Ослаблення кісток на рентгенологічних знімках

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНІКИ, ДО ЯКОЇ ОТНОСТИТСЯ ВИНАХІД

Даний винахід відноситься до виділення і ослаблення заважають об'єктів на зображеннях.

РІВЕНЬ ТЕХНІКИ ВИНАХОДУ

Для багатьох діагностичних цілей корисно видаляти тіні від кісток з рентгенографічного зображення. На зображенні з віддаленими тінями від кісток простіше отримати деякі дані, так як тіні від кісток, видалені з зображення, більше не створюють перешкод для важко помітних структур м'яких тканин. Наприклад, виявлення вузла в легенях можна вдосконалити за допомогою згаданої технології, шляхом видалення тіней від ребер. Видалення тіней від кісток може виявитися корисним як при спостереженні людиною, так і для системи САПР (системи автоматизованого виявлення) вузла в легенях, так як знижується ризик пропуску вузлів в легенях, перекритих тінями від кісток (псевдонегативний результат) або розпізнавання помилкових вузлів на схрещуваннях тіней від кісток (хибнопозитивний результат).

Відомий спосіб отримання більш високоякісних зображень м'якої тканини заснований на застосуванні збору даних двухэнергетическим методом. Однак, застосування збору даних двухэнергетическим методом вимагає застосовувати�їй на пацієнта.

Інший підхід описаний в роботі Simko et al., «Elimination of clavicle shadows to help automatic lung nodule detection on chest radiographs», опублікованій в IFMBE Proceedings 22, 488-491, 2008, під редакцією Vander Sloten et al. У згаданій публікації, контур ключиці сегментований і описаний параметричної кривої {x(s),y(s)}s∈[0,1]. Околиця контуру ключиці визначається як безліч точок (x(s),y(s)+d), де s∈[0,1] ідля будь-якого позитивного числа δ. Зображення ключиці реконструюється наступним чином:

1. Обчислюють градієнтне зображення.

2. Будують модель кістки.

3. Повторно обчислюють зображення за зміненим градиентному зображенню.

Модель кістки будують згладжуванням в просторі {(s, d) │ s∈[0, 1] і}, з використанням одновимірних гауссових ядер з широким нормальним розподілом σsу напрямку змінної s, тангенціальною по відношенню до контуру, і неширокого нормального розподілу σdу напрямку осі y. Зображення ключиці віднімають з оригінального зображення, з утворенням тим самим зображення м'якої тканини з ослабленою ключицею. Недолік вищеописаного способу полягає в тому, що передбачається, що кістка розташована в горизонтальному напрямку.

В �об'єктів в зображенні. Потім, послаблюють тіні від кісток у перетвореному зображенні. Наприклад, спосіб, описаний Сімко з співавторами (Simko et al.) можна застосувати для ослаблення ключиці, орієнтованої перпендикулярно осі y. Потім зображення з ослабленою ключицею перетворюють за допомогою перетворення, зворотного глобального аффинному перетворення, щоб переорієнтувати об'єкти на зображенні їх вихідні положення. Однак спосіб не ефективний, коли, наприклад, контур кістки зігнутий, що, по суті, має місце з кожним замкнутим контуром.

СУТНІСТЬ ВИНАХОДУ

Доцільно створення системи для ослаблення заважають об'єктів в зображенні, яка ефективно діє відносно вигнутих об'єктів.

Для досягнення згаданої мети, у відповідності з одним аспектом винаходу пропонується система для виділення об'єкта з початкового зображення, при цьому, згаданий об'єкт описаний контуром, причому, система містить:

- градієнтний блок для обчислення градієнтного поля вихідного зображення на підставі вихідного зображення,

- згладжує блок для згладжування градієнтного поля вихідного зображення і

- інтегруючий блок для обчислення зображення об'єкта з допомогою інте�зображения, причому згадана система відрізняється тим, що в кожній точці вихідного зображення згладжування задається двомірним (2-мірним) ядром згортки, яке є твором першого одновимірного (1-вимірного) ядра згортки в першому напрямку, по суті, паралельному контурі, і другого одновимірного (1-вимірного) ядра згортки в другому напрямку, по суті, нормальному до контуру. Перше 1-вимірний ядро згортки задає згладжування вздовж контуру, в областях з обох сторін контуру, тоді як друге 1-вимірний ядро згортки задає згладжування поперек контуру, що розділяє дві області, незалежно від орієнтації об'єкта і від кривизни контуру.

В одному варіанті здійснення, система додатково містить координатний блок для

- параметризації контуру

- перетворення прямокутних координат (x, y) у вихідному зображенні координати (s, n) на базі контуру, де s(x, y) представляє параметр точки на параметризованому контурі, відповідне перетину нормалі до контуру, триваючої через точку (x, y), де n(x, y) представляє відстань зі знаком між точкою (x, y) у вихідному зображенні контуром, і при цьому відстань зі знаком приймає один знак для точок з одного боку конту�т від координати s, і друге 1-вимірний ядро згортки залежить від координати n. Тим самим спрощують реалізацію 1-мірних ядер згортки оператора згладжування.

В одному варіанті здійснення, система додатково містить блок віднімання для вирахування зображення об'єкта з початкового зображення і тим самим створення зображення з ослабленими перешкодами, в якому об'єкт ослаблений.

В одному варіанті здійснення системи, стандартне відхилення першого 1-вимірного ядра згортки щонайменше на один порядок величини більший, ніж стандартне відхилення другого 1-вимірного ядра згортки. У припущенні, що внесок від об'єкта значення інтенсивності вихідного зображення (тобто значення пікселів) є однаковим у сусідніх місцях на об'єкті, обведенном контуром на вихідному зображенні, що є звичайним для тіней від кісток, інтегровані згладжені градієнти утворюють, в результаті, зображення об'єкта, коли згладжування виконано, в основному, в напрямку, паралельному контурі об'єкта. Згадану мету можна досягти з допомогою згладжуючих ядер зі стандартним відхиленням першого 1-вимірного ядра згортки, яке набагато більше, ніж стандартне відхилення другого 1-вимірного ядра згортки.

У однЈей міру 1% від довжини контуру. Так як згладжування, задану першим ядром, усереднює вектори градієнтного поля в областях, заданих контуром, але не впоперек контуру, то велике стандартне відхилення (тобто має довжину щонайменше 1%, переважно щонайменше 5% від довжини контуру) згладжує градієнтні поля вихідного зображення в згаданих областях без впливу на краю вздовж контуру. Порівняння градієнтного поля вихідного зображення і згладженого градієнтного поля вихідного зображення дозволяє отримувати інформацію про тонких деталях вихідного зображення, притому, про таких деталях, які приховані об'єктом.

В одному варіанті здійснення системи, згладжує блок додатково виконаний з можливістю корекції орієнтації вектор-градієнт вихідного зображення в кожній точці, на підставі орієнтації нормалі до контуру, триваючої через точку, щодо орієнтації нормалі до контуру, триваючої через початок координат 2-мірного ядра згортки. Згаданий спосіб усереднює вектор-градієнт вихідного зображення відносно нормалі до контуру вздовж контуру.

В одному варіанті здійснення системи, згладжує блок додатково виконаний з можливістю компенсації сглаженнго поля вихідного зображення вздовж лінії, проходить через область інтересу, що міститься у вихідному зображенні, була, по суті, аналогічної відповідної сумі векторів градієнтного поля вихідного зображення. Таким чином, після вирахування зображення об'єкта з початкового зображення, об'єкт повинен, по суті, зникати з зображення з ослабленими перешкодами, але область зовні контура об'єкта повинна, по суті, залишатися без змін у зображенні з ослабленими перешкодами.

В одному варіанті здійснення системи контур є замкнутим. Даний варіант здійснення системи застосовують для ослаблених об'єктів, які цілком укладені в зображення.

Відповідно з додатковим аспектом, систему у відповідності з винаходом застосовують для виділення тіней від кісток на рентгенівських зображеннях.

Відповідно з додатковим аспектом, система у відповідності з винаходом міститься в пристрої для отримання зображення.

Відповідно з додатковим аспектом, система у відповідності з винаходом міститься в робочій станції.

Відповідно з додатковим аспектом винаходу пропонується спосіб виділення об'єкта з початкового зображення, при цьому, згаданий объого зображення на підставі вихідного зображення,

- етап згладжування для згладжування градієнтного поля вихідного зображення, і

- етап інтегрування для обчислення зображення об'єкта за допомогою інтегрування згладженого градієнтного поля вихідного зображення і тим самим виділення об'єкта з початкового зображення, причому, згаданий спосіб відрізняється тим, що в кожній точці вихідного зображення, згладжування задається 2-мірним ядром згортки, яке є твором першого 1-вимірного ядра згортки в першому напрямку, по суті, паралельному контурі, і другого 1-вимірного ядра згортки в другому напрямку, по суті, нормальному до контуру.

Відповідно з додатковим аспектом винаходу пропонується комп'ютерний програмний продукт, що завантажується комп'ютерною системою, що містить команди для виділення об'єкта з початкового зображення, при цьому, згаданий об'єкт описаний контуром, причому, комп'ютерна система містить блок обробки і запам'ятовуючий пристрій, причому, комп'ютерний програмний продукт, після завантаження, забезпечує згаданий блок обробки можливістю виконувати етапи способу згідно з винаходом.

Фахівцям в даній області техніки буде очевидно, що, по меншій им способом, представляющимся корисним.

Спеціалістом у даній області техніки, на основі наведеного опису, можуть бути розроблені модифікації та варіанти системи, пристрою для отримання зображень, робочої станції, способу та/або комп'ютерного програмного продукту, які відповідають вищеописаним модифікацій і варіантів системи чи способу.

Фахівця в галузі техніки буде очевидно, що багатовимірне зображення в заявленому винахід може бути даними двомірного (2-мірного) зображення, отриманими різними засобами збору даних, наприклад, але без обмеження, засобами рентгенографії, комп'ютерної томографії (КТ), магнітно-резонансної томографії (МРТ), ультразвукового дослідження (УЗД), позитронно-емісійної томографії (ПЕТ), однофотонної емісійної комп'ютерної томографії (ОФЕКТ), і радіонуклідної медицини (РНМ). Фахівець в даній області техніки зможе додатково модифікувати систему і/або спосіб згідно з винаходом, щоб зробити його придатним для даних тривимірного (3-мірного) зображення.

Винахід визначено в незалежних пунктах формули винаходу. Кращі варіанти здійснення визначені в залежних пункт�евидни з пояснення на прикладі нижчеописаних виконань і варіантів здійснення з посиланнями на що додаються креслення, де

Фіг.1 - блок-схема зразкового варіанта здійснення системи;

Фіг.2A - зображення координат s(x, y) перетворення координат (x, y) → (s, n);

Фіг.2B - зображення координат n(x, y) перетворення координат (x, y) → (s, n);

Фіг.3A - приблизний зображення об'єкта;

Фіг.3B - приблизний зображення з ослабленими перешкодами;

Фіг.4 - блок-схема послідовності операцій зразкового виконання способу;

Фіг.5 - схематичне зображення зразкового варіанта здійснення пристрої для отримання зображень;

Фіг.6 - схематичне зображення зразкового варіанта здійснення робочої станції.

Для позначення аналогічних частин на всіх фігурах застосовані однакові номери позицій.

ДЕТАЛЬНИЙ ОПИС ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ

На малюнку 1 схематично показана блок-схема зразкового варіанта здійснення системи 100 для виділення об'єкта з початкового зображення, при цьому згаданий об'єкт оконтурен допомогою системи 100, містить:

- градієнтний блок 110 для обчислення градієнтного поля вихідного зображення на підставі вихідного зображення,

- згладжує блок 120 для згладжування градієнтного поля вихідного зображення і

- інтегруючий блок 130 для вич�я і тим самим виділення об'єкта з початкового зображення, причому, згадана система відрізняється тим, що в кожній точці вихідного зображення, згладжування задається 2-мірним ядром згортки, яке є твором першого 1-вимірного ядра згортки в першому напрямку, по суті, паралельному контурі, і другого 1-вимірного ядра згортки в другому напрямку, по суті, нормальному до контуру.

Приблизний варіант здійснення системи 100 додатково містить:

- координатний блок 105 для параметризації контуру і для перетворення прямокутних координат у вихідному зображенні координати на основі контуру,

- блок 140 віднімання для вирахування зображення об'єкта з початкового зображення і тим самим створення зображення з ослабленими перешкодами,

- блок 160 управління для керування роботою системи 100,

- користувальницький інтерфейс 165 для зв'язку між користувачем і системою 100 та

- запам'ятовуючий пристрій 170 для зберігання даних.

В одному варіанті здійснення системи 100 є три вхідних з'єднувача 181, 182 та 183 для вступників даних. Перший вхідний з'єднувач 181 виконаний з можливістю отримання даних, що надходять із засобу для зберігання даних, наприклад, але без обмеження, жорсткого диска, магнітної стрічки, флеш-пющих з пристрою користувальницького введення, наприклад, але без обмеження, миші або сенсорного екрану. Третій вхідний з'єднувач 183 виконаний з можливістю отримання даних, що надходять з такого пристрою користувальницького введення, як клавіатура. Вхідні з'єднувачі 181, 182 та 183 приєднані до блоку 180 керування введенням.

В одному варіанті здійснення системи 100 є два вихідних з'єднувача 191 і 192 для виведення даних. Перший вихідний з'єднувач 191 виконаний з можливістю виведення даних в засіб для зберігання даних, наприклад, на жорсткий диск, магнітну стрічку, у флеш-пам'ять або оптичний диск.

Другий вихідний з'єднувач 192 виконаний з можливістю виведення даних на пристрій відображення. Вихідні з'єднувачі 191 і 192 отримують відповідні дані через блок 190 управління висновком.

Фахівця в даній області техніки повинно бути зрозуміло, що існує багато способів підключення пристроїв введення до вхідних зєднувачів 181, 182 та 183 і пристроїв виводу до вихідних зєднувачів 191 і 192 системи 100. Згадані способи містять, але без обмеження, проводове та бездротове з'єднання, цифрову мережу, наприклад, але без обмеження, локальну мережу (LAN) і глобальну мережа (WAN), мережа Інтернет, цифрову телефонну мережу і аналогову телистема 100 виконана з можливістю отримання вхідних даних із зовнішніх пристроїв по кожному з вхідних з'єднувачів 181, 182 та 183 та збереження отриманих вхідних даних у запам'ятовуючому пристрої 170. Завантаження вхідних даних в запам'ятовуючий пристрій 170 забезпечує можливість швидкого доступу до релевантним частинах даних блоків системи 100. Вхідні дані містять початкове зображення. За бажанням, ці дані містять дані контурів і дані користувача введення, наприклад, стандартні відхилення першого і другого ядер згортки. Запам'ятовуючий пристрій 170 може бути реалізовано такими пристроями, як, наприклад, але без обмеження, масив регістрів ЦП (центрального процесора), кеш-пам'ять, мікросхема оперативного запам'ятовуючого пристрою (ОЗП), мікросхема постійного запам'ятовуючого пристрою (ROM) та/або накопичувач на жорсткому диску і жорсткий диск. Запам'ятовуючий пристрій 170 може бути додатково виконано з можливістю збереження вихідних даних. Вихідні дані містять зображення об'єкта та/або зображення з ослабленими перешкодами. Запам'ятовуючий пристрій 170 може бути також виконано з можливістю отримання даних з блоків та/або подання даних у блоки системи 100, містить координатний блок 105, градієнтний блок 110, згладжує блок 120, інтегруючий блок 130, блок 140 віднімання, блок 160 упра бути додатково виконано з можливістю надання вихідних даних зовнішніх пристроїв через будь-який з вихідних з'єднувачів 191 і 192. Збереження даних з блоків системи 100 в запам'ятовуючому пристрої 170 може, у відповідних випадках, підвищити робочі характеристики блоків системи 100, а також швидкість передачі вихідних даних з блоків системи 100 під зовнішні пристрої.

В одному варіанті здійснення системи 100, система містить 100 блок 160 керування для управління системою 100. Блок 160 управління може бути виконаний з можливістю отримання керуючих даних з блоків системи 100 і подання керуючих даних у згадані блоки. Наприклад, градієнтний блок 110 може бути виконаний з можливістю, після обчислення градієнтного поля вихідного зображення, уявлення керуючих даних «градієнтне поле обчислено» блок 160 управління, і блок 160 управління може бути виконаний з можливістю подання керуючих даних «згладити градієнтне поле» в згладжує блок 120. В альтернативному варіанті, функція управління може бути реалізована в іншому блоці системи 100.

В одному варіанті здійснення системи 100, система містить 100 користувальницький інтерфейс 165 для зв'язку між користувачем і системою 100. Користувальницький інтерфейс 165 може бути виконаний з можливістю отримання даних користувача вво�терфейс може отримувати дані користувача введення для вибору режиму роботи системи, наприклад, для застосування конкретної функції ядра згортки, наприклад, функції ядра згладжуючого фільтра Гауса або найближчого сусіда. Користувальницький інтерфейс додатково виконаний з можливістю відображення зображення об'єкта та/або зображення з ослабленими перешкодами. Фахівця в даній області техніки буде зрозуміло, що, у відповідних випадках, в інтерфейсі 165 системи 100 можна реалізувати додаткові функції.

У нижчеописаних варіантах здійснення, вихідне зображення є медичним зображенням грудної клітини, і об'єкт містить кістки, потенційно заважають огляду вузлів в легенях: ребра і ключицю. Фахівця в даній області техніки буде зрозуміло, що згадані варіанти здійснення пояснюють винахід і не підлягають тлумаченню в сенсі обмеження обсягу домагань формули винаходу.

В одному варіанті здійснення, дані введення в систему містять контур кісток, ребер і ключиці. В альтернативному варіанті, система 100 може містити блок контурної обробки для оконтурювання ребер і ключиці у вихідному зображенні, з використанням сегментації вихідного зображення або градієнтного поля вихідного зображення. Система 100 содержв вихідному зображенні координати (s, n) на базі контуру, де s(x, y) представляє параметр точки на параметризованому контурі, відповідне перетину нормалі до контуру, триваючої через точку (x, y), де n(x, y) представляє відстань зі знаком між точкою (x, y) у вихідному зображенні контуром, і при цьому відстань зі знаком приймає один знак для точок з одного боку контуру і протилежний знак для точок з іншого боку контуру.

На фіг.2A представлені координати s(x, y) перетворення координат (x, y) → (s, n), та на фіг.2B представлені координати n(x, y) перетворення координат (x, y) → (s, n). Параметр s є циклічним відстанню по контуру, виміряній щодо довільної опорної точки на контурі. Координата n відстані зі знаком є позитивною зовні контура і негативною всередині контуру. Показаний контур C є замкнутим і описує ділянку контуру ключиці. Контур C, аппроксимированний методом дискретної ступінчастою лінійної апроксимації, отримують з використанням сегментації вихідного зображення, як викладено в публікації Barthel and von Berg, Robust automatic lung field segmentation on digital chest radiographs, Int. J. CARS vol. 4, supplement 1, p. 326, 2009. Багаторівневе виконання сегментації кісток також можливо і має преовневая концепція додатково забезпечує функцію відстані для застосування в якості змінної n.

Перетворену координату (s, n) заданої позиції (x, y) зображення отримують за допомогою таблиці, що забезпечує значення (s, n) для кожної позиції (x, y). Згадана таблиця складена за допомогою дискретної вибірки параметрів s і n по контуру. Елемент таблиці для (x, y) замінюють всякий раз, коли новий можливий варіант має менше абсолютне значення n, що означає його знаходження ближче до контуру. Координати (s, n) досить підходять для завдання першого та другого ядер згортки.

На фіг.3A представлено зразок зображення об'єкта, при цьому зображення об'єкта Ob містить кісткові компоненти вихідного зображення, тобто апостеріорні ребра і ключицю CI. Згадане зображення об'єкта було обчислено згладжуванням градієнтного поля вихідного зображення гауссовими ядрами. Фахівцям відомі гауссових ядра. Перше гаусівських розподілу ядро залежить від координати s, і друге гаусівських розподілу ядро залежить від координати n. Стандартне відхилення першого ядра згортки одно σs=40 мм, і стандартне відхилення другого ядра згортки одно σn=0,2 мм. В одному варіанті здійснення, згладжує блок 120 призначений для корекції орієнтації вектор-градієнт вихідного зображення перед згладжуванням. Орієнтацією�уру, триваючої через точку (s, n), щодо орієнтації нормаліnkдо контуру, триваючої через початок координат (sk, nk) 2-мірного ядра згортки. Скориговану орієнтацію вектора градієнтного поля вихідного зображення можна обчислити з ϕ(s, n)+ϕ(n)-ϕ(nk), де ϕ(s, n) означає кутову координату вектора градієнтного поля в позиції (s, n), та ϕ(n) і ϕ(nk) означають, відповідно, кутові координати векторівnіnkнормалей. Абсолютне значення градієнта зберігається. Даний підхід усереднює градієнтне поле вихідного зображення вздовж ліній, перпендикулярних нормалі до контуру і паралельних контуру, при збереженні різких країв кісток вздовж контуру. Зображення кістки реконструюють з модифікованого градієнтного зображення поля допомогою підсумовування, тобто, інтегрування згладженого градієнтного поля вихідного зображення, при цьому, інтегрування виконується інтегруючим блоком 130.

Щоб прискорити згладжування, тобто обчислення згортки першого ядра згортки та градієнтного поля, можна використовувати підмножина позицій у зображенні на кривій інтегрування, наприклад позицій, створених випадковим про�остей, стандартне відхилення σsповинно бути більшим по відношенню до розміру однорідного об'єкта. Можливим вимірювальним показником такого об'єкта, як кістка, є довжина контуру. Задовільні результати очікуються зі стандартним відхиленням σsпорядку величини, щонайменше, 5% від довжини контуру. Однак, застосування настільки великого стандартного відхилення вимагає, щоб градієнтне поле змінювалося повільно в залежності від змінної s.

В одному варіанті здійснення системи, згладжує блок 120 додатково призначений для компенсації згладженого градієнтного поля вихідного зображення, для гарантії того, щоб сума векторів згладженого градієнтного поля вихідного зображення вздовж лінії, що проходить через область інтересу, що міститься у вихідному зображенні, була, по суті, аналогічної відповідної сумі векторів градієнтного поля вихідного зображення. Згадана властивість переважно тому, що анизотропное згладжування в координатах (s, n) змінює градієнти таким чином, що сума векторів згладженого градієнтного поля в області інтересу (кістка з краєм) змінюється щодо градієнтного поля, заданого вихідним изображени�сивности на кордоні області інтересу, що викликає штучний контраст в реконструйованому зображенні. Отже, варіант з компенсацією кращий для забезпечення того, щоб сума векторів згладженого градієнтного поля по лініях і по рядках, що проходять через область інтересу навколо кістки, була, по суті, такий же, як відповідна сума векторів по лініях і по рядках градієнтного поля вихідного зображення, що проходять через область інтересу навколо кістки.

На фіг.3B показано приклад зображення з ослабленими перешкодами, а саме рентгенограма грудної клітини з ослабленням кістки з правого боку пацієнта (лівого боку зображення). Права ключиця і апостеріорні зображення ребер представляються сильно ослабленими. Однак ліва ключиця і апостеріорні зображення ребер представляються незатронутими. Зображення з ослабленими перешкодами, показане на фіг.3B, отримана відніманням зображення об'єкта, показаного на фіг.3A, з вихідного зображення (не показаного), при цьому зазначене віднімання виконується в блоці 140 віднімання системи 100. Після вирахування тіні Ob від кістки з початкового зображення, зображення з ослабленими перешкодами являє структури м'яких тканин лівої легені.

СЀача у багатьох аспектах при виконанні його роботи. Крім того, хоча варіанти здійснення системи пояснюються з використанням медичних застосувань системи, передбачається також можливість немедичного застосування системи.

Фахівцям в даній області техніки буде також зрозуміло, що можливі інші варіанти здійснення системи 100. Крім іншого, можна змінити блоки системи і перерозподіляти їх функції. Хоча вищеописані варіанти здійснення відносяться до медичних зображень, можливі також інші застосування системи, не пов'язані з медичними застосуваннями.

Блоки системи 100 можуть бути реалізовані з використанням процесора. Зазвичай, їх функції виконуються під управлінням програмного продукту системи програмного забезпечення. Під час виконання, програмний продукт системи програмного забезпечення, як правило, завантажується на пристрій, наприклад, в RAM, і виконується з нього. Програма може бути завантажена з фонового запам'ятовуючого пристрою, наприклад, ROM, жорсткого диска або магнітного та/або оптичного накопичувача, або може бути завантажена по мережі, наприклад, мережі Інтернет. За бажанням, спеціалізована інтегральна схема може забезпечувати описані функції.

�та Ob з початкового зображення, при цьому згаданий об'єкт описаний контуром C. Спосіб M починається з координатного етапу S05 для параметризації контуру і для перетворення прямокутних координат (x, y) у вихідному зображенні координати (s, n) на базі контуру. Після координатного етапу S05, спосіб M переходить на градієнтний етап S10 для обчислення градієнтного поля вихідного зображення, на підставі вихідного зображення. Після градієнтного етапу S10, спосіб M переходить на етап S20 згладжування для згладжування градієнтного поля вихідного зображення. Після згладжує етапу S20, спосіб M переходить на етап S30 інтегрування для інтегрування згладженого градієнтного поля вихідного зображення і тим самим виділення об'єкта з початкового зображення. Після етапу S30 інтегрування, спосіб M переходить на етап S40 віднімання для вирахування зображення об'єкта з початкового зображення, зі створенням тим самим зображення з ослабленими перешкодами. Після етапу S40 віднімання, спосіб закінчується.

Етап S20 способу згладжування M відрізняється тим, що в кожній точці вихідного зображення, згладжування задається 2-мірним ядром згортки, яке є твором першого 1-вимірного ядра згортки в першому напрямку, по суті, паралель�циалист в даній області техніки може змінювати порядок деяких етапів, додавати деякі додаткові етапи (наприклад, сегментації) або виключати деякі необов'язкові етапи (наприклад, корекції орієнтацій векторів градієнтного поля), або виконувати деякі етапи з паралельним використанням моделей потокової обробки, мультипроцесорних систем або багатозадачних процедур, без відхилення від концепції, передбачуваної цим винаходом. За бажанням, щонайменше, два етапи способу M можуть бути об'єднані в один етап. За бажанням щонайменше один етап способу M може бути розділений на безліч етапів.

На фіг.5 схематично показаний приблизний варіант здійснення пристрою 500 для отримання зображень, що використовує систему 100 згідно з винаходом, при цьому, зазначене пристрій 500 для отримання зображень містить блок 510 отримання зображень, з'єднаний внутрішнім з'єднанням з системою 100, вхідний з'єднувач 501 і вихідний з'єднувач 502. Наведена схема побудови вигідно підвищує можливості пристрою 500 для отримання зображень, із забезпеченням у згаданому пристрої 500 для отримання зображень корисних можливостей системи 100.

На фіг.6 схематично зображено приблизний варіант здійснення робочої ст�виводу (I/O) на/з дискового пристрою і користувальницький інтерфейс (UI) 640 мають оперативні з'єднання з системною шиною 601. Дисковий накопичувач 631 має оперативне з'єднання з адаптером 630 введення/виводу (I/O) на/з дискового пристрою. Клавіатура 641, миша 642 і дисплей 643 мають оперативне з'єднання з призначеним для користувача інтерфейсом (UI) 640. Система 100 згідно з винаходом, реалізована у вигляді комп'ютерної програми, що зберігається в дисковому запам'ятовуючому пристрої 631. Робоча станція 600 виконана з можливістю завантаження програми і введення даних в запам'ятовуючий пристрій 620, і виконання програми в процесорі 610. Користувач може вводити інформацію в робочу станцію 600, з використанням клавіатури 641 та/або миші 642. Робоча станція виконана з можливістю виведення інформації в пристрій 643 відображення і/або дисковий накопичувач 631. Фахівця в даній області техніки буде зрозуміло, що існує безліч інших варіантів здійснення робочої станції 600, відомих в даній області техніки, і що цей варіант здійснення призначений для пояснення винаходу і не підлягає інтерпретації в сенсі обмеження винаходу даними конкретним варіантом здійснення.

Слід зазначити, що вищезазначені варіанти здійснення пояснюють, а не обмежують даний �лення, не виходять за межі обсягу домагань додається формули винаходу. У формулі винаходу, ніякі позиції в дужках не підлягають тлумаченню в сенсі обмеження пункту формули винаходу. Термін «містить» не виключає присутності елементів або етапів, не перелічених у пункті формули винаходу або в описі. Ознака однини перед елементом не виключає присутності безлічі згаданих елементів. Винахід може бути реалізовано апаратними засобами, що містять кілька окремих елементів, і з допомогою запрограмованого комп'ютера. У пунктах формули винаходу на систему, що містять перерахування декількох блоків, деякі із згаданих блоків можуть бути виконані однією й тією ж записом в апаратному або програмному забезпеченні. Використання термінів перший, другий, третій і т. п. не означає якого-небудь впорядкування. Згадані терміни підлягають інтерпретації як назви.

1. Система (100) для виділення об'єкта (Ob) з початкового зображення, при цьому згаданий об'єкт описаний контуром (З), причому система (100) містить:
- градієнтний блок (100) для обчислення градієнтного поля вихідного зображення на підставі вихідного зображення(130) для обчислення зображення об'єкта за допомогою інтегрування згладженого градієнтного поля вихідного зображення і, тим самим, виділення об'єкта (Ob) з початкового зображення,
відрізняється тим, що в кожній точці вихідного зображення згладжування задається 2-мірним ядром згортки, яке є твором першого 1-вимірного ядра згортки в першому напрямку, по суті, паралельному контурі (С) в точці на контурі, причому точка відповідає перетину контуру нормаллю до контуру, триваючої через відповідну точку початкового зображення, що є найближчою до відповідної точці вихідного зображення, і другого 1-вимірного ядра згортки в другому напрямку, по суті, нормальному до контуру (С) у згаданій точки на контурі.

2. Система (100) п. 1, додатково містить координатний блок (105) для:
- параметризації контуру (З)
- перетворення прямокутних координат (х, y) у вихідному зображенні координати (s, n) на основі контуру, де s (x, y) представляє параметр точки на параметризованому контурі (С), що відповідає перетину нормалі до контуру (З), триваючої через точку (х, y), де n (х, y) представляє відстань зі знаком між точкою (x, y) у вихідному зображенні контуром (З), і при цьому відстань зі знаком передбачає один знак для точок з одного боку конит від координати s, і друге 1-вимірний ядро згортки залежить від координати n.

3. Система (100) п. 1, додатково містить блок (140) вирахування для вирахування зображення об'єкта з початкового зображення і тим самим створення зображення з ослабленням, при цьому об'єкт (Ob) є ослабленим.

4. Система (100) п. 1, в якій стандартне відхилення першого 1-вимірного ядра згортки щонайменше на один порядок величини більший, ніж стандартне відхилення другого 1-вимірного ядра згортки.

5. Система (100) п. 1, в якій стандартне відхилення першого 1-вимірного ядра згортки має довжину щонайменше 1% від довжини контуру (С).

6. Система (100) п. 2, в якій згладжує блок (120) додатково виконаний з можливістю корекції орієнтації вектор-градієнт вихідного зображення в кожній точці, на підставі орієнтації нормалі до контуру, триваючої через точку, щодо орієнтації нормалі до контуру, триваючої через початок координат 2-мірного ядра згортки.

7. Система (100) п. 1, в якій згладжує блок (120) додатково виконаний з можливістю компенсації згладженого градієнтного поля вихідного зображення для гарантії того, щоб сума векторів згладженого градієнтного поля вихідного і�ництва, аналогічної відповідної сумі векторів градієнтного поля вихідного зображення.

8. Система (100) п. 1, в якій контур (З) є замкнутим.

9. Застосування системи (100) по кожному з попередніх пунктів для виділення тіней від кісток в рентгенівських зображеннях.

10. Пристрій (500) для отримання зображень, що містить систему (100) по кожному з попередніх пунктів.

11. Робоча станція (600), яка містить систему (100) по кожному з попередніх пунктів.

12. Спосіб (М) виділення об'єкта (Ob) з початкового зображення, при цьому згаданий об'єкт описаний контуром (З), причому спосіб (М) містить:
- градієнтний етап (S10) для обчислення градієнтного поля вихідного зображення на підставі вихідного зображення,
- етап згладжування (S20) для згладжування градієнтного поля вихідного зображення і
- етап інтегрування (S30) для обчислення зображення об'єкта за допомогою інтегрування згладженого градієнтного поля вихідного зображення і тим самим виділення об'єкта (Ob) з початкового зображення,
відрізняється тим, що в кожній точці вихідного зображення згладжування задається 2-мірним ядром згортки, яке є твором першого 1-вимірного ядра згортки в першому спрямо�ра нормаллю до контуру, триваючої через відповідну точку початкового зображення, що є найближчою до відповідної точці вихідного зображення, і другого 1-вимірного ядра згортки в другому напрямку, по суті, нормальному до контуру (С) у згаданій точки на контурі.

13. Запам'ятовуючий пристрій, який містить команди, які наказують комп'ютерної системи виконувати етапи способу п. 12.



 

Схожі патенти:

Спосіб ідентифікації особистості по рукописному тексту

Винахід відноситься до галузі ідентифікації особистості по рукописному тексту. Технічним результатом є підвищення достовірності ідентифікації особистості. Спосіб ідентифікації особистості по рукописному тексту полягає в тому, що попередньо формують базу даних, перетворених в цифрову форму еталонних рукописних текстів у вигляді шаблонів та матриць, що містять ідентифікаційні параметри у вигляді середніх значень кутів нахилу траєкторії тексту, отриманих поділом тексту на окремі фрагменти, дробленням малюнка тексту на елементарні складові та їх линеаризацией. А при дослідженні нового пред'явленого зразка рукописного почерку формують шаблон і ідентифікаційну матрицю аналогічним еталонним зразкам чином. Порівнюють і приймають рішення про віднесення пред'явленого рукописного тексту до однієї з еталонних. 1 з.п. ф-ли, 3 іл.

Спосіб микродиссекции і система обробки інформації

Винахід відноситься до області мікроскопічного дослідження тканини і клітин. Технічним результатом є підвищення точності вилучення матеріалу з об'єкта в області біології, гістології або патології. Спосіб містить етапи, на яких: забезпечують об'єкт, що містить біологічний матеріал і включає в себе безліч суміжних шарів і представляє інтерес особливість, що тягнеться через згадане безліч суміжних шарів; забезпечують зображення зрізу першого з цього безлічі суміжних шарів, відрізаного від об'єкта; генерують зображення зрізу другого з цього безлічі суміжних шарів, відрізаного від об'єкта, затримку між відрізанням зрізів першого і другого суміжних шарів згаданого безлічі суміжних шарів вибирають з будь-якого годин, днів, тижнів, місяців, років; визначають представляє інтерес область зображення зрізу другого шару на підставі представляє інтерес області на зображенні зрізу першого шару, визначають представляє інтерес область в зрізі другого шару на підставі представляє інтерес області на зображенні зрізу другого шару і беруть матеріал із представляє інтерес області в зрізі другого шару. 4 н. і 12 �

Багатосекційні вирівнювання даних для отримання зображень

Винахід відноситься до засобів обробки об'ємних зображень. Технічним результатом є зменшення часу створення кінцевих зображень при вирівнюванні об'ємних секцій даних зображення. У способі вибирають первинну об'ємну секцію і вторинну об'ємну секцію, суміжну первинної об'ємної секції для отримання зображень, визначають один або більше параметрів (310) вирівнювання по осі z; визначають один або більше параметрів (314) вирівнювання по осях х і y; застосовують (316) один або більше параметрів (310) по осі z і один або більше параметрів (314) по осі x і осі y для зміщення положення вторинної об'ємної секції для її вирівнювання з первинної об'ємної секцією. 13 з.п. ф-ли, 16 іл.

Формування даних об'єкта

Винахід відноситься до формування 3D моделі судин області, що представляє інтерес, об'єкта. Технічним результатом є підвищення точності формування 3D моделі судин області, що представляє інтерес, об'єкта. Система містить, принаймні, один пристрій отримання даних зображення; блок обробки даних; пристрій відображення; і блок інтерфейсу; при цьому пристрій отримання даних зображення виконано з можливістю отримання даних зображення області об'єкта, що представляє інтерес; при цьому блок обробки даних виконаний з можливістю визначення значень ймовірностей для зумовлених особливостей в даних зображення для кожного елемента картини; визначення найбільш точно відповідають зумовлених особливостей з урахуванням зазначених особливостей; обчислення об'єкта з урахуванням певних особливостей; використання обчислених даних об'єкта для додаткових процесів; при цьому пристрій виконано з можливістю відображення значень ймовірностей для кожного елемента картини даних зображення в цілях взаємодії; при цьому блок інтерфейсу виконаний для позначення особливостей у відображених значення�

Побудова анатомічної моделі для позначення меж представляє інтерес пухлинної області

Винахід відноситься до засобів для діагностичної візуалізації. Система виявлення вогнищ містить блок сегментації анатомічного першого представляється зображення області, блок виявлення вогнищ високого накопичення радіоактивного індикатора за функціональним другого звіту зображення, блок класифікації області високого накопичення радіоактивного індикатора згідно з їх положенням відносно анатомічних структур, блок визначення накопичення, який досліджує сегментовані області щоб ідентифікувати нормальні та аномальні області, блок ослаблення області високого накопичення радіоактивного індикатора на функціональному другому представляється зображенні на підставі результатів блоку класифікації, при цьому зазначені ослабляемие області відповідають анатомічним структурам, які ідентифіковані як нормальні, блок ідентифікації області високого накопичення як одне з можливого патологічного зміни і відсутності можливого патологічного зміни і блок нормування, виконаний з можливістю порівнювати метаболічну активність неослаблених областей високої інтенсивності з метаболічної активнизуализации для здійснення способу діагностичної візуалізації містить сканер анатомічного зображення, сканер для візуалізації методом позитронної емісійної томографії і систему виявлення вогнищ. Використання винаходу дозволяє проводити кількісну оцінку патологічних змін і скоротити час їх ідентифікації. 3 н. і 12 з.п. ф-ли, 5 іл.

Пристрій і спосіб визначення кількісного показника стану тіла тварини

Винахід відноситься до розведення тварин і, зокрема, до пристроїв і способів для визначення оцінок стану тіла (BCS) тварин. Технічними результатами є підвищення точності і достовірності, а також виключення помилок при визначенні кількісного показника стану тіла тварини. Додатковими технічними результатами є забезпечення автоматичного, ефективного, швидкого, безпечного, легкого для використання і має недорогу вартість визначення кількісного показника стану тіла тварини. Пристрій для визначення кількісного показника стану тіла тварини (50) містить систему (51) тривимірної камери і пристрій (52) обробки зображень. Система (51) тривимірної камери спрямована на тварину і передбачена для запису тривимірного зображення тварини. Пристрій (52) обробки зображень приєднано до системи (51) тривимірної камери і передбачено для формування тривимірного представлення поверхні частини тварини з тривимірного зображення, для статистичного аналізу поверхні і для визначення кількісного показника стану тіла тварини на підставі статистично проаналізованої повер�

Знімальне пристрій, система камери, пристрій управління і програма

Винахід відноситься до засобів управління камерою. Технічний результат полягає в збільшенні діапазону отриманого зображення. Отримують першу інформацію, яка використовується для управління першою областю, яка задана в межах повного зображення, зафіксованого блоком камери. Отримують другу інформацію, яка використовується для управління другою областю, яка задана в межах повного зображення. Керують механічним переміщенням блоку камери на основі першої інформації. Одержують зображення першої області з повного зображення, зафіксованого блоком камери, і витягують зображення другої області з першої області на основі другий інформації. 5 н. і 13 з.п. ф-ли, 20 іл.

Пристрій обробки зображень та спосіб управління ним

Винахід відноситься до пристроїв і способів обробки зображень. Технічним результатом є підвищення точності визначення виділення контуру в об'єкті. Запропоновано пристрій обробки зображень. Пристрій містить блок збору, виконаний з можливістю збирати дані зображення, виражають зображення, що включає в себе заданий об'єкт. Пристрій також містить блок формування, виконаний з можливістю формувати сигнал контуру, що виражає частину контуру, включеного до зображення. А також пристрій містить блок виявлення, виконаний з можливістю виявляти на основі сигналу контуру характерне напрямок контуру для кожної з безлічі розділених областей, отриманих шляхом ділення зображення. Крім того, пристрій включає в себе блок визначення, виконаний з можливістю визначати тип об'єкта, і блок корекції, виконаний з можливістю коригувати дані зображення у відповідності зі способом корекції, відповідним типом об'єкта. 3 н. і 7 з.п. ф-ли, 44 іл.

Кількісний аналіз перфузії

Винахід відноситься до засобів аналізу перфузійних зображень. Технічним результатом є підвищення точності вилучення, що відноситься до перфузії інформації з зображення. Система містить підсистему (7) ідентифікації частини крайньої області, що оточує центральну область ураження, яка є сферою інтересу, підсистему (1) обчислення безлічі частотних розподілів значень інтенсивності області інтересу на зображеннях; екстрактор (2) інформації про перфузії для отримання інформації, яка відноситься до перфузії, з безлічі частотних розподілів. 5 н. і 8 з.п. ф-ли, 2 іл.

Візуалізація перфузії

Винахід відноситься до візуалізації перфузії. Технічним результатом є зменшення взаємодії з користувачем, а також збільшення швидкості обробки даних, візуалізації перфузії. Спосіб містить етапи, на яких виконують, за допомогою аналізатора даних, виконувані комп'ютером інструкції, які вибирають, без взаємодії з користувачем, протокол обробки з електронного сховища протоколів на основі даних візуалізації, відповідних пацієнту; обробляють, за допомогою аналізатора даних, дані функціональної візуалізації для суб'єкта з використанням обраного протоколу обробки у першому режимі обробки, причому обраний протокол обробки даних зображення включає в себе щонайменше два етапи обробки; і здійснюють, з допомогою процесора комп'ютера, перевірку достовірності оброблених даних під час виконання обраного протоколу обробки; зраджують, з допомогою процесора комп'ютера, режим обробки з першого режиму обробки на другий режим обробки на основі перевірки достовірності, причому аналізатор даних виконаний з можливістю обробки даних функціональної візуалізації у другому режимі обробки. 2 н. і 12 з.п. ф-ли, 3 і
Up!