基于最大类间方差法的肝脏CT图像分割及实现-论文.pdf

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1、2014年第3期文章编号：1009—2552(2014)03—0124—02中图分类号：TP391．41文献标识码：A基于最大类间方差法的肝脏CT图像分割及实现彭微(湖北科技学院生物医学工程学院，湖北成宁437100)摘要：针对肝脏CT图像中，肝脏组织与周围组织之问密度差剐不大而易造成漏分或过分的现象，实现了一种能得到最优分割阈值的方法，即最大类间方差法。实验结果表明，该算法计算简单，将图像二值化同时得到最优分割阈值，从而能较好地分割出肝脏组织。文中也对该算法存在的问题进行了分析讨论。关键词：肝脏CT图像

2、分割；最大类间方差法；最优分割阈值RealizationofliverCTimagesegmentationbasedonOtsualgorithmPENGWei(SchoolofBiomedicalEngineering，HubeiUniversityofScienceandTechnology，Xianning437100，HubeiProvince，China)Abstract：Forthelittledensitydifferencebetweenthelivertissueandthesurro

3、undingtissuethateasilycauseleakageorexcessivesegmentation．Thispaperimplementsanoptimalsegmentationthresholdmethod，namelyOtsu．Theexperimentalresultsshowthatthemethodissimple，cangettheoptimalsegmentationthresholdSOthatitcanbettersegmentthelivertissue．Theart

4、iclealsoanalyzestheproblemsofthisalgorithm．Keywords：liverCTimagesegmentation；Otsualgorithm；optimalsegmentationthreshold0引言种确定最优分割阈值的方法。其基本思路是：对整医学图像分割是医学图像分析领域的一个挑战幅图像的像素按灰度进行划分，通过划分后得到的各类的类间方差最大来自动确定最佳阈值。因为方性的研究课题，由于肝脏疾病是我国最常见且危害差是灰度分布均匀性的一种量度，方差值越大，说明最大

5、的疾病之一，因此，人体肝脏图像分割成为了医构成图像的两部分差别越大，当部分目标错分为背学图像分割中的热点和难点。为了解决肝脏CT图景或部分背景错分为目标都会导致两部分差别变像的分割问题，近年来，许多的研究人员做了大量的小，因此使类间方差最大意味着错分概率最小J。工作，提出了很多种算法，其中最常用、最易用的方这是另一种对像素分类的标准。法为阈值分割方法。Otsu算法步骤如下：阈值分割方法的基本原理是：通过设定不同的设图像包含有(1，2，⋯，)个灰度级，设灰度级特征阈值，把图像像素分为若干类，认为灰度值在同为

6、的像素点个数为，则总的像素点个数是：一类的像素属于同一物体。该方法计算简单，具有较高的运算效率，对于CT图像分割具有较好的效=∑‘(、1)果。本文实现的最大类间方差法就是一种典型的比灰度级为的点出现的概率为：较理想的阈值分割法，能将图像二值化同时得到最Mi优分割阈值。Jp。：(2)1最大类间方差算法原理最大类间方差法又称为Otsu算法口或者大津收稿日期：2013—07—19作者简介：彭微(1981一)，女，讲师，工程硕士，研究方向为生物医法，是由日本学者大津(Otsu)在1979年提出，是一学工程。一12

7、4一且P≥0，∑P=1。取(1，2，⋯，)中的一个灰度值K为门限阈值将图像像素分为两类，灰度级为1～K的像素构成区域F(背景类)，灰度级为+1～L的像素构成区一目口域G(目标类)。(a)原始图像(b)采用0tsu算法对(c)采用最佳阈值图(a)的分割结果，对图(a)的分割区域出现的概率为：得到最佳分割闺值为结果K=107P，=∑P(3)图1最大类间方差分割CT图像(K=107)区域G出现的概率为：在实验中还发现，在图像的信噪比较低的情况P。=∑P(4)下，Otsu法分割效果却不好，所以在对图像进行分割之前

8、都应该先对图像进行滤波预处理，这一点很整幅图像的灰度均值为：重要，它直接影响到图像的分割效果。在图像分割∞。=∑it,；(5)中，单一的Otsu分割法很少单独使用，通常是与其它方法结合。区域F的平均灰度为：3结果的修改∑ip从单一的Otsu法得到的是源图像的二值化模∞，F=—一(60)板，还不能把肝脏区域从整个图像中分离出来，可以区域G的平均灰度为：作为本次分割第一步，由于Otsu分割得到了目标与背景分离的最佳阈值为K=107