图像处理方法及电子设备技术

本申请公开了一种图像处理方法及电子设备，方法包括：获取目标对象的原始图像，原始图像包括目标对象的主干部分和分支部分；基于迭代分割图像的方式，将目标对象的主干部分和分支部分进行分割处理，形成对应的多个点元素；提取多个点元素，以形成与主干部分对应的点元素集合，以及与分支部分对应的点元素集合，点元素集合表征主干部分和分支部分的骨架结构；对点元素集合进行三维重建，以形成管状拓扑结构和椭球状拓扑结构，管状拓扑结构与主干部分相对应，椭球状拓扑结构与分支部分相对应；将管状拓扑结构和椭球状拓扑结构进行合并，以形成目标对象的三维模型。成目标对象的三维模型。成目标对象的三维模型。

【技术实现步骤摘要】
图像处理方法及电子设备


[0001]本申请涉及医学影像处理领域，特别涉及一种图像处理方法及电子设备。

技术介绍

[0002]在肺结手术中，经常需要评估患者的支气管和血管生理结构，来确定手术术式及入口，通常使用肺部CT影像，结合一些医学影像工具逐层分割支气管及血管，进而重建其三维结构，由于CT影像受患者呼吸、CT设备、CT重建等影响，支气管、血管往往仅有单层或少数几层显影，故而重建出的支气管和血管形态各异，不符合患者真实生理结构，如何有效的还原医学影像中的结构，尤其是肺部三维管状结构是亟需解决的问题。在现有技术中，通常使用Marching Cube算法来进行医学影像三维重建，基于CT影像逐层标注结果生成三维模型，为获得光滑表面，通常需要结合Laplacian、Taubin等表面平滑方法来进行表面光滑。然而这种方法严重依赖于CT影像分割结果，在高层厚或者分割结果不佳时，其重建结果较差，通常表现为锯齿、扁平、波浪等不符合生理结构等异常结果，不适合直接用于医学评估。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种图像处理方法及电子设备，该方法对三维重建方法进行设计改进，能够获得高精度的肺部CT影像中的管状结构，肺支气管和肺动静脉的重建，采用密集点云的方式，形成完整的Mesh结构，进而形成初始管状化三维模型。
[0004]本申请的实施例提供了一种图像处理方法，所述方法包括：获取目标对象的原始图像，其中，所述原始图像包括所述目标对象的主干部分和分支部分；基于迭代分割图像的方式，将所述目标对象的主干部分和分支部分进行分割处理，形成对应的多个点元素；提取所述多个点元素，以形成与所述主干部分对应的点元素集合，以及与所述分支部分对应的点元素集合，其中，所述点元素集合表征所述主干部分和所述分支部分的骨架结构；对所述点元素集合进行三维重建，以形成管状拓扑结构和椭球状拓扑结构，其中，所述管状拓扑结构与所述主干部分相对应，所述椭球状拓扑结构与所述分支部分相对应；将所述管状拓扑结构和所述椭球状拓扑结构进行合并，以形成所述目标对象的三维模型。
[0005]优选地，所述方法还包括：在获得所述点元素集合之后，对所述点元素集合进行细化处理，以使所述点元素集合表征的所述主干部分和所述分支部分具有清晰的骨架结构。
[0006]优选地，所述对所述点元素集合进行细化处理，包括：将所述点元素集合转化为具有树形结构的有向图结构，其中，所述有向图结构包
括根节点元素、过渡节点元素以及叶子节点元素。
[0007]优选地，所述对所述点元素集合进行细化处理，还包括：对所述点元素集合的位置进行校正；基于所述点元素的法向量方向，获取所述点元素的截面；基于所述点元素的截面，对所述点元素的位置进行校正；基于所述点元素的圆度，获取所述点元素的半径，其中，所述点元素的半径表征所述点元素的粗细程度。
[0008]优选地，所述对所述点元素集合进行细化处理，还包括：在确定所述点元素集合中包括异常骨架结构的情况下，对所述点元素集合进行修剪处理，以去除所述异常骨架结构，其中，所述异常骨架结构表征为所述目标对象的凸起、小毛刺以及小分叉。
[0009]优选地，所述对所述点元素集合进行三维重建，以形成管状拓扑结构和椭球状拓扑结构，包括：根据所述主干部分对应的点元素集合，计算所述点元素的法向量；基于所述点元素的法向量，生成对应的平面圆环点；连接各个主干部分对应的平面圆环点，以形成所述管状拓扑结构。
[0010]优选地，所述对所述点元素集合进行三维重建，以形成管状拓扑结构和椭球状拓扑结构，还包括：根据所述分支部分对应的点元素集合，获取所述点元素的法向量；基于所述点元素的法向量，生成对应的椭球点；连接各个分支部分对应的椭球点，以形成所述椭球状拓扑结构。
[0011]优选地，所述方法还包括：基于Loop细分的方式，在所述三维模型的主干部分和所述分支部分之间形成蹼状结构，以对所述三维模型进行细化处理，其中，所述蹼状结构为光滑的过渡连接结构。
[0012]本申请实施例的目的在于提供一种电子设备，包括：获取模块，其配置为，获取目标对象的原始图像，其中，所述原始图像包括所述目标对象的主干部分和分支部分；分割模块，其配置为，基于迭代分割图像的方式，将所述目标对象的主干部分和分支部分进行分割处理，形成对应的多个点元素；提取模块，其配置为，提取所述多个点元素，以形成与所述主干部分对应的点元素集合，以及与所述分支部分对应的点元素集合，其中，所述点元素集合表征所述主干部分和所述分支部分的骨架结构；重建模块，其配置为，对所述点元素集合进行三维重建，以形成管状拓扑结构和椭球状拓扑结构，其中，所述管状拓扑结构与所述主干部分相对应，所述椭球状拓扑结构与所述分支部分相对应；合并模块，其配置为，将所述管状拓扑结构和所述椭球状拓扑结构进行合并，以形成所述目标对象的三维模型。
[0013]本申请实施例的目的在于提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可执行程序，所述处理器执行所述可执行程序以实现上述方法的步骤。
[0014]与现有技术相比，本申请实施例的有益效果在于：本申请在借助CT影像辅助的情况下，可实现高精度的肺部CT影像中的管状结构，肺支气管和肺动静脉的重建，还原真实生理结构，为患者诊断及手术提供充分有用的信息。本申请在传统医学三维重建基础上，对三维重建方法进行设计改进，融合了骨架表征方法，使用圆度检测来对骨架结构进行校正，从而使骨架分布在原始标注结果的中心，提升其对分割数据的高度抽象能力，有利于后续管状化的进行。为了得到高精度的重建结果，采用密集点云的方式，使用较小的骨架点，逐点生成圆环位置坐标，并使用圆柱拓扑结构构建点云间的拓扑结构，从而使其形成完整的Mesh结构，进而形成初始管状化三维模型。
附图说明
[0015]图1为本申请实施例的图像处理方法的流程图；图2为本申请实施例的步骤S400的一个实施例的流程图；图3为本申请实施例的步骤S400的另一个实施例的流程图；图4为传统三维重建与本申请实施例的Mesh优化管状三维重建的比较的示意图；图5为本申请实施例的一个电子设备的结构框图；图6为本申请实施例的另一个电子设备的结构框图。
具体实施方式
[0016]此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。
[0017]应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。
[0018]包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。
[0019]通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。
[0020]还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标对象的原始图像，其中，所述原始图像包括所述目标对象的主干部分和分支部分；基于迭代分割图像的方式，将所述目标对象的主干部分和分支部分进行分割处理，形成对应的多个点元素；提取所述多个点元素，以形成与所述主干部分对应的点元素集合，以及与所述分支部分对应的点元素集合，其中，所述点元素集合表征所述主干部分和所述分支部分的骨架结构；对所述点元素集合进行三维重建，以形成管状拓扑结构和椭球状拓扑结构，其中，所述管状拓扑结构与所述主干部分相对应，所述椭球状拓扑结构与所述分支部分相对应；将所述管状拓扑结构和所述椭球状拓扑结构进行合并，以形成所述目标对象的三维模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在获得所述点元素集合之后，对所述点元素集合进行细化处理，以使所述点元素集合表征的所述主干部分和所述分支部分具有清晰的骨架结构。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述点元素集合进行细化处理，包括：将所述点元素集合转化为具有树形结构的有向图结构，其中，所述有向图结构包括根节点元素、过渡节点元素以及叶子节点元素。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述点元素集合进行细化处理，还包括：对所述点元素集合的位置进行校正；基于所述点元素的法向量方向，获取所述点元素的截面；基于所述点元素的截面，对所述点元素的位置进行校正；基于所述点元素的圆度，获取所述点元素的半径，其中，所述点元素的半径表征所述点元素的粗细程度。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述点元素集合进行细化处理，还包括：在确定所述点元素集合中包括异常骨架结构的情况下，对所述点元素集合进行修剪处理，以去除所述异常骨架结构，其中，所述异常骨架结构表征为所述目标对象的凸起、小毛刺以及小分叉。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗立刚，罗翔，侯波林，罗祥凤，高光明，孙丽莹，
申请(专利权)人：零氪科技天津有限公司，
类型：发明
国别省市：