基于初始輪廓預(yù)測模型的并行圖像分割方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于初始輪廓預(yù)測模型的并行圖像分割方法，它采用多級結(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將總機(jī)節(jié)點(diǎn)接收需要處理的三維斷層序列醫(yī)學(xué)CT圖像，將這些序列圖像分成組派送到二級節(jié)點(diǎn)；每個二級節(jié)點(diǎn)接受分組圖像后，利用初始輪廓預(yù)測模型預(yù)測圖像的初始輪廓曲線，再分配給三級節(jié)點(diǎn)；三級節(jié)點(diǎn)的主處理機(jī)接收需要處理的圖像，將的分割問題分為不同的子任務(wù)通過MPICH發(fā)送到各個三級節(jié)點(diǎn)的從處理機(jī)上，從處理機(jī)將子任務(wù)計(jì)算完成之后，再將各個處理結(jié)果發(fā)送給主處理機(jī)進(jìn)行合成，也即三級節(jié)點(diǎn)的主、從處理機(jī)系統(tǒng)完成單幅圖像的分割。本發(fā)明同時解決了活動輪廓模型的輪廓曲線初始化問題和提高圖像分割算法計(jì)算速度問題。
【專利說明】基于初始輪廓預(yù)測模型的并行圖像分割方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)CT圖像處理，尤其涉及醫(yī)學(xué)圖像分割方法。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)學(xué)影像技術(shù)已成為醫(yī)學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。醫(yī)學(xué)圖像包括CT、MRI及其它醫(yī)學(xué)影像設(shè)備所獲得的圖像，還需要對圖像進(jìn)行處理和分析，從圖像中把有關(guān)結(jié)構(gòu)(或感興趣區(qū))分割出來。醫(yī)學(xué)圖像分割技術(shù)是醫(yī)學(xué)圖像處理和分析中的關(guān)鍵技術(shù)，它是一個根據(jù)區(qū)域內(nèi)的相似性以及區(qū)域間的不同把圖像分割成若干區(qū)域的過程。
[0003]目前，圖像分割技術(shù)主要有閾值分割法、圖搜索法、模糊聚類法、測地活動輪廓模型等方法。
[0004]閾值分割法是通過確定閾值區(qū)間實(shí)現(xiàn)分割，閾值的選擇至關(guān)重要。
[0005]在圖搜索方法中，邊界點(diǎn)和邊界段可以用圖結(jié)構(gòu)表示，通過在圖中搜索圖中對應(yīng)最小代價的通道就找到了閉合邊界，該邊界便為最終的分割結(jié)果。這種方法一般計(jì)算量較大，實(shí)現(xiàn)速度慢。
[0006]模糊聚類法通過迭代地執(zhí)行圖像分類和提取各類的特征，其利用不同的S型隸屬度函數(shù)來定義模糊目標(biāo)來完成圖像的分割；此方法因聚類時間過長，實(shí)現(xiàn)速度較慢。
[0007]與本申請有關(guān)的技術(shù)是測地活動輪廓模型法。
[0008]測地活動輪廓模型是基于黎曼空間幾何中測地線理論思想，在經(jīng)典幾何活動輪廓模型的基礎(chǔ)之上，增加了一項(xiàng)懲罰力，該懲罰力可以自適應(yīng)的調(diào)節(jié)曲線演化的方向，在演化初期不但可以將輪廓曲線吸引到目標(biāo)邊界加上，而當(dāng)輪廓曲線過度收縮時，該項(xiàng)也可以將輪廓曲線再拉到目標(biāo)邊界之上。設(shè)初始輪廓線為設(shè)輪廓曲線C (P，t)，則測地活動輪廓模型可表不為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于初始輪廓預(yù)測模型的并行圖像分割方法，其特征在于，它是在基于初始輪廓預(yù)測模型的基礎(chǔ)上，由計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)利用并行算法實(shí)現(xiàn)的，其中: 所述的計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)是由總機(jī)節(jié)點(diǎn)、二級節(jié)點(diǎn)和三級節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的多級結(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；每個二級節(jié)點(diǎn)包含一臺處理機(jī)，每個三級節(jié)點(diǎn)又包含一臺主處理機(jī)、多臺從處理機(jī)，各個處理機(jī)之間通過消息傳遞機(jī)制通訊； 所述的基于平滑項(xiàng)的測地活動輪廓模型，是在現(xiàn)有測地活動輪廓模型的基礎(chǔ)上添加了一個圖像平滑項(xiàng)，模型建立過程如下:
【文檔編號】G06T7/00GK103886604SQ201410126329
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】彭延軍, 王元紅, 張帥, 山君良, 賈瑞生 申請人:山東科技大學(xué)