影像處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種影像處理方法，用以求得邊界范圍。該方法包含對(duì)物體的內(nèi)壁取樣影像；從該影像擷取第一邊界曲線；從該影像擷取多條初始邊界曲線；根據(jù)該多條初始邊界曲線求得第一參考曲線；根據(jù)該第一參考曲線及該第一邊界曲線求得厚度；根據(jù)該第一邊界曲線及該厚度處理該多條初始邊界曲線以求得多條候選邊界曲線；根據(jù)該多條候選邊界曲線求得第二參考曲線；根據(jù)該第二參考曲線從該多條候選邊界曲線上選取一組節(jié)點(diǎn)；將該組節(jié)點(diǎn)相連以形成結(jié)果邊界曲線；及根據(jù)該第一邊界曲線及該結(jié)果邊界曲線界定該邊界范圍。藉此界定模糊影像的邊界范圍。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
影像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明揭露一種影像處理方法，尤指一種可根據(jù)多條初始邊界曲線求得結(jié)果邊界曲線，以界定邊界范圍的影像處理方法。【背景技術(shù)】
[0002]利用能量波偵測(cè)物體內(nèi)部，已是工程或醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常見(jiàn)的應(yīng)用。為人們所熟知的力學(xué)波(如超音波)或電磁波(如X光)皆常用以偵測(cè)物體內(nèi)部，并據(jù)以成像以供檢視分析。
[0003]然而，以自動(dòng)化程序在模糊影像中界定邊界曲線實(shí)不易執(zhí)行。以醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用舉例而言，心血管科醫(yī)師常使用醫(yī)療用超音波偵測(cè)患者頸部，以偵測(cè)血管的內(nèi)中膜厚度 (intima-media thickness，IMT)的邊界范圍，若內(nèi)中膜厚度過(guò)厚，貝丨彳可警示心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)過(guò)高。然而，超音波影像成像后常模糊不清，故高度倚賴(lài)相關(guān)人員(如醫(yī)師、檢驗(yàn)師、工程師等)的人工判讀。若不采用人工判讀，則不易界定出欲偵測(cè)的邊界范圍。在人工判讀不可或缺的前提下，即使有原始影像，亦不易以影像處理方法得知模糊的原始影像中的邊界曲線，此現(xiàn)狀不僅造成人力需求的負(fù)擔(dān)，更使大量資料分析難以實(shí)現(xiàn)。
[0004]因此，有必要設(shè)計(jì)一種新型的影像處理方法，以克服上述缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種影像處理方法，可根據(jù)多條初始邊界曲線求得結(jié)果邊界曲線，以界定邊界范圍，以協(xié)助相關(guān)人員更容易地界定欲偵測(cè)的邊界范圍，并提高自動(dòng)化分析的可行性與正確率。
[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種影像處理方法，用以求得邊界范圍，該方法包含:
[0007]對(duì)物體的內(nèi)壁取樣影像；
[0008]從該影像擷取第一邊界曲線；
[0009]從該影像擷取多條初始邊界曲線；
[0010]根據(jù)該多條初始邊界曲線求得第一參考曲線；
[0011]根據(jù)該第一參考曲線及該第一邊界曲線求得厚度；
[0012]根據(jù)該第一邊界曲線及該厚度處理該多條初始邊界曲線以求得多條候選邊界曲線；[0013 ]根據(jù)該多條候選邊界曲線求得第二參考曲線；
[0014]根據(jù)該第二參考曲線從該多條候選邊界曲線上選取一組節(jié)點(diǎn)；
[0015]將該組節(jié)點(diǎn)相連以形成結(jié)果邊界曲線;及
[0016]根據(jù)該第一邊界曲線及該結(jié)果邊界曲線界定該邊界范圍；
[0017]其中該第一邊界曲線對(duì)應(yīng)于該邊界范圍的第一側(cè)，且該多條初始邊界曲線、該多條候選邊界曲線、及該結(jié)果邊界曲線對(duì)應(yīng)于該邊界范圍的第二側(cè)。
[0018]較佳的，根據(jù)該第一邊界曲線及該厚度處理該多條初始邊界曲線以求得該多條候選邊界曲線的步驟包含:
[0019]根據(jù)該第一邊界曲線及該厚度界定容許范圍，或者根據(jù)該第一邊界曲線、該厚度及門(mén)濫值界定該容許范圍；及
[0020]調(diào)整該多條初始邊界曲線中超過(guò)該容許范圍的部分，以求得該多條候選邊界曲線。
[0021]較佳的，根據(jù)該第二參考曲線從該多條候選邊界曲線上選取該組節(jié)點(diǎn)的步驟包含:
[0022]以多條軸線，劃于該多條候選邊界曲線上，該多條軸線垂直于該第一側(cè)及該第二側(cè)，從而使該多條軸線及該多條候選邊界曲線形成一組候選節(jié)點(diǎn);及
[0023]挑選每條軸線上最接近該第二參考曲線的候選節(jié)點(diǎn)，以形成該組節(jié)點(diǎn)。
[0024]較佳的，該多條初始邊界曲線包含第一初始邊界曲線，從該影像擷取該多條初始邊界曲線的步驟包含:
[0025]將該影像的對(duì)比度提高以形成第二影像；[〇〇26]對(duì)該第二影像執(zhí)行平滑濾波處理以形成第三影像；[〇〇27]對(duì)該第三影像執(zhí)行第一二值化處理以形成第四影像；[〇〇28]對(duì)該第四影像執(zhí)行第一形態(tài)學(xué)處理以形成第五影像;及
[0029]根據(jù)該第五影像擷取該第一初始邊界曲線。
[0030]較佳的，該多條初始邊界曲線還包含第二初始邊界曲線，從該影像擷取該多條初始邊界曲線的步驟還包含:[0031 ]對(duì)該第二影像執(zhí)行濾波處理以形成第六影像；
[0032]對(duì)該第六影像執(zhí)行影像強(qiáng)化以形成第七影像;及
[0033]根據(jù)該第七影像擷取該第二初始邊界曲線。
[0034]較佳的，該多條初始邊界曲線還包含第三初始邊界曲線，從該影像擷取該多條初始邊界曲線的步驟還包含:
[0035]對(duì)該第七影像執(zhí)行第二二值化處理以形成第八影像；
[0036]對(duì)該第八影像執(zhí)行第二形態(tài)學(xué)處理以形成第九影像;及 [〇〇37]根據(jù)該第九影像擷取該第三初始邊界曲線。[〇〇38] 較佳的，該濾波處理包含中值濾波處理和/或邊緣濾波處理;該第一形態(tài)學(xué)處理包含膨脹處理和/或浸蝕處理;該第二形態(tài)學(xué)處理包含膨脹處理和/或浸蝕處理。
[0039]較佳的，該第一參考曲線為根據(jù)該多條初始邊界曲線的位置信息執(zhí)行平均計(jì)算而求得的平均曲線。
[0040]較佳的，該第二參考曲線為根據(jù)該多條候選邊界曲線的位置信息執(zhí)行平均計(jì)算而求得的平均曲線。[0041 ]較佳的，從該影像擷取第一邊界曲線的步驟包含:
[0042]將該影像的對(duì)比度降低以形成第十影像；
[0043]將該第十影像執(zhí)行平滑濾波以形成第十一影像；
[0044]將該第十一影像執(zhí)行邊緣強(qiáng)化以形成第十二影像；[〇〇45]將該第十二影像執(zhí)行二值化、及膨脹處理以形成第十三影像；[〇〇46]將該第十三影像執(zhí)行浸蝕處理以形成第十四影像；以及
[0047]根據(jù)該第十四影像擷取第一邊界曲線。
[0048]綜上所述，本發(fā)明影像處理方法通過(guò)對(duì)物體的內(nèi)壁取樣影像;從該影像擷取第一邊界曲線;從該影像擷取多條初始邊界曲線;根據(jù)該多條初始邊界曲線求得第一參考曲線； 根據(jù)該第一參考曲線及該第一邊界曲線求得厚度;根據(jù)該第一邊界曲線及該厚度處理該多條初始邊界曲線以求得多條候選邊界曲線;根據(jù)該多條候選邊界曲線求得第二參考曲線； 根據(jù)該第二參考曲線從該多條候選邊界曲線上選取一組節(jié)點(diǎn);將該組節(jié)點(diǎn)相連以形成結(jié)果邊界曲線;及根據(jù)該第一邊界曲線及該結(jié)果邊界曲線界定該邊界范圍，可清楚界定模糊影像的邊界范圍，以協(xié)助相關(guān)人員更容易的界定欲偵測(cè)的邊界范圍，并提高自動(dòng)化分析的可行性與正確率。
[0049]為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下:【附圖說(shuō)明】
[0050]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中觀測(cè)到的血管內(nèi)壁的超音波影像圖。
[0051]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中，取樣影像的示意圖。[〇〇52]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的影像處理方法的流程圖。[〇〇53]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中，擷取初始邊界曲線的方法流程圖。[〇〇54]圖5為圖4的各步驟對(duì)應(yīng)額影像處理變化圖。
[0055]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中，擷取初始邊界曲線的方法流程圖。
[0056]圖7為圖6中各步驟對(duì)應(yīng)的影像處理變化圖。[〇〇57]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中，擷取初始邊界曲線的方法流程圖。[〇〇58]圖9為圖8的各步驟對(duì)應(yīng)的影像處理變化圖。
[0059]圖10為本發(fā)明實(shí)施例中，第一參考曲線置于取樣的影像的示意圖。
[0060]圖11為圖3的步驟380的原理說(shuō)明示意圖。
[0061]圖12為圖3的步驟320擷取第一邊界曲線的方法流程圖。[〇〇62]圖13為對(duì)應(yīng)于圖12的影像處理變化圖。
[0063]圖14為本發(fā)明實(shí)施例中，血管超音波影像及對(duì)應(yīng)的第一邊界曲線及結(jié)果邊界曲線的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0064]為使對(duì)本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進(jìn)一步的了解，茲配合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0065]在說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求書(shū)當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱(chēng)特定的元件。所屬領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者應(yīng)可理解，制造商可能會(huì)用不同的名詞來(lái)稱(chēng)呼同一個(gè)元件。本說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求書(shū)并不以名稱(chēng)的差異來(lái)作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的「包括」為開(kāi)放式的用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成「包括但不限定于」。
[0066]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中觀測(cè)到的血管內(nèi)壁的超音波影像圖100。血管包含上方血管壁(vessel wall) 110、下方血管壁120及供血液流通的內(nèi)腔(lumen) 130。圖1所示的兩箭頭之間，可為待觀測(cè)的血管壁的內(nèi)中膜厚度(MT)，亦即待界定的邊界范圍。需要特別說(shuō)明的是，血管壁包括內(nèi)膜、中膜和外膜，其中，該中膜位于該內(nèi)膜和該外膜之間，該內(nèi)膜界定內(nèi)腔 130〇
[0067]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中取樣影像210的示意圖。如上述，若不采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法，則須倚靠人工判讀，方可得知待界定的邊界范圍(例如血管的內(nèi)中膜厚度)，故不僅耗費(fèi)人力，也不利于提升自動(dòng)化判讀的正確度。當(dāng)采用本案實(shí)施例的方法，可于下方血管壁120及內(nèi)腔130的交界處取樣影像210(圖2中虛線方框)，且于影像210擷取第一邊界曲線 220。于本例中，第一邊界曲線220可為下方血管壁120的內(nèi)膜界面(lumen-1nti ma interface ;LII)-內(nèi)腔曲線。圖2中另還可見(jiàn)第二邊界曲線230,第二邊界曲線230可為下方血管壁120的中膜-外膜界面(media-adventitia interface;MAI)曲線。第一邊界曲線220 及第二邊界曲線230之間的邊界范圍，可為前述的內(nèi)中膜厚度。
[0068]由圖2可見(jiàn)，由于成像后內(nèi)腔的灰階度較低(偏黑)且內(nèi)膜灰階度偏高(偏白)，故第一邊界曲線220可較明確地求得。然而，由于中膜與外膜成像后的灰階度相似，故第二邊界曲線230易被內(nèi)中膜厚度的影像影響而較不易辨識(shí)，須進(jìn)一步處理方可明確界定，其方法詳述于下。[〇〇69]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的影像處理方法300的流程圖。參見(jiàn)圖1和圖2,影像處理方法 300為用以決定血管的內(nèi)中膜厚度，其可包含以下步驟，其中步驟330可對(duì)應(yīng)于圖4至圖9，步驟340至360可對(duì)應(yīng)于圖10，步驟370至390可對(duì)應(yīng)于圖11，各步驟將詳述于下文:
[0070] 步驟310:于下方血管壁120及內(nèi)腔130的交界處取樣影像210;
[0071]步驟320:從影像210擷取第一邊界曲線220;[〇〇72]步驟330:從影像210擷取多條初始邊界曲線2301-230X;[〇〇73]步驟340:根據(jù)多條初始邊界曲線2301-230X求得第一參考曲線240;[〇〇74]步驟350:根據(jù)第一參考曲線240及第一邊界曲線220求得厚度TH;[〇〇75] 步驟360:根據(jù)第一邊界曲線220及厚度TH處理多條初始邊界曲線2301-230X以求得多條候選邊界曲線2301’-230x’ ；[〇〇76]步驟370:根據(jù)多條候選邊界曲線2301’ -230x ’求得第二參考曲線235;[〇〇77] 步驟380:根據(jù)第二參考曲線235從多條候選邊界曲線2301’-230x’上選取一組節(jié)點(diǎn)Pl-Pk;[〇〇78] 步驟390:將節(jié)點(diǎn)Pl-Pk相連以形成結(jié)果邊界曲線239;及[〇〇79]步驟395:根據(jù)第一邊界曲線220及結(jié)果邊界曲線239界定邊界范圍，以決定內(nèi)中膜厚度。
[0080]其中，第一邊界曲線220可對(duì)應(yīng)于邊界范圍的第一側(cè)，例如(但不限于)上側(cè)。初始邊界曲線2301-230X、候選邊界曲線2301’-230x’、及結(jié)果邊界曲線239可對(duì)應(yīng)于邊界范圍的第二側(cè)，例如(但不限于)下側(cè)。上述步驟求得的結(jié)果邊界曲線239,即可為圖2所示的第二邊界曲線230,若以量測(cè)血管的內(nèi)中膜厚度的應(yīng)用為例，則可為中膜-外膜界面(MAI)曲線。上述步驟330至380所述的初始邊界曲線及候選邊界曲線，其個(gè)數(shù)為X。步驟380的節(jié)點(diǎn)Pl-Pk的個(gè)數(shù)為L(zhǎng)xi可為大于1的正整數(shù)，且可根據(jù)工程需求而調(diào)整。下文以x = 3為例，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的原理。[〇〇81]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中，擷取初始邊界曲線2301的方法流程圖。圖3的步驟330所述的初始邊界曲線2301，可例如以下列步驟求得:
[0082]步驟4301:將影像210的對(duì)比度提高以形成第二影像2102;[0〇83]步驟4302:對(duì)第二影像2101執(zhí)行平滑濾波(smoothing filter)處理，以形成第三影像2103;[0〇84]步驟4303:對(duì)第三影像2103執(zhí)行二值化(binarizat1n)處理以形成第四影像；[0〇85]步驟4304:對(duì)第四影像執(zhí)行形態(tài)學(xué)處理(morphological process)以形成第五影像2105;及[〇〇86]步驟4305:根據(jù)第五影像2015擷取初始邊界曲線2301。
[0087]圖5為圖4的各步驟對(duì)應(yīng)的影像處理變化圖。如圖5所示的影像210的畫(huà)面分布可知，線段2105a實(shí)質(zhì)上為所求的中膜-外膜界面(MAI)曲線。步驟4301提高影像210的對(duì)比度后，可利于后續(xù)的影像處理。步驟4302的平滑濾波處理可例如為高斯濾波(Gaussian filter)或雙向?yàn)V波(bilateral filter)處理，其可減少噪聲(de-noise)、使影像較均勾平滑。步驟4303的二值化處理可使影像由灰階影像轉(zhuǎn)為黑白影像，可利于處理影像中的邊界部分。步驟4304所述的形態(tài)學(xué)處理可包含膨脹(dilat1n)處理及/或浸蝕(eros1n)處理， 在此以?xún)烧呒婢邽槔Ｅ蛎浱幚砜山逵膳蛎浄绞教钛a(bǔ)并消除高灰階(如白色部分)的暗點(diǎn)， 浸蝕處理可使影像的布局縮回膨脹處理前的圖樣，故可有填補(bǔ)空洞的效果。將第三影像 2103進(jìn)行二值化處理及膨脹處理可產(chǎn)生影像2105’。將影像2105’進(jìn)行浸蝕處理可產(chǎn)生第五影像2105,并據(jù)以擷取初始邊界曲線2301。初始邊界曲線2301可疊加回影像210以供比對(duì)。 [〇〇88]第五影像2105的線段2105a上方的部分可實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于中膜-外膜界面(MAI)曲線的上方，故經(jīng)處理后，原應(yīng)顯示為黑色區(qū)域，但觀看第二影像2102、第三影像2103,可見(jiàn)左半部的中膜-外膜界面(MAI)曲線較不清晰(例如圖5中區(qū)域A)，因此經(jīng)過(guò)二值化(步驟4303)及形態(tài)學(xué)處理(步驟4304)后，線段2105a上方的部分顯示為白色區(qū)域。因此，步驟4305中根據(jù)第五影像2015的黑色區(qū)域及白色區(qū)域的分界處所擷取的初始邊界曲線2301(如圖5所示)與線段2105a(其可實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)于所求的中膜-外膜界面曲線)并不一致且具有誤差，于本示例中，尤其于影像的左半部此誤差較顯著。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，除了初始邊界曲線2301， 仍須根據(jù)其他初始邊界曲線，如2302、2303,以求得更正確的邊界范圍(本示例的邊界范圍即內(nèi)中膜厚度)。[〇〇89]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中，擷取初始邊界曲線2302的方法流程圖。圖3的步驟330所述的初始邊界曲線2302，可例如以下列步驟求得:
[0090]步驟4301:將影像210的對(duì)比度提高以形成第二影像2102;[〇〇91]步驟6302:對(duì)第二影像2102執(zhí)行濾波處理以形成第六影像7106;[0〇92]步驟6303:對(duì)第六影像執(zhí)行影像強(qiáng)化(image enhancement)以形成第七影像7107;及[〇〇93]步驟6304:根據(jù)第七影像7107擷取初始邊界曲線2302。[〇〇94]圖7為圖6中各步驟對(duì)應(yīng)的影像處理變化圖。步驟6302所述的濾波處理可例如包含中值濾波(medium filter)處理和/或邊緣濾波(edge filter)處理，在此以?xún)烧呒婢邽槔?中值濾波處理可用以消除斑點(diǎn)噪聲。邊緣濾波處理可偵測(cè)影像中的邊緣位置，此處可例如采用索貝爾濾波(Sobel filter)處理作為邊緣濾波處理的演算方式。圖7中，對(duì)第二影像 2102執(zhí)行中值濾波處理可產(chǎn)生影像7106’，對(duì)影像7106’執(zhí)行邊緣濾波處理可產(chǎn)生第六影像 7106。步驟6303中，對(duì)第六影像7106執(zhí)行影像強(qiáng)化可使影像的邊界更加明確，并產(chǎn)生第七影像7107。步驟6304中，第七影像7107的白色區(qū)域的下緣可近似地對(duì)應(yīng)于所求的中膜-外膜界面(MAI)曲線，故可根據(jù)第七影像7107擷取初始邊界曲線2302。初始邊界曲線2302可用以疊加于影像210。如圖5所示，于影像左半部，初始邊界曲線2301可能與較為接近所求的中膜-外膜界面曲線的線段2105a有所誤差，故使用圖6和圖7的步驟擷取的初始邊界曲線2302,及下文所述的初始邊界曲線2303,可補(bǔ)償?shù)谖逵跋?105的線段2105a及初始邊界曲線2301之間的誤差。[〇〇95]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中，擷取初始邊界曲線2303的方法流程圖。圖3的步驟330所述的初始邊界曲線2303，可例如以下列步驟求得:[〇〇96] 步驟4301:將影像210的對(duì)比度提高以形成第二影像2102;[〇〇97] 步驟6302:對(duì)第二影像2102執(zhí)行濾波處理以形成第六影像7106;[0〇98] 步驟6303:對(duì)第六影像執(zhí)行影像強(qiáng)化(image enhancement)以形成第七影像7107; [〇〇99] 步驟8304:對(duì)第七影像7107執(zhí)行二值化處理以形成第八影像8108;[〇1〇〇] 步驟8305:對(duì)第八影像8108執(zhí)行形態(tài)學(xué)處理以形成第九影像8109;及 [〇1〇1]步驟8306:根據(jù)該第九影像8109擷取初始邊界曲線2303。[〇1〇2]圖9為圖8的各步驟對(duì)應(yīng)的影像處理變化圖。步驟4301、6302及6303的說(shuō)明如上文， 故不贅述。步驟8304中，對(duì)第七影像7107執(zhí)行二值化處理可突顯影像中的邊緣部分。步驟 8305的形態(tài)學(xué)處理可包含浸蝕處理及/或膨脹處理，此處以?xún)烧呒婢邽槔?。步驟8305中，對(duì)于第八影像8108執(zhí)行浸蝕處理后可產(chǎn)生影像8109’，此浸蝕處理可消除低灰階區(qū)域(如黑色區(qū)域)的雜點(diǎn)部分，從而有利于后續(xù)影像處理的正確性。對(duì)于影像8109’執(zhí)行膨脹處理可回復(fù)浸蝕處理縮減的面積，從而產(chǎn)生第九影像8109。步驟8306中，第九影像8109的白色區(qū)域的下緣可近似地對(duì)應(yīng)于所求的中膜-外膜界面(MAI)曲線，故可根據(jù)第九影像8109擷取初始邊界曲線2303。[〇1〇3] 如圖4至圖9所示，可求得初始邊界曲線2301、2302、2303。圖3的步驟340中，可根據(jù)初始邊界曲線2301至230x(在此以2301至2303為例)求得第一參考曲線240。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可根據(jù)初始邊界曲線2301、2302、2303的位置信息執(zhí)行平均計(jì)算，所得的平均曲線可為第一參考曲線240。此平均計(jì)算可使用算術(shù)平均、加權(quán)平均、幾何平均或其他計(jì)算函數(shù)。所述的位置信息可例如為初始邊界曲線2301至2303的縱軸方向的坐標(biāo)值。所述的縱軸方向可為實(shí)質(zhì)上垂直于影像210的第一側(cè)(如上側(cè))及第二側(cè)(如下側(cè))。圖10的本發(fā)明實(shí)施例中，第一參考曲線240置于取樣的影像210的示意圖。經(jīng)平均計(jì)算后，可求得第一參考曲線240,且第一參考曲線240與第一邊界曲線220之間可為厚度TH。[〇1〇4] 步驟360中，根據(jù)第一邊界曲線220及厚度TH處理初始邊界曲線2301-230X以求得候選邊界曲線，可例如為根據(jù)第一邊界曲線220及厚度TH界定容許范圍，及調(diào)整初始邊界曲線2301-230X中超過(guò)該容許范圍的部分，以求得該多條候選邊界曲線2301’-230x’。舉例而言，可將第一邊界曲線220下方的厚度TH形成的一帶狀區(qū)域定義為該容許范圍，若初始邊界曲線2301上有n個(gè)畫(huà)素(n為正整數(shù))落于該容許范圍之外，則可將初始邊界曲線2301的n個(gè)畫(huà)素刪除、或執(zhí)行曲線調(diào)整，以將落于容許范圍的外的曲線部分拉入該容許范圍，從而產(chǎn)生候選邊界曲線2301’。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，亦可例如將第一邊界曲線220下方的厚度TH乘以參數(shù)、或以其他數(shù)學(xué)函式校正，以產(chǎn)生所述的容許范圍。[〇1〇5]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，步驟360中，亦可根據(jù)第一邊界曲線220、厚度TH及門(mén)檻值界定所述的容許范圍，以調(diào)整初始邊界曲線2301-230X中超過(guò)該容許范圍的部分，從而求得候選邊界曲線2301’-230x’。該門(mén)檻值可例如為第一邊界曲線220及厚度TH形成的帶狀區(qū)域的上、下m個(gè)畫(huà)素(m為正整數(shù))，或該帶狀區(qū)域的上、下距離，且該距離為厚度TH的k%(100<k〈 0)等。
[0106]步驟360可將初始邊界曲線2301-230X中，位置過(guò)于偏移的部分去除，以使候選邊界曲線2301’-230x’落于較為合理的容許范圍內(nèi)。步驟370中，可使用候選邊界曲線2301’-230x’執(zhí)行平均計(jì)算(其可為算術(shù)平均、加權(quán)平均、幾何平均或其他計(jì)算函數(shù))，所得的平均曲線可為第二參考曲線235。[〇1〇7]圖11為圖3的步驟380的原理說(shuō)明示意圖。步驟380提及候選邊界曲線2301’至 230x’，圖11中以候選邊界曲線2301’至2303’為例。圖11的本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)第二參考曲線235及候選邊界曲線2301’-2303’選取一組節(jié)點(diǎn)P1-P18的操作示意圖。第二參考曲線 235已近似所求的第二邊界曲線230(例如血管超音波檢測(cè)欲尋找的中膜-外膜界面MAI曲線)，但由于第二參考曲線235由候選邊界曲線2301’-2303’執(zhí)行平均計(jì)算而得到，故相異于由影像中直接量測(cè)得到的曲線。因此，為使最后結(jié)果更接近由影像中直接量測(cè)得到的曲線， 可執(zhí)行圖11的操作。步驟380可包含:[〇1〇8] 步驟3801:以多條軸線Al-Ak，劃于候選邊界曲線2301’-230x’上，該多條軸線A1-Ak實(shí)質(zhì)上垂直于該第一側(cè)及該第二側(cè)，從而使該多條軸線Al-Ak及該多條候選邊界曲線 2301’-230x ’形成一組候選節(jié)點(diǎn)；及[〇1〇9]步驟3802:挑選每條軸線Al-Ak上最接近該第二參考曲線235的候選節(jié)點(diǎn)，以形成該組節(jié)點(diǎn)Pl-Pk。
[0110]以x = 3且k= 18為例，以便說(shuō)明，但本發(fā)明實(shí)施例不限于此樣態(tài)。所述的候選節(jié)點(diǎn)可為軸線A1-A18與候選邊界曲線2301’-230x’的多個(gè)交界點(diǎn)，圖11中，每一軸線上可有3個(gè)候選節(jié)點(diǎn)。關(guān)于步驟3802,以軸線A1為例，軸線A1上的候選節(jié)點(diǎn)中，以候選邊界曲線2301’與軸線A1的交界點(diǎn)距離第二參考曲線235最近，故候選邊界曲線2301’與軸線A1的交界點(diǎn)可被選為軸線A1上的節(jié)點(diǎn)P1;又，軸線A2上以候選邊界曲線2302’與軸線A2的交界點(diǎn)距離第二參考曲線235最近，故候選邊界曲線2302’與軸線A2的交界點(diǎn)可被選為軸線A2上的節(jié)點(diǎn)P2…依此類(lèi)推，可于軸線A1-A18上挑選得到節(jié)點(diǎn)P1-P18。如步驟390所述，再將節(jié)點(diǎn)P1-P18相連，可形成結(jié)果邊界曲線239。
[0111]如圖11的原理求得的結(jié)果邊界曲線239,即可對(duì)應(yīng)于圖2的第二邊界曲線230,若以血管超音波檢驗(yàn)的應(yīng)用為例，則結(jié)果邊界曲線239可為先前技術(shù)較不易判別的中膜-外膜界面(MAI)曲線，但使用本發(fā)明實(shí)施例的方法則可界定求得。于圖11中，因軸線A1-A18的個(gè)數(shù)僅為18,故結(jié)果邊界曲線239呈現(xiàn)微鋸齒狀，然而，圖11僅為用以說(shuō)明操作原理的示例，當(dāng)軸線的個(gè)數(shù)足夠，亦即取樣率較高，且顯示裝置的分辨率足夠時(shí)，則所得的結(jié)果邊界曲線239 實(shí)可為更細(xì)密的曲線。
[0112]圖12為本發(fā)明實(shí)施例中，圖3的步驟320擷取第一邊界曲線220的方法流程圖。圖13 對(duì)應(yīng)于圖12的影像處理變化圖。步驟320可包含:
[0113]步驟3201:將影像210的對(duì)比度降低以形成影像1301;進(jìn)入步驟3202及3206;
[0114]步驟3202:將影像1301執(zhí)行平滑濾波以形成影像1302;
[0115]步驟3203:將影像1302執(zhí)行邊緣強(qiáng)化以形成影像1303;
[0116]步驟3204:將影像1303執(zhí)行二值化、及膨脹處理以形成影像1304;
[0117]步驟3205:將影像1304執(zhí)行浸蝕處理以形成影像1305;進(jìn)入步驟3208;
[0118]步驟3206:將影像1301執(zhí)行邊緣濾波處理以形成影像1306;[〇119] 步驟3207:將影像1306執(zhí)行邊緣偵測(cè)(boundary detect1n)以求得門(mén)濫界線 1380;進(jìn)入步驟3209;[〇12〇] 步驟3208:根據(jù)影像1305擷取第一邊界曲線220;進(jìn)入步驟3209;
[0121]步驟3209:判斷第一邊界曲線220是否在門(mén)檻界線1380的范圍內(nèi)，若是，進(jìn)入步驟 3210;若否，進(jìn)入步驟3211;
[0122]步驟3210:第一邊界曲線220位于合理的范圍內(nèi)，顯示第一邊界曲線220;
[0123]步驟3211:第一邊界曲線220位于合理的范圍外，回報(bào)誤差訊息。
[0124]步驟3201的平滑濾波處理可例如為高斯濾波或雙向?yàn)V波處理，步驟3206所述的邊緣濾波處理可例如為索貝爾濾波處理，步驟3201至3205、3206所述的各種濾波處理方式及對(duì)應(yīng)功效可參考前文，故不重述。步驟3201至3205、3208可求得第一邊界曲線220，步驟3208 至3211可為選擇性執(zhí)行的步驟，用以檢查已擷取的第一邊界曲線220是否位于合理的范圍。 本例中，步驟3209所述的門(mén)檻界線1380的范圍，可例如為門(mén)檻界線1380的下方。以血管超音波檢測(cè)的應(yīng)用為例，第一邊界曲線220可為血管壁的內(nèi)膜界面-內(nèi)腔(LII)曲線。
[0125]圖14為本發(fā)明實(shí)施例中，血管超音波影像210a至210d及對(duì)應(yīng)的第一邊界曲線220a 至220d及結(jié)果邊界曲線239a至239d的示意圖。以影像210a為例，經(jīng)采用本發(fā)明實(shí)施例的方法，可求得第一邊界曲線220a及結(jié)果邊界曲線239a，第一邊界曲線220a可為內(nèi)腔-內(nèi)膜界面 (LII)曲線，結(jié)果邊界曲線239a可為中膜-外膜界面(MAI)曲線，此二曲線之間的邊界范圍可為所求的內(nèi)中膜厚度(MT)。由圖14可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例揭露的方法可有效地從初始的影像 (如影像210a至210d)擷取出界面曲線，尤其可克服影像模糊處難以定義界面曲線造成的誤判。此處以血管超音波的應(yīng)用為例，說(shuō)明本發(fā)明的原理，但本發(fā)明的應(yīng)用并不限于醫(yī)療領(lǐng)域。舉例而言，于流體分析、氣象或海洋研究、土木結(jié)構(gòu)、機(jī)械分析或其他須執(zhí)行影像訊號(hào)分析的領(lǐng)域，均可使用本發(fā)明實(shí)施例揭露的方法，以輔助相關(guān)人員界定模糊影像中的界面曲線。對(duì)于處理模糊影像的各種應(yīng)用，實(shí)有助益。
[0126]綜上，本發(fā)明影像處理方法通過(guò)對(duì)物體的內(nèi)壁取樣影像;從該影像擷取第一邊界曲線;從該影像擷取多條初始邊界曲線;根據(jù)該多條初始邊界曲線求得第一參考曲線;根據(jù)該第一參考曲線及該第一邊界曲線求得厚度;根據(jù)該第一邊界曲線及該厚度處理該多條初始邊界曲線以求得多條候選邊界曲線;根據(jù)該多條候選邊界曲線求得第二參考曲線;根據(jù)該第二參考曲線從該多條候選邊界曲線上選取一組節(jié)點(diǎn);將該組節(jié)點(diǎn)相連以形成結(jié)果邊界曲線;及根據(jù)該第一邊界曲線及該結(jié)果邊界曲線界定該邊界范圍。本發(fā)明可清楚界定模糊影像的邊界范圍，以協(xié)助相關(guān)人員更容易的界定欲偵測(cè)的邊界范圍，并提高自動(dòng)化分析的可行性與正確率。
[0127]本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。 必需指出的是，已揭露的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均屬本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種影像處理方法，用以求得邊界范圍，其特征在于，該方法包含:對(duì)物體的內(nèi)壁取樣影像；從該影像擷取第一邊界曲線；從該影像擷取多條初始邊界曲線；根據(jù)該多條初始邊界曲線求得第一參考曲線；根據(jù)該第一參考曲線及該第一邊界曲線求得厚度；根據(jù)該第一邊界曲線及該厚度處理該多條初始邊界曲線以求得多條候選邊界曲線； 根據(jù)該多條候選邊界曲線求得第二參考曲線；根據(jù)該第二參考曲線從該多條候選邊界曲線上選取一組節(jié)點(diǎn)；將該組節(jié)點(diǎn)相連以形成結(jié)果邊界曲線;及 根據(jù)該第一邊界曲線及該結(jié)果邊界曲線界定該邊界范圍；其中該第一邊界曲線對(duì)應(yīng)于該邊界范圍的第一側(cè)，且該多條初始邊界曲線、該多條候 選邊界曲線、及該結(jié)果邊界曲線對(duì)應(yīng)于該邊界范圍的第二側(cè)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)該第一邊界曲線及該厚度處理該多條初 始邊界曲線以求得該多條候選邊界曲線的步驟包含:根據(jù)該第一邊界曲線及該厚度界定容許范圍，或者根據(jù)該第一邊界曲線、該厚度及門(mén) 濫值界定該容許范圍;及調(diào)整該多條初始邊界曲線中超過(guò)該容許范圍的部分，以求得該多條候選邊界曲線。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)該第二參考曲線從該多條候選邊界曲線 上選取該組節(jié)點(diǎn)的步驟包含:以多條軸線，劃于該多條候選邊界曲線上，該多條軸線垂直于該第一側(cè)及該第二側(cè)，從 而使該多條軸線及該多條候選邊界曲線形成一組候選節(jié)點(diǎn);及挑選每條軸線上最接近該第二參考曲線的候選節(jié)點(diǎn)，以形成該組節(jié)點(diǎn)。4.如權(quán)利要求1所述的方法，該多條初始邊界曲線包含第一初始邊界曲線，其特征在 于，從該影像擷取該多條初始邊界曲線的步驟包含:將該影像的對(duì)比度提高以形成第二影像；對(duì)該第二影像執(zhí)行平滑濾波處理以形成第三影像；對(duì)該第三影像執(zhí)行第一二值化處理以形成第四影像；對(duì)該第四影像執(zhí)行第一形態(tài)學(xué)處理以形成第五影像;及 根據(jù)該第五影像擷取該第一初始邊界曲線。5.如權(quán)利要求4所述的方法，該多條初始邊界曲線還包含第二初始邊界曲線，其特征在 于，從該影像擷取該多條初始邊界曲線的步驟還包含:對(duì)該第二影像執(zhí)行濾波處理以形成第六影像；對(duì)該第六影像執(zhí)行影像強(qiáng)化以形成第七影像;及 根據(jù)該第七影像擷取該第二初始邊界曲線。6.如權(quán)利要求5所述的方法，該多條初始邊界曲線還包含第三初始邊界曲線，其特征在 于，從該影像擷取該多條初始邊界曲線的步驟還包含:對(duì)該第七影像執(zhí)行第二二值化處理以形成第八影像；對(duì)該第八影像執(zhí)行第二形態(tài)學(xué)處理以形成第九影像;及根據(jù)該第九影像擷取該第三初始邊界曲線。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該濾波處理包含中值濾波處理和/或邊緣濾 波處理;該第一形態(tài)學(xué)處理包含膨脹處理和/或浸蝕處理;該第二形態(tài)學(xué)處理包含膨脹處理 和/或浸蝕處理。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該第一參考曲線為根據(jù)該多條初始邊界曲線 的位置信息執(zhí)行平均計(jì)算而求得的平均曲線。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該第二參考曲線為根據(jù)該多條候選邊界曲線 的位置信息執(zhí)行平均計(jì)算而求得的平均曲線。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從該影像擷取第一邊界曲線的步驟包含: 將該影像的對(duì)比度降低以形成第十影像；將該第十影像執(zhí)行平滑濾波以形成第十一影像；將該第十一影像執(zhí)行邊緣強(qiáng)化以形成第十二影像；將該第十二影像執(zhí)行二值化、及膨脹處理以形成第十三影像；將該第十三影像執(zhí)行浸蝕處理以形成第十四影像；以及 根據(jù)該第十四影像擷取第一邊界曲線。
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK105976335SQ201610302181
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】曾瑋中
【申請(qǐng)人】蘇州佳世達(dá)電通有限公司, 佳世達(dá)科技股份有限公司