別，導(dǎo)致患者病變位置識(shí)別精度及效率低下，不能為臨床診斷提供有力的支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別方法及系統(tǒng)，可基于核磁和ct圖像融合對(duì)患者病變位置進(jìn)行有效地識(shí)別，可提升患者病變位置識(shí)別精度及效率，可為臨床診斷提供有力的支持，解決了上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別方法，包括如下步驟：

4、s1、圖像采集及預(yù)處理：基于圖像采集終端采集患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像，且對(duì)采集的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行預(yù)處理，去除患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像噪聲，對(duì)患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像的亮度和對(duì)比度進(jìn)行調(diào)整，且對(duì)患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理；

5、s2、圖像配準(zhǔn)及融合：基于變換的配準(zhǔn)方法，對(duì)患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，采用基于變換域的圖像融合方法，生成包含有患者核磁實(shí)時(shí)圖像和患者ct實(shí)時(shí)圖像的患者核磁和ct融合圖像；

6、s3、病變位置識(shí)別：基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，訓(xùn)練基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型，根據(jù)基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型對(duì)生成的患者核磁和ct融合圖像進(jìn)行圖像識(shí)別，確定患者病變位置。

7、優(yōu)選的，所述s1中，基于圖像采集終端采集患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像，包括：

8、患者核磁圖像采集：基于核磁共振成像儀對(duì)患者病變部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及連續(xù)采集，獲取患者核磁實(shí)時(shí)圖像；

9、患者ct圖像采集：基于ct機(jī)對(duì)患者病變部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及連續(xù)采集，獲取患者ct實(shí)時(shí)圖像；

10、其中，基于患者核磁實(shí)時(shí)圖像和患者ct實(shí)時(shí)圖像，確定基于圖像采集終端的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像。

11、優(yōu)選的，所述s1中，對(duì)采集的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括：

12、圖像去噪：基于濾波器，對(duì)基于圖像采集終端的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行濾波處理，去除基于圖像采集終端的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像中的噪聲；

13、圖像亮度和對(duì)比度調(diào)整：基于圖像分割技術(shù)，對(duì)基于圖像采集終端的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行亮度和對(duì)比度調(diào)整，通過插值或重建技術(shù)使基于圖像采集終端的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像的亮度保持一致，基于全局對(duì)比度和相鄰像素關(guān)系的自適應(yīng)調(diào)整方法，自動(dòng)調(diào)整像素的對(duì)比度，確定高清的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像；

14、圖像增強(qiáng)：基于圖像增強(qiáng)技術(shù)，對(duì)高清的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，基于邊緣檢測(cè)算法識(shí)別高清的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像的邊緣，通過計(jì)算鄰域像素點(diǎn)的梯度值來檢測(cè)患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像的邊緣，并對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)，突出高清的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像中的邊緣。

15、優(yōu)選的，所述s1中，對(duì)采集的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括：

16、提取邊緣增強(qiáng)之后的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像，作為目標(biāo)圖像；

17、提取所述目標(biāo)圖像中的邊緣像素塊對(duì)應(yīng)的灰度值，形成第一灰度值集合；

18、提取所述目標(biāo)圖像中的非邊緣像素塊對(duì)應(yīng)的灰度值，形成第二灰度值集合；

19、利用所述第一灰度值集合和第二灰度值集合獲取灰度相對(duì)系數(shù)；

20、其中，所述灰度相對(duì)系數(shù)通過如下公式獲?。?/p>

21、

22、其中，w表示灰度相對(duì)系數(shù)；n表示第一灰度值集合所包含的灰度值的個(gè)數(shù)；m表示第二灰度值集合所包含的灰度值的個(gè)數(shù)；hni表示第一灰度值集合所包含的第i個(gè)的灰度值對(duì)應(yīng)數(shù)值；hmi表示第二灰度值集合所包含的第i個(gè)的灰度值對(duì)應(yīng)數(shù)值；hz表示目標(biāo)圖像的中心灰度值；hnz表示第一灰度值集合所包含的n個(gè)的灰度值對(duì)應(yīng)的灰度中間值；hmz表示第二灰度值集合所包含的m個(gè)的灰度值對(duì)應(yīng)的灰度中間值；

23、將所述灰度相對(duì)系數(shù)與預(yù)設(shè)的相對(duì)系數(shù)閾值進(jìn)行比較；

24、當(dāng)所述灰度相對(duì)系數(shù)超過預(yù)設(shè)的相對(duì)系數(shù)閾值時(shí)，則不對(duì)所述目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)比度調(diào)整；

25、當(dāng)所述灰度相對(duì)系數(shù)未超過預(yù)設(shè)的相對(duì)系數(shù)閾值時(shí)，則對(duì)所述目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)比度調(diào)整。

26、優(yōu)選的，當(dāng)所述灰度相對(duì)系數(shù)未超過預(yù)設(shè)的相對(duì)系數(shù)閾值時(shí)，則對(duì)所述目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)比度調(diào)整，包括：

27、當(dāng)所述灰度相對(duì)系數(shù)未超過預(yù)設(shè)的相對(duì)系數(shù)閾值時(shí)，則調(diào)取所述目標(biāo)圖像的第二灰度值集合中所包含的灰度數(shù)值；

28、利用所述第二灰度值集合中所包含的灰度數(shù)值獲取對(duì)比度調(diào)節(jié)系數(shù)；

29、其中，所述對(duì)比度調(diào)節(jié)系數(shù)通過如下公式獲?。?/p>

30、

31、其中，r表示對(duì)比度調(diào)節(jié)系數(shù)；m表示第二灰度值集合所包含的灰度值的個(gè)數(shù)；hmi表示第二灰度值集合所包含的第i個(gè)的灰度值對(duì)應(yīng)數(shù)值；hz表示目標(biāo)圖像的中心灰度值；hnz表示第一灰度值集合所包含的n個(gè)的灰度值對(duì)應(yīng)的灰度中間值；hnp表示第一灰度值集合所包含的n個(gè)的灰度值對(duì)應(yīng)的灰度平均值；w表示灰度相對(duì)系數(shù)；

32、利用所述對(duì)比度調(diào)節(jié)系數(shù)對(duì)所述目標(biāo)圖像的對(duì)比度進(jìn)行調(diào)整，獲得對(duì)比度調(diào)整后的目標(biāo)圖像作為增強(qiáng)后的突出高清的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像中的邊緣；

33、其中，調(diào)整后的對(duì)比度數(shù)值通過如下公式獲?。?/p>

34、

35、其中，dt表示調(diào)整后的對(duì)比度數(shù)值；d表示調(diào)整前的對(duì)比度數(shù)值；r表示對(duì)比度調(diào)節(jié)系數(shù)；w表示灰度相對(duì)系數(shù)；n表示第一灰度值集合所包含的灰度值的個(gè)數(shù)；hni表示第一灰度值集合所包含的第i個(gè)的灰度值對(duì)應(yīng)數(shù)值；hmz表示第二灰度值集合所包含的m個(gè)的灰度值對(duì)應(yīng)的灰度中間值。

36、優(yōu)選的，所述s2中，對(duì)患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)及融合，包括：

37、圖像配準(zhǔn)：將患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，采用基于變換的配準(zhǔn)方法使患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像在空間上存在對(duì)應(yīng)關(guān)系；

38、圖像融合：將配準(zhǔn)后的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行融合，采用基于變換域的圖像融合方法，利用小波變換將源圖像分解為不同尺度上的子帶，在子帶上進(jìn)行融合，以生成包含有患者核磁實(shí)時(shí)圖像和患者ct實(shí)時(shí)圖像的患者核磁和ct融合圖像。

39、優(yōu)選的，所述s3中，基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，訓(xùn)練基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型，包括：

40、收集數(shù)據(jù)源：根據(jù)基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別需求，對(duì)患者核磁和ct歷史圖像進(jìn)行收集，確定模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)源；

41、數(shù)據(jù)源劃分：對(duì)收集的患者核磁和ct歷史圖像進(jìn)行劃分，按照7:3的比例確定訓(xùn)練集及測(cè)試集；

42、模型訓(xùn)練：基于訓(xùn)練集，對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，確定基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型，基于測(cè)試集，對(duì)訓(xùn)練的基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型進(jìn)行性能測(cè)試，判斷基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型是否能達(dá)到預(yù)期效果，確定最優(yōu)的基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型。

43、優(yōu)選的，所述s3中，根據(jù)基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型對(duì)生成的患者核磁和ct融合圖像進(jìn)行圖像識(shí)別，包括：

44、獲取最優(yōu)的基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型；

45、將最優(yōu)的基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型部署于實(shí)際的病變位置識(shí)別環(huán)境中；

46、根據(jù)最優(yōu)的基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型對(duì)生成的患者核磁和ct融合圖像進(jìn)行圖像識(shí)別且識(shí)別出患者病變位置，確定患者病變位置。

47、優(yōu)選的，所述s3中，患者病變位置識(shí)別后，對(duì)患者病變位置進(jìn)行標(biāo)記，且以可視化形式在用戶界面上展示患者病變位置。

48、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)如上述的基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別方法，包括：

49、圖像采集單元，用于采集患者核磁實(shí)時(shí)圖像和患者ct實(shí)時(shí)圖像，確定患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像；

50、圖像預(yù)處理單元，用于對(duì)采集的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行去噪、調(diào)整亮度和對(duì)比度及圖像增強(qiáng)處理；

51、圖像融合單元，用于對(duì)患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行融合，生成患者核磁和ct融合圖像；

52、病變位置識(shí)別單元，用于對(duì)生成的患者核磁和ct融合圖像進(jìn)行圖像識(shí)別且識(shí)別出患者病變位置，確定患者病變位置；

53、用戶界面展示單元，用于以可視化形式向用戶展示患者病變位置。

54、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

55、1、本發(fā)明基于圖像采集終端采集患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像，且對(duì)采集的患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行預(yù)處理，去除患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像噪聲，對(duì)患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像的亮度和對(duì)比度進(jìn)行調(diào)整，且對(duì)患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，基于變換的配準(zhǔn)方法，對(duì)患者核磁和ct實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，采用基于變換域的圖像融合方法，生成包含有患者核磁實(shí)時(shí)圖像和患者ct實(shí)時(shí)圖像的患者核磁和ct融合圖像，便于后續(xù)對(duì)患者核磁和ct融合圖像進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別。

56、2、本發(fā)明基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，訓(xùn)練基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型，根據(jù)基于核磁和ct圖像融合的病變位置識(shí)別模型對(duì)生成的患者核磁和ct融合圖像進(jìn)行圖像識(shí)別且識(shí)別出患者病變位置，確定患者病變位置，且對(duì)患者病變位置進(jìn)行標(biāo)記，并以可視化形式在用戶界面上展示患者病變位置，可基于核磁和ct圖像融合對(duì)患者病變位置進(jìn)行有效地識(shí)別，可提升患者病變位置識(shí)別精度及效率，可為臨床診斷提供有力的支持。