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申请/专利权人：同济大学;上海市第一康复医院(上海市杨浦区老年医院)

摘要：本发明涉及一种基于帧间差改进的医学影像中目标跟踪方法，在医学造影领域中，运动目标跟踪一直是研究的重点。目前，很多对于医学影像中目标跟踪的研究主要是基于医学图像分割的结果之上的，为了更好的研究药物作用效果，医学研究人员需要了解药物在体内的扩散机理，得到相关目标的运动状态。目标跟踪技术是医学造影中流动目标路径追踪的关键科学问题，利用流动目标的帧间运动信号，进行差分分析和图像识别，达到流动目标轨迹跟踪和区域定位的目的。本发明针对于医学造影影像的改进帧间差分法，在经典差分算法的基础上，针对造影影像这种特殊场景进行改进，利用随机分布点在帧间的传输，准确定位目标轮廓，实现目标跟踪。

主权项：1.一种基于帧间差改进的医学影像中目标跟踪方法，其特征是，数据来源为DICOM格式的医学数据，过程为：第一部分，图像预处理过程步骤1，读取数据并利用simpleITK开源软件库将其转换成矩阵；步骤2，在读取数据之后，利用灰度信息找到第一帧中目标的准确位置，截取合适的搜索框使其包含整个目标区域；步骤3，对目标区域进行双边滤波；步骤4，灰度拉伸使得灰度相近的区域跨度增加；第二部分，吞咽物目标定位过程步骤5，对预处理后的图像利用改进的帧间差分方法，对得到的目标区域采用形态学中的开闭运算，去除空洞和线区域，并结合离散点位置和灰度信息，确定目标的位置；所述改进的帧间差分方法包括：针对第一帧的感兴趣区域，取得一个长方形搜索框包含这个区域；当前帧截取与前一帧搜索框位置大小相同的区域，然后与前一帧进行差值，得到差值矩阵d_frame，进行二值化处理： 其中T_diff为预设的二值化阈值；抽取d_frame中值为1的区域为seg；将seg中的点投影到当前帧原图像的位置，原图像对应的点Image[x,y]如果大于预设的投影阈值T_p，令seg[x,y]＝1，表示此点是背景点，反之令seg[x,y]＝0，将该矩阵取名d_seg；将前一帧的感兴趣区域seg_p与d_frame相加，然后再减去d_seg就得到当前帧中的感兴趣区域seg_c：seg_c＝d_frame+seg_p-d_seg3取得当前感兴趣区域的中心，更新seg_p＝seg_c，并得到新的搜索框及感兴趣区域的平均阈值，继续进行处理下一帧；所述结合离散点位置和灰度信息，确定目标的位置，包括：当某一帧的目标区域分裂成了若干区域，将小区域内的点分别记录下来，在下一帧中对每个小区域进行单目标识别的操作；选取的离散点基于目标所占像素点的个数，选取目标区域13数量的像素点并计算其中心位置；在帧间差分得到的d_frame中利用opencv的findtours方法找到各个区域的集合S并进行编号，删掉S中区域面积小于预设阈值k的区域；提取集合S中前五个较大的区域以判断目标的主要运动方向，根据当前帧与上一帧离散点的位置关系，去除非关键运动方向上的区域；针对于目标超出搜索框的情况，结合流域分割找到离散点的流域在区域外的部分之后重新定位搜索框的位置和大小使其完全包含目标区域。

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