基于边缘流的改进梯度矢量流算法及其在淋巴结超声图像分割中的应用_张俊华.pdf

第19卷第3期航天医学与医学工程Vo.l19No.3
2006年6月SpaceMedicine&MedicalEngineeringJun.2006
基于边缘流的改进梯度矢量流算法及其在淋巴结超声图像
分割中的应用*

张俊华1,2,汪源源1,施心陵2,董怡3,王怡3
(1.复旦大学电子工程系,上海200433;2.云南大学电子工程系,云南昆明650091;3.复旦大学附属华山医院,上海
200040)

摘要:目的提出一种基于边缘流的梯度矢量流(gradientvectorflow,GVF)形变模型的图像分割方
法,并用于淋巴结超声图像的分割。方法综合图像灰度和纹理特征构造边缘流,使每点的边缘流矢量
指向最近的边缘,再由边缘流扩散得到GVF场作为形变模型的外部势力,引导模型形变实现图像分割。
结果在给定4个标记点的条件下,实现了对淋巴结超声图像的半自动分割。结论将边缘流引入GVF
将明显改善对低对比度超声图像的分割效果。
关键词:梯度矢量流;边缘流;医学超声图像;图像分割
中图分类号:TP391;R319文献标识码:A文章编号:1002-0837(2006)03-0212-05

AnImprovedGradientVectorFlow(GVF)SnakeModelforLymphaticUltrasonicImageSegmentation
BasedonEdgeFlow1ZHANGJun-hua,WangYuan-yuan,SHIXin-ling,DONGY,iWANGYi1Space
Medicine&MedicalEngineering,2006,19(3):212~216
Abstract:ObjectiveToputforwardanmiprovedgradientvectorflow(GVF)snakemodelbasedon
theedgeflowforsegmentationofmedicalultrasonicmiagesofthelymphnode.MethodAnedge
flowvectorwasconstructedateachpixellocationbasingontheintegrationofmiageintensityand
texturecharacteristicstomaketheedgeflowvectorpointtothedirectionofpotentialboundarypix-
els.TheGVFfieldobtainedbythediffusionoftheedgeflowvectorwasregardedastheexternal
potentialforceofthesnakemode.lThenthecurvepropagationwasguidedbythemiprovedGVF
snakemode.lResultAsem-iautomaticsegmentationofultrasonicmiagesofthelymphnodewas
accomplishedundertheconditionthatthefourmarkswereprovidedbyanexpert.ConclusionBythe
integrationoftheedgeflowintotheGVFsnakemode,lthesegmentationqualityisobviouslymi-
provedforlowcontrastultrasonicmiages.
Keywords:gradientvectorflow;edgeflow;medicalultrasonicmiage;miagesegmentation
Addressreprintrequeststo:WANGYuan-yuan1DepartmentofElectronicEngineering,FudanUniver-
sity,Shanghai200433,China

在医学图像处理中,图像分割对进一步提取波引入的边缘模糊不会严重影响分割结果,但是,
目标特征、进行目标测量和分类以及其后的高层对于对比度较低的超声图像,如淋巴结超声图像,
处理都非常重要。医学影像包括超声图像、CT图将导致不完整的边缘。因此,低对比度超声图像
像和MRI图像等,其中超声成像技术具有无损的分割[2]目前是超声图像处理中的难点之一。
性、实时性和廉价性等优点,不仅能够提供软组织自Kass[3]等提出snake模型以来,形变模型
的实时解剖视图,还能进一步获得血流和组织弹在图像分割方面[4,5]引起了广泛的关注。形变模
性等功能信息,因此在临床诊断中获得了广泛的型能够直接产生闭合的轮廓线,并对噪声和伪边
应用。但是,超声图像中存在着不可避