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【doc】真彩色图象边缘检测技术在胃镜图中的应用 真彩色图象边缘检测技术在胃镜图中的应 用 生 JB 物 io 医 m~ 学 d 工 En 程 g 学杂意 l995Fl2(2) R门?i.牛真彩色图象边缘检测技术 在胃镜图中的应用 董晓九廖覃家美徐振勤_—,——,,————一 (武沈大学空闻抽理与电干信息束漾球医学霞皋研完所,武陡430Q72) q内容摘要目前计算机图象处理技术中,边缘柱滔巳有许多成熟的算法,能较好地完成图象分鬻韵 任务,但在医学图象中,有些病变区域的边缘报难确定,人眼判断有覆大的主观性.用传统的边缘检测技 术不会取得好的检潸效果.为此,本文针对胃键图象中胃溃瘙边缘的自动检滔提出了一种径向搜索算 法,成功地解决了计算机自动边缘检滔同题,为痛变区域的爿剐与滔量提供了客观 饭据. 关键词边缘检鸹真彩色图象径向搜窜彩色亮度胃赍痔景岳誓, 1引言2数据获取 目前,胃镜检查术以其安全性,直观性而被 广泛应用于临床胃镜分为光学和电子胃镜,电 子胃镜可将检查过程记录于录像带上,便于会 诊和存档.胃溃汤是一种常见胃病,发病率高, 胃镜检查可发现溃疡并通过观察其颜色以及形 态大小进行诊断.但人眼的主观性太大,因此应 用计算机对胃镜图象胃溃疡部分的边缘检测与 提取显得十分重要:有了准确的病区边缘可测 得病区面积,周长及其它形态参量,为诊断提供 客观依据.另外在药物疗效分析中,对服用某种 药物前后胃溃疡面积的测量,是判断此类药物 疗效的重要手段之一.在胃镜图象中色彩丰富, 因而采用先进的真彩色图象处理技术.在彩色 图象分割方面,Ohlander,Mehmet等先后提出 多维直方图阚值分割技术,彩色聚类技术0, 但用于胃镜图象分割却很不成功,因为胃镜图 象中有较多的阴影,皱折,粘液和反光点,溃疡 则表现为桔红色粘膜上鲜明的白色,黄色或灰 黄邑病变u,其边缘肉眼不易判断,为此本文提 出了一种径向搜索方法,较好地解决了胃溃疡 的边缘检测问题. { 用电子胃镜对胃病患者进行内窥镜检查 时,用录像带记录下病人的全部检查过程,再将 录像带作为输入源,用本所开发的CFG真彩色 图象处理系统进行图象数字化,存贮,处理与分 析.CFG真彩色图象处理系统包括一台386微 机,(主频33M,内存4M,外存210M)和CFG 真彩色图象处理板一块(分辨率512×512, 32768种颜色,帧存1M)以及一个图象监视器. 3算法描述 本文提出的径向搜索方法思路是;首先用 人机对话的方式确定感兴趣区域AOI(Areaof Interesting)即病区所在大概范围,再由AOI中 心每隔一定角度发射一根扫描线,计算每根扫 描线上的亮度Luminance差分值最大的三个 点,并确定三点中代价函数最小的一点作为边 界候选点,再通过径向长度比较去除明显的噪 声点,最后通过B样条插值形成完整的边缘围 线,下面分别叙述如下: 1.用人机对话方式确定病区所在大概范 围即感兴趣区域AOI.可在图象监视器上用一 样信圆形边框粗略地围住病区,此AOI中心应在 第2期董晓九等.真彩色图象边缘幢谢技术在胃镜中的应用153 病区中心,以后的边缘检测均在AOI内进行. 2.每隔一定角度以窗El中心发射一根射 线,角度的间隔由要求的扫描线数决定,Qinc= 360./n,n为要求的一周扫描线数,可人为输 入.每根扫描线的长度I为: l—a?b?(1+tand)/(b+a+an0) 其中,a,b为步骤1中确定的椭圆形边框的长, 短轴,日为扫描线与水平轴正方向的夹角.取整 l即为该扫描线上的象素数. 3.沿每根扫描线进行预处理和彩色亮度 luminance差分计算:首先定义彩色亮度lumi. nance=o.3×R+0.59×G+0.11×B(R,G,B为一 象素点的红,绿,蓝值).预处理是在每根扫描线 上对luminance进行的:即在扫描线上进行一 维中值滤披,窗口尺寸一般取为q,这一步的目 的是为了去除孤立噪声点的影响.预处理之后 即进行一维差分,这里选用的边缘检测算子 Gi=l?(1--1)i,(1i表示平滑后的扫描线上 第i个点的luminance值)由于扫描线近似垂直 地穿过边界,因此此算子对病区边缘有较高的 灵敏度. 4.取每根扫描线上luminance差分值最大 的三个点作为边界点候选点 s.计算三个候选点的luminance代价函 效,选取代价函数最小的点为唯一的边缘候选 点,首先定义代价函数,设E.一为前一扫描线上 已确定的边界点序号,ci为当前扫描线某边界 候选点序号,N为扫描线上象素点数,I(i,j)为 第i根扫描线上序号为j的象素点的某彩色特 征值,这里为luminance,代价函数定义为 C(E