CN107392928A - 基于MRF‑Snake分割的乳腺癌诊断系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的基于MRF‑Snake分割的乳腺癌诊断系统包括:图像预处理单元,用于对原始乳腺MRI图像序列进行预处理;图像分割单元,用于将预处理后的图像序列中的每张图像的疑似病灶分割出来;分割结果可视化单元,用于对分割图像序列中的每张图像进行可视化显示并提取可视化后的图像中病灶的边缘;特征提取单元,用于将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列并提取经压缩后的每张图像的特征值;分类诊断单元,用于将提取的特征值输入到分类器中进行数据训练,并进行病灶良恶性的评估。本发明的乳腺癌诊断方法采用基于MRF与Snake相结合分割的方法,进行乳腺病灶的准确分割,能有效辅助乳腺疾病的准确诊断。
Description
技术领域
本发明属于医学图像后处理技术领域,具体涉及一种基于MRF-Snak分割的乳腺癌诊断系统及方法。
背景技术
目前,乳腺癌筛查是实现乳腺癌早诊早治的重要手段,可以降低30%的死亡率。乳腺MRI图像是乳腺癌早期检测、诊断的重要依据,乳腺图像中病灶的不同表现,成为早期诊断乳腺癌的唯一标准,但其的诊断具有较大的难度,计算机辅助诊断技术能够对具有乳腺癌特性的疑似肿块进行分割、检测和分类。发展至今,计算机辅助诊断技术已经有了较为成熟的发展,却仍然在诊断性能方面存在缺陷,主要表现在诊断性能较低上,其主要原因在于疑似肿块的分割,即所提取出病灶图像有用信息的含量。因此,如何改善诊断系统的性能,仍需要进一步讨论和研究。
发明内容
本发明提供一种基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统及方法,采用基于MRF与主动轮廓模型相结合分割的方法,进行乳腺病灶的准确分割,能有效辅助乳腺疾病的准确诊断。
本发明提供一种基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统,包括:
图像预处理单元,用于对原始乳腺MRI图像序列进行预处理,获得预处理后的图像序列;
图像分割单元,采用MRF-Snake方法将预处理后的图像序列中的每张图像的疑似病灶分割出来,获得分割图像序列;
分割结果可视化单元,用于对分割图像序列中的每张图像进行可视化显示并提取可视化后的图像中病灶的边缘,以便清晰的看到病灶所处位置;
特征提取单元,用于将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列并提取经压缩后的每张图像的特征值;
分类诊断单元,用于将提取的特征值输入到SVM分类器中进行数据训练,并进行病灶良恶性的评估。
在本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统中,所述图像预处理单元包括:
感兴趣区域提取器,用于提取乳腺MRI图像序列中每张乳腺MRI图像的病灶所在的区域,作为感兴趣区域,获得只包含感兴趣区域的图像序列;
图像去噪器,用于去除感兴趣区域的图像序列中的每张图像的噪声干扰,对每张图像进行平滑滤波,得到去噪后的图像序列;
图像增强器,用于强调去噪后的图像序列中每张图像的整体或局部特性,扩大图像中不同部位间的差异、增大疑似肿块与周围组织的对比度,得到增强图像序列。
在本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统中,所述图像分割单元包括:
初始曲线设置器,用于设置初始曲线,并将初始曲线放置在预处理后的图像序列的第一张图像的待分割病灶附近,作为演化轮廓的基础;
图像分割器,通过Snake算法最小化能量函数,使初始曲线在图像中发生变形并不断逼近目标轮廓,将疑似病灶从预处理后的图像中分割出来,得到第一张分割图像,并经过多次图像分割迭代过程获得分割图像序列;
初始位置迭代设置器,采用马尔科夫随机场,在预处理后的图像序列中,将上一张图像的分割结果为初始轮廓,依次对相邻的下一张图像的初始曲线进行设置。
在本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统中,所述特征提取单元包括:
图形灰度级变化器,用于将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列;
病灶区域特征提取器,用于提取压缩图像序列中每张图像的灰度比参数特征、对比剂吸收率、对比剂廓清率、基于灰度共生矩阵的能量、熵值、逆差矩特征、相关性特征以及对比度特征。
在本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统中,所述分类诊断单元包括:
数据训练器,用于选取压缩图像序列中的部分图像构成训练集,将训练集中图像的特征值输入到SVM分类器进行数据训练;
数据诊断器,用于将压缩图像序列中剩余的图像构成测试集,进行病灶良恶性诊断评估。
本发明还提供一种基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法,包括如下步骤:
步骤1:对原始乳腺MRI图像序列进行预处理,获得预处理后的图像序列;
步骤2:采用MRF-Snake方法将预处理后的图像序列中的每张图像的疑似病灶分割出来,获得分割图像序列;
步骤3:对分割图像序列中的每张图像进行可视化显示并提取可视化后的图像中病灶的边缘,以便清晰的看到病灶所处位置;
步骤4:将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列并提取经压缩后的每张图像的特征值;
步骤5:将提取的特征值输入到SVM分类器中进行数据训练,进行病灶良恶性的评估。
在本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法中,所述步骤1包括:
步骤1.1:提取乳腺MRI图像序列中每张乳腺MRI图像的病灶所在的区域,作为感兴趣区域,获得只包含感兴趣区域的图像序列;
步骤1.2:去除感兴趣区域的图像序列中的每张图像的噪声干扰,对每张图像进行平滑滤波,得到去噪后的图像序列;
步骤1.3:强调去噪后的图像序列中每张图像的整体或局部特性,扩大图像中不同部位间的差异、增大疑似肿块与周围组织的对比度,得到增强图像序列。
在本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法中,所述步骤2包括:
步骤2.1:设置初始曲线,并将初始曲线放置在预处理后的图像序列的第一张图像的待分割病灶附近,作为演化轮廓的基础;
步骤2.2:通过Snake算法最小化能量函数,使初始曲线在图像中发生变形并不断逼近目标轮廓,将疑似病灶从预处理后的图像中分割出来,得到第一张分割图像,并经过多次图像分割迭代过程获得分割图像序列;
步骤2.3:采用马尔科夫随机场,在预处理后的图像序列中,将上一张图像的分割结果为初始轮廓,依次对相邻的下一张图像的初始曲线进行设置。
在本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法中,所述步骤4包括:
步骤4.1:将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列;
步骤4.2:提取压缩图像序列中每张图像的灰度比参数特征、对比剂吸收率、对比剂廓清率、基于灰度共生矩阵的能量、熵值、逆差矩特征、相关性特征以及对比度特征。
在本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法中,所述步骤5包括:
步骤5.1:选取压缩图像序列中的部分图像构成训练集,将训练集中图像的特征值输入到SVM分类器进行数据训练;
步骤5.2:压缩图像序列中剩余的图像构成测试集,进行病灶良恶性诊断评估。
本发明提供的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统及方法,对乳腺MRI图像进行前期图像预处理后,采用基于MRF与主动轮廓模型相结合分割的方法,进行乳腺病灶的准确分割,并将分割后病灶位置清晰的显示出来,能有效辅助乳腺疾病的准确诊断。
附图说明
图1为本发明的待处理的乳腺MRI图像序列示意图;
图2为本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统的结构框图;
图3为本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法的流程图;
图4a为图像序列中第一张图像的示意图;
图4b为图像序列中第一张图像的初始曲线设置示意图;
图4c为图像序列中第一张图像的初始曲线经过250次演化后的示意图;
图4d为图像序列中第一张图像的分割的示意图;
图4e为图像序列中第一张图像的分割结果的示意图;
图5a为图像序列中下一张图像的示意图;
图5b为图像序列中下一张图像的初始曲线设置示意图;
图5c为图像序列中下一张图像的初始曲线经过250次演化后的示意图;
图5d为图像序列中下一张图像的分割的示意图;
图5e为图像序列中下一张图像的分割结果的示意图。
具体实施方式
马尔科夫随机场(Markov Random Field,MRF),具有如下特性:第N+1时刻的分布特性,与N时刻以前的随机变量的取值无关,只与N时刻有关。主动轮廓模型(ActiveContour Model,Snake),是一条可变形的参数曲线及相应的能量函数,以最小化能量目标函数为目标,控制参数曲线变形,具有最小能量的闭合曲线就是目标轮廓,是目前主流的图像分割方法之一。本发明采用将马尔科夫随机场和主动轮廓模型相结合分割的方法,进行乳腺病灶的准确分割,并将分割后病灶位置清晰的显示出来,能有效辅助乳腺疾病的准确诊断。
下面结合附图对本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统及方法进行说明。本实施例中,选取乳腺MRI图像序列如图1所示,该原始乳腺MRI图像序列表示为(P1,P2,…,PN)。
如图2所示基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统,包括:图像预处理单元1、图像分割单元2、分割结果可视化单元3、特征提取单元4以及分类诊断单元5。图像预处理单元1用于对原始乳腺MRI图像序列进行预处理,获得预处理后的图像序列。图像分割单元2采用MRF-Snake方法将预处理后的图像序列中的每张图像的疑似病灶分割出来,获得分割图像序列。分割结果可视化单元3用于对分割图像序列中的每张图像进行可视化显示并提取可视化后的图像中病灶的边缘,以便清晰的看到病灶所处位置。特征提取单元4用于将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列并提取经压缩后的每张图像的特征值。分类诊断单元5用于将提取的特征值输入到SVM分类器中进行数据训练,并进行病灶良恶性的评估。
图像预处理单元1包括:感兴趣区域提取器11、图像去噪器12和图像增强器13。感兴趣区域提取器11用于提取原始乳腺MRI图像序列(P1,P2,…,PN)中每张乳腺MRI图像的病灶所在的区域,作为感兴趣区域,获得只包含感兴趣区域的图像序列(I1,I2,…,IN)。图像去噪器12用于去除感兴趣区域的图像序列(I1,I2,…,IN)中的每张图像的噪声干扰,对每张图像进行平滑滤波,得到去噪后的图像序列(U1,U2,…,UN)。图像增强器13用于强调去噪后的图像序列(U1,U2,…,UN)中每张图像的整体或局部特性,扩大图像中不同部位间的差异、增大疑似肿块与周围组织的对比度,得到增强图像序列(T1,T2,…,TN)。
图像分割单元2包括:初始曲线设置器21、图像分割器22和初始位置迭代设置器23。初始曲线设置器21用于设置初始曲线,并将初始曲线放置在预处理后的图像序列,即增强图像序列(T1,T2,…,TN)的第一张图像的待分割病灶附近,作为演化轮廓的基础。图像分割器22通过Snake算法最小化能量函数,使初始曲线在图像中发生变形并不断逼近目标轮廓,将疑似病灶从预处理后的图像中分割出来,得到第一张分割图像S1,并经过多次图像分割迭代过程获得分割图像序列(S1,S2,…,SN)。初始位置迭代设置器23用于设置第一张图像的相邻下一张图像的初始曲线,将分割后的第一张图像作为下一张图像的初始曲线,即采用马尔科夫随机场,在预处理后的图像序列中,将上一张图像的分割结果为初始轮廓,依次对相邻的下一张图像的初始曲线进行设置。
分割结果可视化单元3包括:病灶分割结果显示器31和病灶定位生成器32。病灶分割结果显示器31用于将分割结果可视化的显示出来,以便可以清晰的看到病灶形态。病灶定位生成器32用于提取可视化后的图像中病灶的边缘,以便可以清晰的看到病灶所处位置,并便于测试准确率,并为乳腺癌辅助诊断提供基础。
特征提取单元4包括:图形灰度级变化器41和病灶区域特征提取器42。图形灰度级变化器41用于将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,灰度级压缩为16位,获得压缩图像序列(G1,G2,…,GN)。病灶区域特征提取器42用于提取压缩图像序列中每张图像的灰度比参数特征、对比剂吸收率、对比剂廓清率、基于灰度共生矩阵的能量、熵值、逆差矩特征、相关性特征以及对比度特征。
病灶区域特征提取器42进一步包括:灰度比参数特征提模块、对比剂吸收率提取模块、对比剂廓清率提取模块、基于灰度共生矩阵的能量提取模块、熵值提取模块、逆差矩特征提取模块、相关性特征提取模块以及对比度特征提取模块。具体实施时,病灶区域特征提取分期进行,原始每例患者乳腺MRI图像序列包括9期图像序列,每期图像序列包括多张图像。
灰度比参数特征提模块,用来计算每一时相的增强影像与蒙片的关于可疑病灶区的灰度比,此特征直接反映了可疑病灶区内对比剂随时间的浓度变化。灰度比参数特征计算公式为:
其中,S0为蒙片影像上的灰度值,Sn为图像序列中的1到9期增强影像的灰度值。
对比剂吸收率提模块,用于提取对比剂吸收率,该特征直接反映了对比剂在病灶增强早期的上升速率。对比剂吸收率计算公式为:
对比剂廓清率提取模块,用于提取对比剂廓清率,该特征反应了对比剂在病灶增强中后期的吸收情况。对比剂廓清率计算公式为:
基于灰度共生矩阵的能量提取模块,用于提取是灰度共生矩阵各元素值的平方和,是对图像纹理的灰度变化稳定程度的度量,该特征反应了图像灰度分布均匀程度和纹理粗细度。能量计算公式为:
其中,P(i,j)为归一化的灰度共生矩阵,灰度共生矩阵中的每一个元素(i,j)代表灰度i与灰度j在图像中水平相邻的次数
熵值提取模块,用于提取图像的熵值,该特征反应图像灰度分布的复杂程度,当复杂程度高时,熵值较大,反之则较小。熵的计算公式为:
逆差矩特征提取模块,用于提取图像的逆差矩特征,该特征反映图像纹理的同质性,度量图像纹理局部变化的多少。逆差矩计算公式为:
相关性特征提取模块,用于提取图像的相关性特征,该特征反映行或列元素之间的相似程度,它反映某灰度值沿某方向的延伸长度,若延伸越长则相关性越大。反映纹理的走向。相关性计算公式为:
其中,
对比度特征提取模块,用于提取图像的对比度特征,该特征反映了图像清晰度和纹理沟纹的深浅。对比度计算公式为:
分类诊断单元5包括:数据训练器51和数据诊断器52。数据训练器51用于选取压缩图像序列中的部分图像构成训练集,将训练集中图像的特征值输入到SVM分类器进行数据训练。数据诊断器52用于将压缩图像序列中剩余的图像构成测试集,进行病灶良恶性诊断评估。
如图3所示为本发明的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法的流程图,具体包括如下步骤:
步骤1:图像预处理,对原始乳腺MRI图像序列(P1,P2,…,PN)进行预处理,获得预处理后的图像序列;
步骤2:图像分割,采用MRF-Snake方法将预处理后的图像序列中的每张图像的疑似病灶分割出来,获得分割图像序列(S1,S2,…,SN);
步骤3:分割结果可视化,对分割图像序列(S1,S2,…,SN)中的每张图像进行可视化显示并提取可视化后的图像中病灶的边缘,以便清晰的看到病灶所处位置;
步骤4:特征提取,将的分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列(G1,G2,…,GN)并提取经压缩后的每张图像的特征值;
步骤5:分类诊断,将提取的特征值输入到SVM分类器中进行数据训练,进行病灶良恶性的评估。
步骤1具体包括:
步骤1.1:感兴趣区域提取,提取乳腺MRI图像序列(P1,P2,…,PN)中每张乳腺MRI图像的病灶所在的区域,作为感兴趣区域,获得只包含感兴趣区域的图像序列(I1,I2,…,IN);
步骤1.2:图像去噪,去除感兴趣区域的图像序列(I1,I2,…,IN)中的每张图像的噪声干扰,对每张图像进行平滑滤波,得到去噪后的图像序列(U1,U2,…,UN);
步骤1.3:图像增强,强调去噪后的图像序列(U1,U2,…,UN)中每张图像的整体或局部特性,扩大图像中不同部位间的差异、增大疑似肿块与周围组织的对比度,得到增强图像序列(T1,T2,…,TN)。
步骤2具体包括:
步骤2.1:设置初始曲线,生成一个s*s的正方形C(s)作为初始曲线,并将初始曲线放置在预处理后的图像序列,即增强图像序列(T1,T2,…,TN)的第一张图像的待分割病灶附近,作为演化轮廓的基础;
步骤2.2:图像分割,通过Snake算法最小化能量函数,使初始曲线在图像中发生变形并不断逼近目标轮廓,将疑似病灶从预处理后的图像中分割出来,得到第一张分割图像S1,并经过多次图像分割迭代过程获得分割图像序列(S1,S2,…,SN);
图4a至图4e为第一张初始曲线选择及分割过程示意图,图4a为图像序列中第一张图像的示意图;图4b为图像序列中第一张图像的初始曲线设置示意图;图4c为图像序列中第一张图像的初始曲线经过250次演化后的示意图;图4d为图像序列中第一张图像的分割的示意图;图4e为图像序列中第一张图像的分割结果的示意图。
图5a至图5e为下一张初始曲线选择及分割过程示意图,图5a为图像序列中下一张图像的示意图;图5b为图像序列中下一张图像的初始曲线设置示意图;图5c为图像序列中下一张图像的初始曲线经过250次演化后的示意图;图5d为图像序列中下一张图像的分割的示意图;图5e为图像序列中下一张图像的分割结果的示意图。
步骤2.3:初始位置迭代设置,采用马尔科夫随机场,在预处理后的图像序列中,将上一张图像的分割结果为初始轮廓,依次对相邻的下一张图像的初始曲线进行设置。
步骤2.2具体包括如下过程:
对于图像I(x,y),设置C(S)=C(x(s),y(s))为图像内的演化曲线,定义Snake模型的能量函数为:
J=Jint+Jext+Jcons
Jint是与轮廓曲线内部的信息相关的内部能量项,使轮廓曲线在演化过程中保持连续性和光滑性;Jext是与图像信息相关的外部能量项,也叫图像力,在外部能量项作用下,轮廓曲线向目标的边缘逼近。Jcons是约束项,为曲线的演化提供约束,使分割结果更加准确。
内部能量Jint定义为:
Jcoutin为能量连续项;α(s)为弹性系数,控制着轮廓曲线向目标延伸,并保持连续性;Jsmooth为光滑能量项;β(s)为刚性系数,控制着轮廓曲线随着目标的形状发生的凹凸程度,并且保持轮廓曲线的光滑性。
外部能量项Jext由图像的信息决定,可以选择表征图像全局特征的标量表示。考虑到目标边缘处的梯度跳变,通常以图像的梯度来定义外部能量项:
外部能量驱动着轮廓曲线向目标收敛,系数γ(s)用以调整收敛的步长,为图像的梯度信息。
约束项可以根据图像的特点人为的设定,用以排除非目标区域,提高模型对图像的适应能力,使分割更加准确。依靠内部能量项和外部能量项的作用驱动轮廓曲线向目标收敛,最终分割出目标。
综上所述,Snake模型的能量函数为的具体表达式为:
通过求解上式的最小值,使初始轮廓曲线收敛在图像的最大梯度点,而图像的最大梯度一般在目标的边缘处取得,也即检测出了目标的边缘,达到分割目标的效果。
步骤3具体包括:
步骤3.1:病灶分割结果显示,对分割图像序列中的每张图像进行可视化显示;
步骤3.2:病灶定位生成,提取可视化后的图像中病灶的边缘,以便清晰的看到病灶所处位置。
步骤4具体包括:
步骤4.1:图像灰度级变化,将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,灰度级压缩为16位,获得压缩图像序列(G1,G2,…,GN),以便接下来的特征提取使用;
步骤4.2:病灶区域特征提取,提取压缩图像序列(G1,G2,…,GN)中每张图像的灰度比参数特征α1,α2,…an、对比剂吸收率F1、对比剂廓清率F2、基于灰度共生矩阵的能量特征E1,E2,…,En、熵值β0,β1,β2,…,βn、逆差矩特征γ0,γ1,γ2,…,γn、相关性特征R1,R2,…,Rn以及对比度特征D1,D2,…,Dn。各种特征值的计算过程这里不再赘述。
步骤5具体包括:
步骤5.1:数据训练,选取压缩图像序列中的部分图像构成训练集,具体实施时,可选取2/3的图像构成训练集,将训练集中图像的特征值输入到SVM分类器进行数据训练;
步骤5.2:数据诊断,压缩图像序列中剩余1/3的图像构成测试集,进行病灶良恶性诊断评估。
本实施例中,诊断平均正确率达94%。
本发明提供的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统,对乳腺MRI图像进行前期图像预处理后,采用基于MRF-Snake分割的方法,进行乳腺病灶的准确分割,并将分割后肿块位置清晰的显示出来,能有效辅助乳腺疾病的准确诊断。
以上所述是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统,其特征在于,包括:
图像预处理单元,用于对原始乳腺MRI图像序列进行预处理,获得预处理后的图像序列;
图像分割单元,采用MRF-Snake方法将预处理后的图像序列中的每张图像的疑似病灶分割出来,获得分割图像序列;
分割结果可视化单元,用于对分割图像序列中的每张图像进行可视化显示并提取可视化后的图像中病灶的边缘,以便清晰的看到病灶所处位置;
特征提取单元,用于将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列并提取经压缩后的每张图像的特征值;
分类诊断单元,用于将提取的特征值输入到SVM分类器中进行数据训练,并进行病灶良恶性的评估。
2.如权利要求1所述的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统,其特征在于,所述图像预处理单元包括:
感兴趣区域提取器,用于提取乳腺MRI图像序列中每张乳腺MRI图像的病灶所在的区域,作为感兴趣区域,获得只包含感兴趣区域的图像序列;
图像去噪器,用于去除感兴趣区域的图像序列中的每张图像的噪声干扰,对每张图像进行平滑滤波,得到去噪后的图像序列;
图像增强器,用于强调去噪后的图像序列中每张图像的整体或局部特性,扩大图像中不同部位间的差异、增大疑似肿块与周围组织的对比度,得到增强图像序列。
3.如权利要求1所述的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统,其特征在于,所述图像分割单元包括:
初始曲线设置器,用于设置初始曲线,并将初始曲线放置在预处理后的图像序列的第一张图像的待分割病灶附近,作为演化轮廓的基础;
图像分割器,通过Snake算法最小化能量函数,使初始曲线在图像中发生变形并不断逼近目标轮廓,将疑似病灶从预处理后的图像中分割出来,得到第一张分割图像,并经过多次图像分割迭代过程获得分割图像序列;
初始位置迭代设置器,采用马尔科夫随机场,在预处理后的图像序列中,将上一张图像的分割结果为初始轮廓,依次对相邻的下一张图像的初始曲线进行设置。
4.如权利要求1所述的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统,其特征在于,所述特征提取单元包括:
图形灰度级变化器,用于将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列;
病灶区域特征提取器,用于提取压缩图像序列中每张图像的灰度比参数特征、对比剂吸收率、对比剂廓清率、基于灰度共生矩阵的能量、熵值、逆差矩特征、相关性特征以及对比度特征。
5.如权利要求1所述的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断系统,其特征在于,所述分类诊断单元包括:
数据训练器,用于选取压缩图像序列中的部分图像构成训练集,将训练集中图像的特征值输入到SVM分类器进行数据训练;
数据诊断器,用于将压缩图像序列中剩余的图像构成测试集,进行病灶良恶性诊断评估。
6.一种基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:对原始乳腺MRI图像序列进行预处理,获得预处理后的图像序列;
步骤2:采用MRF-Snake方法将预处理后的图像序列中的每张图像的疑似病灶分割出来,获得分割图像序列;
步骤3:对分割图像序列中的每张图像进行可视化显示并提取可视化后的图像中病灶的边缘,以便清晰的看到病灶所处位置;
步骤4:将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列并提取经压缩后的每张图像的特征值;
步骤5:将提取的特征值输入到SVM分类器中进行数据训练,进行病灶良恶性的评估。
7.如权利要求6所述的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法,其特征在于,所述步骤1包括:
步骤1.1:提取乳腺MRI图像序列中每张乳腺MRI图像的病灶所在的区域,作为感兴趣区域,获得只包含感兴趣区域的图像序列;
步骤1.2:去除感兴趣区域的图像序列中的每张图像的噪声干扰,对每张图像进行平滑滤波,得到去噪后的图像序列;
步骤1.3:强调去噪后的图像序列中每张图像的整体或局部特性,扩大图像中不同部位间的差异、增大疑似肿块与周围组织的对比度,得到增强图像序列。
8.如权利要求6所述的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法,其特征在于,所述步骤2包括:
步骤2.1:设置初始曲线,并将初始曲线放置在预处理后的图像序列的第一张图像的待分割病灶附近,作为演化轮廓的基础;
步骤2.2:通过Snake算法最小化能量函数,使初始曲线在图像中发生变形并不断逼近目标轮廓,将疑似病灶从预处理后的图像中分割出来,得到第一张分割图像,并经过多次图像分割迭代过程获得分割图像序列;
步骤2.3:采用马尔科夫随机场,在预处理后的图像序列中,将上一张图像的分割结果为初始轮廓,依次对相邻的下一张图像的初始曲线进行设置。
9.如权利要求6所述的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法,其特征在于,所述步骤4包括:
步骤4.1:将分割图像序列中的每张图像的灰度级进行压缩,获得压缩图像序列;
步骤4.2:提取压缩图像序列中每张图像的灰度比参数特征、对比剂吸收率、对比剂廓清率、基于灰度共生矩阵的能量、熵值、逆差矩特征、相关性特征以及对比度特征。
10.如权利要求6所述的基于MRF-Snake分割的乳腺癌诊断方法,其特征在于,所述步骤5包括:
步骤5.1:选取压缩图像序列中的部分图像构成训练集,将训练集中图像的特征值输入到SVM分类器进行数据训练;
步骤5.2:压缩图像序列中剩余的图像构成测试集,进行病灶良恶性诊断评估。
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