本發(fā)明涉及一種圖像分割方法，具體涉及一種糖尿病人視網(wǎng)膜血管圖像分割方法，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
視網(wǎng)膜是人體中唯一可以以非創(chuàng)傷方式直接觀察到較深層血管，而且視網(wǎng)膜血管是眼底圖像中可見的最主要解剖結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特征變化直接反映糖尿病、高血壓和動脈硬化等心血管疾病對血管網(wǎng)絡(luò)形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。有研究表明，通過周期性的眼底篩查以及早期診斷，可以極大地降低患心血管疾病的風(fēng)險?？紤]到眼底篩查結(jié)果客觀性、可重復(fù)性、準(zhǔn)確性以及大批量的需要，臨床上對視網(wǎng)膜血管的自動檢測以及定量分析提出了迫切的要求。因此，采取有效的方法分割視網(wǎng)膜眼底圖像中的血管結(jié)構(gòu)，有助于對心血管疾病的早期診斷、治療跟蹤以及術(shù)后評估，在臨床上具有重要的應(yīng)用價值。
圖像分割是圖像處理的基本內(nèi)容之一，圖像分割可以提高圖像的視覺效果，也有利于對圖像做進一步的處理。圖像分割可以只強調(diào)或抑制圖像中的某些細(xì)節(jié)，使它更加適合于某個具體的應(yīng)用。圖像分割處理的好壞直接影響后續(xù)的圖像分析和模式識別，其應(yīng)用價值得到了廣泛重視。
現(xiàn)有的圖像分割方法分為非監(jiān)督方法和監(jiān)督方法兩大類，非監(jiān)督方法主要包括局部濾波法、局部自適應(yīng)閾值法和血管追蹤法等。有監(jiān)督的方法包括基于極薄的血管分割法和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的像素分類法。但是，通過分析現(xiàn)有方法，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有方法存在分割精度低的問題，而且實時性較低，難于在對實時性有較高要求的臨床中廣泛應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
鑒于此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明旨在提出糖尿病人視網(wǎng)膜血管圖像分割方法，來解決上述技術(shù)問題。
本發(fā)明所采取的方案為：糖尿病人視網(wǎng)膜血管圖像分割方法，
具體方法為，
步驟1、按照預(yù)設(shè)的二值化閾值對經(jīng)過預(yù)處理的眼底圖像進行二值化處理，并提取二值化處理后的眼底圖像中的中心線和邊緣，得到血管樹；
步驟2、對所述的血管樹分叉處做斷開處理得到血管段，并對各個血管段進行線分割得到血管，得到原始血管集；
步驟3、確定誤分割血管，并從原始血管集中去除得到全局血管集。
本發(fā)明中對眼底圖像進行小波變換以對眼底圖像進行預(yù)處理。
進一步地：所述步驟1中，二值化閾值為二值化處理后為血管的像素點個數(shù)占整個眼底圖像的像素點比例，通常取值為4～20％。二值化閾值越大，則越寬松。作為優(yōu)選，所述的二值化閾值為14％。
進一步地：所述步驟三中，誤分割血管包括分為兩類，第一類誤分割血管基于血管兩側(cè)的背景差異確定，第二類基于血管形狀確定。
所述背景差異通過如下步驟確定第一類誤分割血管：
(a1)針對每個血管，提取該血管兩側(cè)背景的特征向量；
任意一側(cè)背景的特征向量根據(jù)該側(cè)距離中心線5～10個像素點以內(nèi)區(qū)域中所有像素點(即與中心線的距離小于5～10個像素點)的rgb三個通道上的顏色值得到。每側(cè)的特征向量為一個三維向量，分別表示血管兩側(cè)背景的在rgb三個通道上的顏色值信息。具體實現(xiàn)時獲取該側(cè)距離中心線5～10個像素點的區(qū)域中的所有像素點在r、g、b三個通道上的顏色值并分別在每個通道上求平均，進而得到該側(cè)的特征向量。
(a2)根據(jù)所述特征向量的采用聚類法將所有血管聚為兩類，得到的小類即為視盤周圍誤分割血管。
針對每個血管，計算兩側(cè)特征向量的歐氏距離，然后對所有血管對應(yīng)的歐式距離進行聚類，即完成對血管的聚類。由于k均值聚類(即k-means算法)不需要調(diào)整參數(shù)，且運行速度較快。作為優(yōu)選，所述步驟(a2)中采用k均值聚類法將所有血管聚為兩類。
本發(fā)明中所述的血管形狀實際上指各個血管的連接關(guān)系，通過如下步驟確定第二類誤分割血管：確定劃分出原始血管集的眼底圖像中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，針對各個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，若該環(huán)狀結(jié)構(gòu)中長度最大的血管的長度小于預(yù)設(shè)的分割長度閾值，則認(rèn)為該環(huán)狀結(jié)構(gòu)中所有血管均為第二類誤分割血管，進一步進行如下操作：確定該環(huán)狀結(jié)構(gòu)的中心，并計算該中心到長度大于或等于分割長度閾值的血管的最短距離(即該中心到距離其最近的長度大于或等于分割長度閾值的血管的距離)，認(rèn)為以該中心為圓心、最短距離為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)所有血管為第二類誤分割血管。分割長度閾值的設(shè)定根據(jù)實際經(jīng)驗值設(shè)定，通常為分割長度閾值為α＝x/60～x/45，x為眼底圖像的橫向大小，即眼底圖像沿橫軸的長度。未作特殊說明，本發(fā)明中對長度、距離、圖片大小等參數(shù)進行衡量時統(tǒng)一以像素點為單位。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在得到原始血管集后進一步還利用血管的背景和形狀確定誤分割的血管，可以有效去除因為拍照造成的環(huán)狀反光、視盤周圍的非血管的躍階邊緣、斑狀病變以及出血病變等原因造成的誤分割血管。
具體實施方式
在下文中將對本發(fā)明的示范性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中并未描述實際實施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開發(fā)任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定于實施方式的決定，以便實現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費時的，但對得益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。
在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
具體實施方式一、糖尿病人視網(wǎng)膜血管圖像分割方法，具體方法為，
步驟1、按照預(yù)設(shè)的二值化閾值對經(jīng)過預(yù)處理的眼底圖像進行二值化處理，并提取二值化處理后的眼底圖像中的中心線和邊緣，得到血管樹；
步驟2、對所述的血管樹分叉處做斷開處理得到血管段，并對各個血管段進行線分割得到血管，得到原始血管集；
步驟3、確定誤分割血管，并從原始血管集中去除得到全局血管集。
雖然本發(fā)明所揭示的實施方式如上，但其內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案而采用的實施方式，并非用于限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭示的核心技術(shù)方案的前提下，可以在實施的形式和細(xì)節(jié)上做任何修改與變化，但本發(fā)明所限定的保護范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書限定的范圍為準(zhǔn)。