基于向量分区模型和三维骨架化模型的肺裂分割算法

摘要

了解肺裂结构特征在肺部疾病诊断方面具有重要的应用价值.在CT图像中,肺裂会受到强度变化、噪声和形变等各种因素的影响,使得分割难度很大.为了克服此困难,提出一种基于向量分区模型和三维骨架化模型的肺裂分割算法.首先,受到肺裂在二维CT图像中呈现为线性结构特征的启发,通过借助方向窄条微分滤波器融合幅度信息和方向信息来构建肺裂向量场,此种途径能够有效地区分肺裂和其他组织.接着,考虑肺裂在三维CT图像中呈现为面状结构特征,通过改进的向量分区模型来分离肺裂和管状结构,此种方式能够高效率地抑制噪声.最后,为了得到完整的肺裂,引入三维骨架化模型理论来有效分割肺裂.提出的算法在公开数据集LOLA11上进行验证,其F1,FDR和FNR中值分别为0.893,0.068和0.128.实验结果表明,文中算法具有非常好的肺裂分割效果.