CN112397198A - 图像处理方法及装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

图像处理方法及装置、电子设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种图像处理方法及装置、电子设备和存储介质，可应用于对心脏影像、血管影响等医学影像的处理，所述方法包括：确定针对三维图像中目标对象的采样路径；针对每个采样平面，根据采样路径对三维图像进行采样处理，获得多个采样平面的采样信息；根据采样信息，获得目标对象的多个视角的目标图像。根据本公开的实施例的图像处理方法，可针对沿目标对象的中心线确定的各个采样平面分别确定采样路径并获得采样信息，采样路径包括经过采样平面中心点的、不同方向的第一路径片段，便于观测病灶的直径和面积等参数，丰富采样路径，降低遗漏小病灶的概率。

Description

图像处理方法及装置、电子设备和存储介质
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种图像处理方法及装置、电子设备和存储介质。
背景技术
在医学诊断中，常需要使用曲面重建技术(Curve Planar Reconstruction，CPR)在单张图像上显示不在同一层面上的管状结构，方便医生诊断治疗管状组织或器官(例如、血管、神经管等)中的病灶(例如，血管狭窄、斑块，动脉瘤等)。
在曲面重建的过程中，希望能够尽可能不遗漏小病灶，且容易测量病灶直径、面积等参数，方便观察病灶的解剖结构。
发明内容
本公开提出了一种图像处理方法及装置、电子设备和存储介质。
根据本公开的一方面，提供了一种图像处理方法，包括：确定针对三维图像中目标对象的采样路径，所述采样路径包括沿目标对象的中心线确定的多个采样平面的采样路径，其中，所述多个采样平面的采样路径包括多条经过采样平面中心点的、不同方向的第一路径片段；针对每个采样平面，根据所述采样路径对所述三维图像进行采样处理，获得多个采样平面的采样信息；根据所述采样信息，获得所述目标对象的多个视角的目标图像。
根据本公开的实施例的图像处理方法，可针对沿目标对象的中心线确定的各个采样平面分别确定采样路径并获得采样信息，采样路径包括经过采样平面中心点的、不同方向的第一路径片段，便于观测病灶的直径和面积等参数，丰富采样路径，降低遗漏小病灶的概率。
在一种可能的实现方式中，每个采样平面上，相邻的第一路径片段之间的夹角为预设角度。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：沿目标对象的中心线确定多个采样平面。
在一种可能的实现方式中，沿目标对象的中心线确定多个采样平面，包括：在所述目标对象的中心线上确定多个中心点；根据所述多个中心点的每个中心点分别确定所述目标对象在所述中心点的法平面，作为采样平面。
在一种可能的实现方式中，确定针对三维图像中目标对象的采样路径，包括：根据所述目标对象在所述中心点的法平面，结合所述目标对象在所述法平面上的投影尺寸和预设角度，确定多个采样平面的采样路径。
通过这种方式，沿着中心线确定采样路径，便于观测病灶的直径和面积，且可通过预设角度确定方向向量，并确定采样路径，可增加采样点，丰富采样路径和采样视角，降低遗漏小病灶的概率。
在一种可能的实现方式中，根据所述目标对象在所述中心点的法平面，结合所述目标对象在所述法平面上的投影尺寸和预设角度，确定多个采样平面的采样路径，包括：响应于所述中心点为第一个中心点的情况，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径；响应于所述中心点为第一个中心点以外的中心点的情况，根据前一个中心点对应的采样平面上的采样路径、目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，响应于所述中心点为第一个中心点的情况，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径，包括：在第一个中心点对应的采样平面上，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸，获得通过第一个中心点的初始方向向量；根据所述初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸确定，将多个方向向量首尾相连，得到第一个中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，响应于所述中心点为第一个中心点以外的中心点的情况，根据前一个中心点对应的采样平面上的采样路径、目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定当前中心点对应的采样平面上的采样路径，包括：确定所述当前中心点的采样平面与所述前一个中心点的采样平面之间的投影关系；根据所述投影关系，确定前一中心点的采样平面的初始方向向量在当前中心点的采样平面上的投影向量，并根据投影向量的方向和目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定当前中心点的采样平面的初始方向向量；根据初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定；将多个方向向量首尾相连，得到当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，所述三维图像包括三维医学图像，所述目标对象包括管状组织或器官。
根据本公开的一方面，提供了一种图像处理装置，包括：所述装置包括：路径模块，用于确定针对三维图像中目标对象的采样路径，所述采样路径包括沿目标对象的中心线确定的多个采样平面的采样路径，其中，所述多个采样平面的采样路径包括多条经过采样平面中心点的、不同方向的第一路径片段；采样模块，用于针对每个采样平面，根据所述采样路径对所述三维图像进行采样处理，获得多个采样平面的采样信息；目标图像模块，用于根据所述采样信息，获得所述目标对象的多个视角的目标图像。
在一种可能的实现方式中，每个采样平面上，相邻的第一路径片段之间的夹角为预设角度。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：采样平面模块，用于沿目标对象的中心线确定多个采样平面。
在一种可能的实现方式中，所述采样平面模块进一步用于：在所述目标对象的中心线上确定多个中心点；根据所述多个中心点的每个中心点分别确定所述目标对象在所述中心点的法平面，作为采样平面。
在一种可能的实现方式中，所述路径模块进一步用于：根据所述目标对象在所述中心点的法平面，结合所述目标对象在所述法平面上的投影尺寸和预设角度，确定多个采样平面的采样路径。
在一种可能的实现方式中，所述路径模块进一步用于：响应于所述中心点为第一个中心点的情况，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径；响应于所述中心点为第一个中心点以外的中心点的情况，根据前一个中心点对应的采样平面上的采样路径、目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，所述路径模块进一步用于：在第一个中心点对应的采样平面上，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸，获得通过第一个中心点的初始方向向量；根据所述初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸确定，将多个方向向量首尾相连，得到第一个中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，所述路径模块进一步用于：确定所述当前中心点的采样平面与所述前一个中心点的采样平面之间的投影关系；根据所述投影关系，确定前一中心点的采样平面的初始方向向量在当前中心点的采样平面上的投影向量，并根据投影向量的方向和目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定当前中心点的采样平面的初始方向向量；根据初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定；将多个方向向量首尾相连，得到当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，所述三维图像包括三维医学图像，所述目标对象包括管状组织或器官。
根据本公开的一方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：执行上述图像处理方法。
根据本公开的一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述图像处理方法。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
图1示出根据本公开实施例的图像处理方法的流程图；
图2示出根据本公开实施例的采样路径的示意图；
图3示出根据本公开的实施例的图像处理方法的应用示意图；
图4示出根据本公开的实施例的图像处理装置的框图；
图5示出根据本公开的实施例的电子装置的框图；
图6示出根据本公开的实施例的电子装置的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
图1示出根据本公开实施例的图像处理方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
在步骤S11中，确定针对三维图像中目标对象的采样路径，所述采样路径包括沿目标对象的中心线确定的多个采样平面的采样路径，其中，所述多个采样平面的采样路径包括多条经过采样平面中心点的、不同方向的第一路径片段；
在步骤S12中，针对每个采样平面，根据所述采样路径对所述三维图像进行采样处理，获得多个采样平面的采样信息；
在步骤S13中，根据所述采样信息，获得所述目标对象的多个视角的目标图像。
根据本公开的实施例的图像处理方法，可针对沿目标对象的中心线确定的各个采样平面分别确定采样路径并获得采样信息，采样路径包括经过采样平面中心点的、不同方向的第一路径片段，便于观测病灶的直径和面积等参数，丰富采样路径，降低遗漏小病灶的概率。
在一种可能的实现方式中，所述图像处理方法可以由终端设备或其它处理设备执行，其中，终端设备可以为用户设备(User Equipment，UE)、移动设备、用户终端、终端、蜂窝电话、无绳电话、个人数字处理(Personal Digital Assistant，PDA)、手持设备、计算设备、车载设备、可穿戴设备等。其它处理设备可为服务器或云端服务器等。在一些可能的实现方式中，该图像处理方法可以通过处理器调用存储器中存储的计算机可读指令的方式来实现。
在一种可能的实现方式中，三维图像包括三维医学图像，目标对象包括管状组织或器官。例如，三维图像可包括血管、神经管等管状器官的三维医学影像图像，所述图像处理方法可将三维医学影像图像进行重建，以三维医学图像中的多个采样点采集的三维体数据为依据，获得与各采样点对应的目标图像，在示例中，目标图像包括可展示在屏幕或进行打印的多个二维图像，或者，三维体数据可通过三维成像方式呈现，即，三维体数据可作为所述目标图像，本公开对目标图像的类型不做限制。
在一种可能的实现方式中，所述图像处理方法可以以目标对象的中心线为基准，确定采样路径。所述方法还包括：沿目标对象的中心线确定多个采样平面。例如，目标对象为血管等管状的器官或组织，中心线可以是管状组织或器官的中心线，即，位于管状组织或器官的圆形横截面的圆心的中心点组成的中心线。
在一种可能的实现方式中，沿目标对象的中心线确定多个采样平面，包括：在所述目标对象的中心线上确定多个中心点；根据所述多个中心点的每个中心点分别确定所述目标对象在所述中心点的法平面，作为采样平面。该中心线可包括多个中心点，例如可根据需要在该中心线上选取多个点作为中心点，沿目标对象的中心线确定的各个采样平面包括目标对象在各中心点的法平面，该法平面可作为采样平面。
在一种可能的实现方式中，在各中心点对应的采样平面上，可确定以该中心点为基准的采样路径。在示例中，可在中心线上选取100个中心点，并在过每个中心点的法平面上确定该中心点的采样路径。各个采样平面的采样路径包括多条经过采样平面中心点的第一路径片段。各第一路径片段可呈辐射状沿采样平面的径向分布，便于观察目标对象的直径、面积等参数。各采样平面的采样路径还可包括连接在相邻的第一路径片段终点和起点之间的第二路径片段。第二路径片段可以保证采样路径的连续性，并进一步丰富采样路径，降低遗漏小病灶的概率。
在一种可能的实现方式中，每个采样平面上，相邻的第一路径片段之间的夹角为预设角度。相邻的第一路径片段之间的夹角可为预设角度α(例如，10°，20°，30°等)，使得第一路径片段均匀分布在采样平面的径向，进一步降低遗漏小病灶的概率。
图2示出根据本公开实施例的采样路径的示意图。可以把采样方向，作为最终形成的采样路径的方向，沿着采样方向可以不重复地遍历整个采样路径，因此采样路径中的每一个片段(例如第一路径片段、第二路径片段)的方向也满足采样路径的方向，以图2中形成的采样路径为例，图2为某个采样平面上的采样路径，以A1为采样路径的起点，采样路径可以沿着，
Figure BDA0002782310900000051
的方向延伸，其中第一路径片段
Figure BDA0002782310900000052
的终点A2，和第一路径片段
Figure BDA0002782310900000053
的起点A3之间，连接有第二路径片段
Figure BDA0002782310900000054
具体在哪些相邻的第一路径片段之间连接第二路径片段，可以根据采样方向的需要来确定，只要保证最终形成的采样路径能够沿着采样方向进行不重复的遍历即可。
在一种可能的实现方式中，步骤S11可包括：根据所述目标对象在所述中心点的法平面，结合所述目标对象在所述法平面上的投影尺寸和预设角度，确定多个采样平面的采样路径。
在一种可能的实现方式中，目标对象的尺寸包括目标对象的半径，例如，管状组织或器官的半径。每个中心点对应一个采样平面，目标对象在采样平面(法平面)上的投影尺寸可包括目标对象在该中心点对应的采样平面的截面的半径。采样平面可能并非是规则的圆形，则采样平面的半径可以是任意多个方向的半径的平均值。各个中心点对应的预设角度可以相同。
在一种可能的实现方式中，可首先确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径。并可根据第一个中心点对应的采样平面与第二个中心点对应的采样平面之间的关系(例如，投影关系)，确定第二个中心点对应的采样平面上的采样路径。进一步的，可根据第二个中心点对应的采样平面与第三个中心点对应的采样平面之间的关系，确定第三个中心点对应的采样平面上的采样路径……，直至确定了最后一个中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，根据所述目标对象在所述中心点的法平面，结合所述目标对象在所述法平面上的投影尺寸和预设角度，确定多个采样平面的采样路径，包括：响应于所述中心点为第一个中心点的情况，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径；响应于所述中心点为第一个中心点以外的中心点的情况，根据前一个中心点对应的采样平面上的采样路径、目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，可将中心线上的多个中心点中的任意一个(例如中心线某一端的起始中心点)确定为第一个中心点，可根据第一个中心点对应的目标对象的尺寸和所述预设角度，确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径。在示例中，目标对象的尺寸可包括目标对象的半径。目标对象可以是血管、神经管等管状器官或组织。血管或神经管的半径可发生变化，例如，心血管在距离心脏较近的位置半径较大，在距离心脏较远的位置半径较小。可获得第一个中心点的法平面上的投影尺寸，即，目标对象在该法平面上的截面的半径，进而可通过该半径确定当前中心点对应的法平面的初始方向向量的长度。
在一种可能的实现方式中，响应于所述中心点为第一个中心点的情况，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径，包括：在第一个中心点对应的采样平面上，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸，获得通过第一个中心点的初始方向向量；根据所述初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸确定，将多个方向向量首尾相连，得到第一个中心点对应的采样平面上的采样路径。
在示例中，如图2所示，假设图2中的采样平面为第一个中心点对应的采样平面，第一个中心点为O1。可根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸(即，目标对象在该法平面上的截面半径)，确定初始方向向量的长度，例如，血管的半径为3mm，则初始方向向量长度可以是3mm，或者稍大于3mm，以便在采样时可采集到血管外壁的图像。进一步地，可以以第一个中心点为O1为起点或终点，且长度为所述初始方向向量的长度的任意方向的向量为所述初始方向向量(例如
Figure BDA0002782310900000071
)。在确定初始方向向量后，可根据初始方向向量的方向和长度，确定其他方向向量。例如，可确定以第一个中心点为O1为起点或终点的方向向量(即，第一路径片段，其中，第一路径片段的长度与初始方向向量的长度相等，且各第一路径片段之间的夹角为预设角度为α，例如，
Figure BDA0002782310900000072
Figure BDA0002782310900000073
)，根据所需要的采样路径的方向，各第一路径片段的方向可能相同或相反。进一步地，可确定将相邻的第一路径片段的起点和终点进行连接的方向向量(即，第二路径片段，例如，
Figure BDA0002782310900000074
)。
在一种可能的实现方式中，预设角度α越小，则采样路径越密集，采样点也越密集，使得采样获得的二维图像的视角更丰富，相邻视角之间的变化较小，不易遗漏小病灶。
在一种可能的实现方式中，可将上述各方向向量首尾相连，获得第一个中心点对应的采样平面上的采样路径。例如，
Figure BDA0002782310900000075
上述各方向向量可构成第一个中心点对应的法平面的上的采样路径。本公开对连接方向不做限制。
在一种可能的实现方式中，中心线上可包括多个中心点，过各中心点的采样平面(例如，法平面)上均可包括与该中心点对应的采样路径(例如，多个方向向量)。为使前一个法平面的采样路径的采样点的视角与当前法平面的采样路径的第一个采样点的视角变化不会过大，可利用两个法平面之间的投影关系来确定当前法平面的采样路径上的第一个方向向量。
在一种可能的实现方式中，响应于所述中心点为第一个中心点以外的中心点的情况，根据前一个中心点对应的采样平面上的采样路径、目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定当前中心点对应的采样平面上的采样路径，包括：确定所述当前中心点的采样平面与所述前一个中心点的采样平面之间的投影关系；根据所述投影关系，确定前一中心点的采样平面的初始方向向量在当前中心点的采样平面上的投影向量，并根据投影向量的方向和目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定当前中心点的采样平面的初始方向向量；根据初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定；将多个方向向量首尾相连，得到当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，由于血管、神经管等管状组织或器官的中心线可能不是直线，因此，两个相邻的中心点对应的采样平面(例如，法平面)可能不平行，可确定相邻两个法平面之间的投影关系，例如，可基于相关技术，根据两个法平面之间的夹角确定投影关系矩阵，例如，第一个中心点对应的法平面和第二个中心点对应的法平面之间的投影关系矩阵、第二个中心点对应的法平面和第三个中心点对应的法平面之间的投影关系矩阵等。本公开对投影关系不做限制。
在一种可能的实现方式中，可根据投影关系，确定前一个中心点对应的法平面的初始方向向量在当前中心点对应的法平面的投影向量。该投影向量的方向可被确定为当前中心点对应的法平面的初始方向向量的方向。并根据目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定当前中心点对应的法平面的初始方向向量的长度。进而确定当前中心点对应的法平面的初始方向向量。
在示例中，可根据目标对象的半径，确定当前中心点对应的法平面上的初始方向向量的长度。在示例中，目标对象可以是血管、神经管等管状器官或组织。血管或神经管的半径可发生变化，例如，心血管在距离心脏较近的位置半径较大，在距离心脏较远的位置半径较小。可获得当前中心点处的目标对象的半径，进而可通过该半径确定当前中心点对应的法平面的初始方向向量的长度。例如，当前中心点处的血管的半径为5mm，则初始方向向量的长度可以是5mm，或者稍大于5mm，以便在采样时可采集到血管外壁的图像。
在示例中，可利用投影关系，将前一个中心点对应的法平面的初始方向向量投影至当前中心点对应的法平面，获得投影向量，该投影向量的方向即为当前中心点对应的法平面的初始方向向量的方向。例如，可将第一个中心点对应的法平面的初始方向向量
Figure BDA0002782310900000081
投影至第二个中心点对应的法平面，获得投影向量，该投影向量的方向为第二个中心点对应的法平面的初始方向向量的方向。根据初始方向向量的方向和长度，即可确定当前法平面上的初始方向向量。
进一步地，通过投影确定的当前法平面上的初始方向向量的起点或终点可能不是当前中心点，可将初始方向向量的起点或终点移动到当前中心点。
在一种可能的实现方式中，根据当前中心点对应的法平面的初始方向向量可确定当前中心点对应的法平面的多个方向向量。在示例中，以中心点为起点或终点的方向向量(即，第一路径片段)的长度均相等，例如，均等于初始方向向量的长度(例如，5mm)。
在示例中，在第二个中心点对应的法平面上，第一路径片段的长度|A′1O2|，|A′2O2|，|A′3O2|……均相等，在第三个中心点对应的法平面上，第一路径片段的长度|A″1O3|，|A″2O3|，|A″3O3|……均相等。可在确定初始方向向量后，根据初始方向向量的长度和方向，确定其他方向向量。例如，可确定以当前中心点为起点或终点的方向向量(即，第一路径片段，其中，第一路径片段的长度与初始方向向量的长度相等，且各第一路径片段之间的夹角为预设角度为α)，以及将相邻的第一路径片段的起点和终点进行连接的方向向量(即，第二路径片段)。
进一步地，可将上述各方向向量首尾相连，获得第一个中心点对应的采样平面上的采样路径。例如，第二个中心点对应的法平面上的方向向量为
Figure BDA0002782310900000091
第二个中心点对应的法平面上的方向向量为
Figure BDA0002782310900000092
上述各方向向量可构成当前中心点对应的法平面的上的采样路径。本公开对连接方向不做限制。
在一种可能的实现方式中，可根据上述方式，确定每个中心点对应的法平面上的采样路径。
通过这种方式，沿着中心线确定采样路径，便于观测病灶的直径和面积，且可通过预设角度确定方向向量，并确定采样路径，可增加采样点，丰富采样路径和采样视角，降低遗漏小病灶的概率。
在一种可能的实现方式中，在步骤S12中，可沿着上述各采样平面上的的采样路径设置采样点，在采样点处进行采样，例如，可在方向向量
Figure BDA0002782310900000093
上设置5个采样点，在方向向量
Figure BDA0002782310900000094
上设置两个采样点等，本公开对采样点的设置不做限制。
在一种可能的实现方式中，可在采样点处进行采样。例如，可获得各采样平面的采样点处的采样信息，例如，三维体数据，并可根据三维体数据获得各采样点处的二维图像。
在一种可能的实现方式中，在步骤S13中，可将三维体数据作为目标图像，或者，可将三维体数据进行插值处理，并投影到二维空间，获得各插值点处的二维图像，每个采样平面可形成各自视角的二维图像，即得到多个视角的二维图像。
根据本公开的实施例的图像处理方法，可结合三维图像中目标对象的尺寸、中心线和预设角度来确定采样路径，便于观测病灶的直径和面积，且可通过预设角度确定采样路径，可增加采样点，丰富采样路径和采样视角，降低遗漏小病灶的概率。
图3示出根据本公开的实施例的图像处理方法的应用示意图，如图3所示，三维图像可以是血管的三维医学图像，图中的虚线可以是血管的中心线。
在一种可能的实现方式中，可确定第一个中心点对应的法平面上的采样路径。例如，该处的血管的半径为3mm，可确定第一个中心点对应的法平面上的方向向量的长度为3mm。进一步地，可以起点或终点为第一个中心点，且长度为3mm的任意方向的向量为该法平面的初始方向向量。并可根据初始方向向量的方向和长度确定其他方向向量，例如，可确定以第一个中心点为起点或终点的方向向量(即，第一路径片段，其中，第一路径片段的长度与初始方向向量的长度相等，且各第一路径片段之间的夹角为预设角度为α)，以及将相邻的第一路径片段的起点和终点进行连接的方向向量(即，第二路径片段)。将上述方向向量依次连接，可获得第一个中心点对应的法平面上的方向向量。
在一种可能的实现方式中，可根据第一个法平面和第二个法平面之间的夹角，确定第一个法平面和第二个法平面之间的投影关系，并按照该投影关系，将第一个法平面的初始方向向量投影至第二个法平面，获得投影向量，该投影向量的方向即为第二个法平面的初始方向向量的方向。并可确定第二个法平面上的方向向量的长度，例如，将第二个中心点处的血管的半径确定为方向向量的长度。根据所述长度和初始方向向量的方向，确定第二个法平面的初始方向向量。
在一种可能的实现方式中，可根据第二个中心点对应的法平面上的初始方向向量的方向和长度确定其他方向向量，例如，可确定以第二个中心点为起点或终点的方向向量(即，第一路径片段，其中，第一路径片段的长度与初始方向向量的长度相等，且各第一路径片段之间的夹角为预设角度为α)，以及将相邻的第一路径片段的起点和终点进行连接的方向向量(即，第二路径片段)。将上述方向向量依次连接，可获得第二个中心点对应的法平面上的方向向量。
在一种可能的实现方式中，可按照上述方式，依次确定每个中心点对应的法平面上的采样路径。并在各法平面的采样路径上设置采样点进行采样。进一步地，可将在采样点处获得的三维体数据进行插值和投影处理，获得多个视角的二维图像。
在一种可能的实现方式中，所述图像处理方法可用于对管状器官或组织的三维图像进行曲面重建的处理中，可获得多个平面图像，以便于医生查看。通过预设角度确定各方向向量，并设置采样路径，可获得多个视角的二维图像，便于对管状器官或组织进行全面地观察，降低遗漏小病灶的概率。本公开对所述图像处理方法的应用领域不做限制。
可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。
此外，本公开还提供了图像处理装置、电子设备、计算机可读存储介质、程序，上述均可用来实现本公开提供的任一种方法，相应技术方案和描述和参见方法部分的相应记载，不再赘述。
本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。
图4示出根据本公开的实施例的图像处理装置的框图，如图4所示，所述装置包括：路径模块11，用于确定针对三维图像中目标对象的采样路径，所述采样路径包括沿目标对象的中心线确定的多个采样平面的采样路径，其中，所述多个采样平面的采样路径包括多条经过采样平面中心点的、不同方向的第一路径片段；采样模块12，用于针对每个采样平面，根据所述采样路径对所述三维图像进行采样处理，获得多个采样平面的采样信息；目标图像模块13，用于根据所述采样信息，获得所述目标对象的多个视角的目标图像。
在一种可能的实现方式中，每个采样平面上，相邻的第一路径片段之间的夹角为预设角度。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：采样平面模块，用于沿目标对象的中心线确定多个采样平面。
在一种可能的实现方式中，所述采样平面模块进一步用于：在所述目标对象的中心线上确定多个中心点；根据所述多个中心点的每个中心点分别确定所述目标对象在所述中心点的法平面，作为采样平面。
在一种可能的实现方式中，所述路径模块进一步用于：根据所述目标对象在所述中心点的法平面，结合所述目标对象在所述法平面上的投影尺寸和预设角度，确定多个采样平面的采样路径。
在一种可能的实现方式中，所述路径模块进一步用于：响应于所述中心点为第一个中心点的情况，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径；响应于所述中心点为第一个中心点以外的中心点的情况，根据前一个中心点对应的采样平面上的采样路径、目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，所述路径模块进一步用于：在第一个中心点对应的采样平面上，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸，获得通过第一个中心点的初始方向向量；根据所述初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸确定，将多个方向向量首尾相连，得到第一个中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，所述路径模块进一步用于：确定所述当前中心点的采样平面与所述前一个中心点的采样平面之间的投影关系；根据所述投影关系，确定前一中心点的采样平面的初始方向向量在当前中心点的采样平面上的投影向量，并根据投影向量的方向和目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定当前中心点的采样平面的初始方向向量；根据初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定；将多个方向向量首尾相连，得到当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
在一种可能的实现方式中，所述三维图像包括三维医学图像，所述目标对象包括管状组织或器官。
在一些实施例中，本公开实施例提供的图像处理装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述
本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。计算机可读存储介质可以是非易失性计算机可读存储介质。
本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为上述方法。
电子设备可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备800的框图。例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等终端。
参照图5，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。
图6是根据一示例性实施例示出的一种电子设备1900的框图。例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图6，电子设备1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
电子设备1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行电子设备1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将电子设备1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由电子设备1900的处理组件1922执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (12)

1.一种图像处理方法，其特征在于，包括：
确定针对三维图像中目标对象的采样路径，所述采样路径包括沿目标对象的中心线确定的多个采样平面的采样路径，其中，所述多个采样平面的采样路径包括多条经过采样平面中心点的、不同方向的第一路径片段；
针对每个采样平面，根据所述采样路径对所述三维图像进行采样处理，获得多个采样平面的采样信息；
根据所述采样信息，获得所述目标对象的多个视角的目标图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个采样平面上，相邻的第一路径片段之间的夹角为预设角度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：沿目标对象的中心线确定多个采样平面。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，沿目标对象的中心线确定多个采样平面，包括：
在所述目标对象的中心线上确定多个中心点；
根据所述多个中心点的每个中心点分别确定所述目标对象在所述中心点的法平面，作为采样平面。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定针对三维图像中目标对象的采样路径，包括：
根据所述目标对象在所述中心点的法平面，结合所述目标对象在所述法平面上的投影尺寸和预设角度，确定多个采样平面的采样路径。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述目标对象在所述中心点的法平面，结合所述目标对象在所述法平面上的投影尺寸和预设角度，确定多个采样平面的采样路径，包括：
响应于所述中心点为第一个中心点的情况，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径；
响应于所述中心点为第一个中心点以外的中心点的情况，根据前一个中心点对应的采样平面上的采样路径、目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，响应于所述中心点为第一个中心点的情况，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定第一个中心点对应的采样平面上的采样路径，包括：
在第一个中心点对应的采样平面上，根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸，获得通过第一个中心点的初始方向向量；
根据所述初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在第一个中心点的法平面上的投影尺寸确定，
将多个方向向量首尾相连，得到第一个中心点对应的采样平面上的采样路径。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，响应于所述中心点为第一个中心点以外的中心点的情况，根据前一个中心点对应的采样平面上的采样路径、目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸和所述预设角度，确定当前中心点对应的采样平面上的采样路径，包括：
确定所述当前中心点的采样平面与所述前一个中心点的采样平面之间的投影关系；
根据所述投影关系，确定前一中心点的采样平面的初始方向向量在当前中心点的采样平面上的投影向量，并根据投影向量的方向和目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定当前中心点的采样平面的初始方向向量；
根据初始方向向量获得其他方向向量，其中，所述方向向量之间的夹角为所述预设角度，所述方向向量的长度根据目标对象在当前中心点的法平面上的投影尺寸确定；
将多个方向向量首尾相连，得到当前中心点对应的采样平面上的采样路径。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述三维图像包括三维医学图像，所述目标对象包括管状组织或器官。
10.一种图像处理装置，其特征在于，包括：
路径模块，用于确定针对三维图像中目标对象的采样路径，所述采样路径包括沿目标对象的中心线确定的多个采样平面的采样路径，其中，所述多个采样平面的采样路径包括多条经过采样平面中心点的、不同方向的第一路径片段；
采样模块，用于针对每个采样平面，根据所述采样路径对所述三维图像进行采样处理，获得多个采样平面的采样信息；
目标图像模块，用于根据所述采样信息，获得所述目标对象的多个视角的目标图像。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：执行权利要求1至9中任意一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至9中任意一项所述的方法。
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CN113506262A (zh) * 2021-07-07 2021-10-15 上海商汤智能科技有限公司 图像处理方法、装置及其相关设备和存储介质

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