CN114359114A - 一种单核病灶色相还原方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单核病灶色相还原方法、装置、电子设备及存储介质，可依照病灶扩散规律对目标单核病灶区域中与另一单核病灶区域相重叠的区域进行色相还原，能够基于扩散方程推断位于上述重叠区域内部的色彩复原点与位于重叠区域边缘的目标点之间的关系，并依照上述关系对色彩复原点进行色相还原，进而可在参照病灶扩散基本规律的前提下，对单核病灶区域进行有效复原。本发明还提供一种单核病灶色相还原装置、电子设备及存储介质，具有上述有益效果。

Description

一种单核病灶色相还原方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及医学领域，特别涉及一种单核病灶色相还原方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

病灶指机体上发生病变的部分，而单核病灶区域为包含单个病灶核的病灶区域。在病灶区生成的过程当中，单核病灶区域经常会与其他单核病灶区域粘连，形成叠色或者变色，影响单核病灶观察，进而会影响对病灶大小及严重程度的医学诊断效果。因此对单核病灶的色彩还原，对提升病灶诊断有效性具有重要意义。

相关技术中，色彩还原通常采用K-means法（K均值），多尺度Retinex算法（视网膜大脑皮层理论），偏色还原法，白平衡法等，然而上述方法的应用环境都与病灶诊断的二维图像大为不同，且效果也并不吻合病灶诊断的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种单核病灶色相还原方法、装置、电子设备及存储介质，可依照病灶扩散规律对单核病灶区域进行有效的色相还原，以应对现有色彩还原方法无法有效复原病灶色相值的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单核病灶色相还原方法，包括：

获取双核病灶近红外图像；

在所述双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以所述病灶核区域的核中心为起点且与所述色相复原区域相切的第一射线和第二射线；

在以所述核中心为原点的预设极坐标系中确定所述第一射线对应极角的第一弧度和所述第二射线对应极角的第二弧度；

确定所述病灶核区域的边缘与所述第一射线间的第一交点，并确定所述核中心与所述第一交点间的第一距离；

在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为所述色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，并将所述色相复原点的色相值替换为所述目标点的色相值，以完成对所述色相复原区域的色相还原。

可选地，所述在所述双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以所述病灶核区域的核中心为起点且与所述色相复原区域相切的第一射线和第二射线，包括：

利用预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取病灶区域，以及提取所述病灶区域中的第一病灶核区域和第二病灶核区域；

将所述第一病灶核区域的重心和所述第二病灶核区域的重心分别设置为第一核中心和第二核中心，并确定所述第一核中心和所述第二核中心间的连线；

确定垂直于所述连线的病灶分割线以及所述病灶分割线与所述病灶区域的边缘之间的第二交点和第三交点；

生成以所述第一核中心为起点并经过所述第二交点的所述第一射线，以及生成以所述第一核中心为起点并经过所述第三交点的所述第二射线，并确定所述第一弧度、所述第二弧度和所述第一距离；

确定所述第二射线与所述第一病灶核区域间的第四交点，并分别确定所述第一核中心与所述第四交点间的第二距离，以及所述第一核中心与所述第三交点间的第三距离；

利用所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一弧度和所述第二弧度按照以下方式生成所述第一病灶核区域对应的、经过所述第二交点和所述第三交点的第一扩散边界：

其中，

表示所述第一扩散边界上的扩散边界点与所述第一核中心之间的距离，

表示以所述第一核中心为起点并经过所述扩散边界点的目标射线在以所述第一核中心为原点的预设极坐标系中的弧度，所述

表示所述第一距离，所述

表示所述第二距离，所述

表示所述第三距离，所述

表示所述第一弧度，所述

表示所述第二弧度；

生成所述第二病灶核区域对应的、经过所述第二交点和所述第三交点的第二扩散边界，并确定所述第二扩散边界与所述连线的第五交点；

生成以所述第五交点为垂足并垂直于所述连线的边界线，并将所述边界线、所述第一射线、所述第二射线和所述第一扩散边界所围成的区域设置为所述第一病灶核区域对应的色相复原区域；

利用所述分割线对所述病灶区域进行分割，得到所述第一病灶核区域对应的初始单核病灶区域，并利用所述色相复原区域对所述初始单核病灶区域进行补全，得到所述第一病灶核区域对应的单核病灶区域。

可选地，所述利用预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取病灶区域，以及提取所述病灶区域中的第一病灶核区域和第二病灶核区域，包括：

利用第一预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取所述病灶区域；

利用第二预设色相值范围在所述病灶区域中提取所述第一病灶核区域和所述第二病灶核区域；所述第一预设色相值范围包含且大于所述第二预设色相值范围。

可选地，所述在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为所述色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，包括：

按照预设顺序在所述色相复原区域中提取所述色相复原点，并在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为被提取的色相复原点查找对应的目标点。

可选地，所述在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为所述色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，包括：

生成以所述核中心为起点并经过所述色相复原点的第三射线，并在以所述核中心为原点的预设极坐标系中确定所述第三射线对应极角的第三弧度；

确定所述病灶核区域的边缘与所述第三射线间的第六交点，并确定所述核中心与所述第六交点间的第四距离；

确定所述色相复原点与所述核中心之间的第五距离，并利用所述第一距离、所述第四距离、所述第五距离、所述第一弧度、所述第二弧度和所述第三弧度按照以下方式确定所述目标点：

其中，所述

表示所述第二射线上的所述目标点与所述核中心之间的距离，所述

表示所述第一距离，所述

表示所述第四距离，所述

表示所述第五距离，所述

表示所述第一弧度，所述

表示所述第二弧度，所述

表示所述第三弧度。

本发明还提供一种单核病灶色相还原装置，包括：

获取模块，用于获取双核病灶近红外图像；

区域及射线确定模块，用于在所述双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以所述病灶核区域的核中心为起点且与所述色相复原区域相切的第一射线和第二射线；

弧度确定模块，用于在以所述核中心为原点的预设极坐标系中确定所述第一射线对应极角的第一弧度和所述第二射线对应极角的第二弧度；

交点及距离确定模块，用于确定所述病灶核区域的边缘与所述第一射线间的第一交点，并确定所述核中心与所述第一交点间的第一距离；

色相还原模块，用于在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为所述色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，并将所述色相复原点的色相值替换为所述目标点的色相值，以完成对所述色相复原区域的色相还原。

可选地，所述区域及射线确定模块，包括：

第一区域提取子模块，用于利用预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取病灶区域，以及提取所述病灶区域中的第一病灶核区域和第二病灶核区域；

第一绘制子模块，用于将所述第一病灶核区域的重心和所述第二病灶核区域的重心分别设置为第一核中心和第二核中心，并确定所述第一核中心和所述第二核中心间的连线；

第二绘制子模块，用于确定垂直于所述连线的病灶分割线以及所述病灶分割线与所述病灶区域的边缘之间的第二交点和第三交点；

第三绘制子模块，用于生成以所述第一核中心为起点并经过所述第二交点的所述第一射线，以及生成以所述第一核中心为起点并经过所述第三交点的所述第二射线，并确定所述第一弧度、所述第二弧度和所述第一距离；

距离计算子模块，用于确定所述第二射线与所述第一病灶核区域间的第四交点，并分别确定所述第一核中心与所述第四交点间的第二距离，以及所述第一核中心与所述第三交点间的第三距离；

第四绘制子模块，用于利用所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一弧度和所述第二弧度按照以下方式生成所述第一病灶核区域对应的、经过所述第二交点和所述第三交点的第一扩散边界：

其中，

表示所述第一扩散边界上的扩散边界点与所述第一核中心之间的距离，

表示以所述第一核中心为起点并经过所述扩散边界点的目标射线在以所述第一核中心为原点的预设极坐标系中的弧度，所述

表示所述第一距离，所述

表示所述第二距离，所述

表示所述第三距离，所述

表示所述第一弧度，所述

表示所述第二弧度；

第五绘制子模块，用于生成所述第二病灶核区域对应的、经过所述第二交点和所述第三交点的第二扩散边界，并确定所述第二扩散边界与所述连线的第五交点；

第六绘制子模块，用于生成以所述第五交点为垂足并垂直于所述连线的边界线，并将所述边界线、所述第一射线、所述第二射线和所述第一扩散边界所围成的区域设置为所述第一病灶核区域对应的色相复原区域；

第二区域提取子模块，用于利用所述分割线对所述病灶区域进行分割，得到所述第一病灶核区域对应的初始单核病灶区域，并利用所述色相复原区域对所述初始单核病灶区域进行补全，得到所述第一病灶核区域对应的单核病灶区域。

可选地，所述第一区域提取子模块，包括：

病灶区域提取单元，用于利用第一预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取所述病灶区域；

病灶核区域提取单元，用于利用第二预设色相值范围在所述病灶区域中提取所述第一病灶核区域和所述第二病灶核区域；所述第一预设色相值范围包含且大于所述第二预设色相值范围。

本发明还提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的单核病灶色相还原方法的步骤。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的单核病灶色相还原方法的步骤。

本发明提供一种单核病灶色相还原方法，包括：获取双核病灶近红外图像；在所述双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以所述病灶核区域的核中心为起点且与所述色相复原区域相切的第一射线和第二射线；在以所述核中心为原点的预设极坐标系中确定所述第一射线对应极角的第一弧度和所述第二射线对应极角的第二弧度；确定所述病灶核区域的边缘与所述第一射线间的第一交点，并确定所述核中心与所述第一交点间的第一距离；在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为所述色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，并将所述色相复原点的色相值替换为所述目标点的色相值，以完成对所述色相复原区域的色相还原。

可见，本发明在获取到双核病灶近红外图像时，首先会提取包含病灶核区域及色彩复原区域的单核病灶区域，并生成以病灶核区域的核中心为起点并与色彩复原区域相切的第一射线和第二射线；随后，本发明会确定与第一射线和第二射线相关的参数信息，即第一射线与病灶核区域边缘的交点到核中心的第一距离，以及上述两条射线在以核中心为原点的预设极坐标系中对应的极角的第一弧度和第二弧度；进一步，本发明会利用第一距离、第一弧度和第二弧度为色相复原区域中的每一色相复原点查找在第一射线或第二射线上对应的目标点，并利用目标点的色相值替换色相复原点的色相值，这是由于病灶的扩散基本符合扩散方程，进而可基于扩散方程确定，对于理论上具有相同色相值的色相复原点和目标点，它们相对于核中心的距离与上述第一距离、第一弧度和第二弧度形成关联关系，因此采用上述参数信息对单核病灶区域中的色相复原区域进行色相还原，符合病灶扩散的基本规律，能够对单核病灶区域进行有效复原。本发明还提供一种单核病灶色相还原装置、电子设备及存储介质，具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种单核病灶色相还原方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的一种病灶示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种单核病灶色相还原效果示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种单核病灶区域分割示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种单核病灶色相还原装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为应对现有色彩还原方法无法有效还原病灶图像色相值的问题，本发明提供了一种单核病灶色相还原方法，可依照病灶扩散规律对单核病灶区域进行有效的色相还原，进而可得到符合病灶诊断需求的病灶复原图像。请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种单核病灶色相还原方法的流程图，该方法可以包括：

S101、获取双核病灶近红外图像。

双核病灶近红外图像为对包含两个病灶核（病灶的扩散中心）的病灶区域进行近红外拍摄得到的彩色图像，可利用不同的色相值（Hue）来表示病灶的浓度，以便医学人员根据该图像中的色相值分布对病灶的扩散情况进行分析。需要说明的是，本发明实施例并不限定双核病灶近红外图像具体的采集参数，可根据实际应用需求进行设定。需要指出的是，虽然本发明实施例采用双核病灶近红外图像进行介绍，但这仅是因为基于包含两个以上病灶核的多核病灶近红外图像对本方法进行介绍将会导致本文冗长，而在实际应用中，本方法也可在包含两个以上的多核病灶近红外图像中使用。

S102、在双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以病灶核区域的核中心为起点且与色相复原区域相切的第一射线和第二射线。

需要说明的是，单核病灶区域则为仅包含单个病灶核的病灶区域，其中病灶核为病灶的扩散中心，即单核病灶区域中浓度最高的位置。在医学领域中，这些单核病灶区域常会相互重叠，进而会产生叠色或变色情况，容易干扰医学人员对单个病灶扩散情况的分析。因此，如何对单核病灶区域与其他病灶相重叠的部分进行色相值还原，对提升医学人员对单核病灶区域扩散情况的分析效果具有重要作用。

为解决上述问题，本发明实施例首先会在双核病灶近红外图像中进行初步提取，以得到包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，其中色相复原区域即为本单核病灶区域与其他单核病灶区域的重叠部分。具体的，由于在双核病灶近红外图像中，病灶区域的色相值通常大于正常区域，因此可利用预设的色相值范围提取病灶区域；此外，由于病灶的色相值随其浓度的增加而增大，而病灶核区域的浓度通常高于病灶区域中的其他部分，因此病灶核区域的色相值大于病灶区域中的其他部分，可利用另一预设的色相值范围在病灶区域中提取病灶核区域。需要说明的是，本发明实施例并不限定提取病灶区域及病灶核区域所使用的预设色相值范围，可根据实际应用需求进行设定。

进一步，由于病灶的扩散基本符合扩散方程，即从病灶核向四周扩散的速度基本均匀，因此在得到病灶核区域后，可将病灶核区域的核中心设置为圆心并绘制对应圆形区域，以初步确定单核病灶区域的位置，以及相邻单核病灶区域至之间的重叠区域。例如，对于一个单核病灶区域而言，可取其病灶核区域的重心为上述核中心，并确定核中心至病灶区域边缘之间的最近距离，随后以上述核中心为圆心，以上述最近距离为半径，为该单核病灶区域生成圆形区域，进而可基于上述圆形区域确定单核病灶区域的大致位置。当然，在实际情况中，病灶核向四周扩散的速度也可能存在差异，例如当病灶位于***区域时，其扩散情况可能会受***密度的影响，因此在确定单核病灶区域的位置时，也可根据实际情况进行修正，具体请参考后续实施例中的描述。需要说明的是，本发明实施例并不限定如何确定病灶核区域的重心，例如可对病灶核区域内各像素点的坐标值取平均值，并将平均值对应的点设置为病灶核区域的核中心。

进一步，关于本发明实施例所绘制的第一射线及第二射线的具体用途及绘制方式，请参考后续实施例中的描述。

S103、在以核中心为原点的预设极坐标系中确定第一射线对应极角的第一弧度和第二射线对应极角的第二弧度。

在本发明实施例中，考虑到病灶的扩散一般符合扩散定律，因此可依照该定律对病灶进行色相还原。具体的，扩散定律是指扩散物质在单位时间内沿法线方向n流过单位面积的曲面的质量与物质浓度

沿法线方向n的方向导数

成正比，其中，x、y、z表示三维坐标系中的三个方向，t表示时间。用扩散方程可表示为：

（式1）

其中

表示扩散系数，出现负号是由于物质总是由浓度高的一侧向浓度低的一侧渗透。对公式1进行变形，可以得到：

（式2）

其中公式2的左半部分即为物质在横截面上扩散的速度

。假设横截面是均匀的，那么物质流动的直线速度为：

（式3）

其中A为常数。又因为双核病灶近红外图像是二维的，所以z轴上的分量为0，因此上述方程可以变换为：

（式4）

其中

可表示x、y方向上的扩散速度，单位为

。根据质量守恒方程，可以得到扩散方程的变体：

（式5）

此处的D可以看作一个常系数。类似的，可以推导出一维方向上的扩散方程：

（式6）

对于乳腺而言，由于其密度基本相同，因此肿瘤细胞乳腺中沿同一方向上的扩散速度也基本均匀。设a，b为两条以病灶扩散中心（即核中心）为起点的射线，A，B分别位于射线a和射线b上，这两点对应的扩散时间及扩散浓度均相同，其中A点与扩散中心之间的距离为

，B点到扩散中心的距离为

，那么基于公式6可得到：

（式7）

（式8）

两式相除，可得到：

（式9）

若直线a已知，即C和

已知，那么可得：

（式10）

在此基础上，若已确定了病灶核区域，即可用上述射线与病灶核区域边缘的交点到扩散中心的距离求解Db与Da的比值。具体的，设射线a与病灶核区域边缘的交点到扩散中心的距离为

，射线b与病灶核区域边缘的交点到扩散中心的距离为

，那么可得到：

（式11）

将公式11带入公式10，可以得到：

（式12）

那么∆xb上的浓度就是∆xa上的浓度（病灶致密度），也就是两者的色彩度相同。

进一步，由于在实际情况中，***的密度实际还是会发生变化，即其密度大致从根部到头部密度逐渐升高，因此同一方向上的扩散系数D并非一成不变，需要中和削减这种因密度变换所导致的扩散系数变化。具体的，请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种病灶示意图，其中O点为核中心，以O点为原点向上的箭头表示预设极坐标系中的极轴，c、d为两条以O点为起点并与色彩复原区域相切的射线，这两条射线与极轴之间的极角对应的弧度分别为

和

，点C和点D分别位于射线c和射线d且具有相同的浓度（即色相值相同），点E为色彩复原区域内与点C和点D具有相同浓度的一点，以核中心为起点并过点E的射线（后简称为射线e）与极轴之间的极角对应的弧度为

。由于正常***密度的变化通常为线性变化，因此可假象一条从C点出发经过E点并到达D点的弧线，该弧线上每一点的浓度均相同，弧线两端的扩散系数为C点对应的扩散系数Dc和D点对应的扩散系数Dd，且该弧线上的扩散系数是随弧度的变换而线性变换的。例如对于点E而言，其对应的扩散系数De为：

（式13）

对公式11进行变形，可得到：

（式14）

将公式14带入公式13可得：

（式15）

根据

，将De用Dd表示代入，可得：

（式16）

根据公式16即可计算出

的大小，从而知道色相复原点的位置。换而言之，采用本方法对病灶进行色相复原，还可对由病灶区密度变换所导致的扩散系数变化问题进行补偿修正，能够进一步提升病灶复原的准确性。

当然，在实际应用中为方便起见，还可采用倒推的方式，即用

计算

，然后将射线d上与核中心距离为

的目标点的色相值赋给色相复原点。当所有要复原的点都进行了色彩复原，那么病灶区的复原就完成了。具体的，可利用相同方法推出如下公式：

（式17）

其中

为射线e与病灶核区域的交点到核中心的距离。

在对上述推导过程进行详细描述后，下面将对本发明实施例中涉及到的具体步骤进行描述。具体的，在步骤S102至S103中，首先应当生成以核中心为起点并与色相复原区域相切的第一射线和第二射线，并确定这两条射线在以核中心为原点的预设极坐标系中的极角对应的弧度，即第一射线对应的第一弧度和第二射线对应的第二弧度。需要说明的是，本发明实施例并不限定具体的极坐标系，例如极轴的朝向及旋转的正方向均可依照实际应用需求进行设定。

S104、确定病灶核区域的边缘与第一射线间的第一交点，并确定核中心与第一交点间的第一距离。

随后，在步骤S104中，需要确定第一射线与病灶核区域边缘的第一交点到达核中心的第一距离。当然，本步骤也可利用第二射线执行。

S105、在第二射线上利用第一距离、第一弧度和第二弧度为色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，并将色相复原点的色相值替换为目标点的色相值，以完成对色相复原区域的色相还原。

可以理解的是，色相复原点即为色彩复原区域中的每一像素点。在一种可能的情况中，在第二射线上利用第一距离、第一弧度和第二弧度为色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，可以包括：

步骤11：生成以核中心为起点并经过色相复原点的第三射线，并在以核中心为原点的预设极坐标系中确定第三射线对应极角的第三弧度；

步骤12：确定病灶核区域的边缘与第三射线间的第六交点，并确定核中心与第六交点间的第四距离；

步骤13：确定色相复原点与核中心之间的第五距离，并利用第一距离、第四距离、第五距离、第一弧度、第二弧度和第三弧度按照以下方式确定目标点：

其中，

表示第二射线上的目标点与核中心之间的距离，

表示第一距离，

表示第四距离，

表示第五距离，

表示第一弧度，

表示第二弧度，

表示第三弧度。

当然，若步骤S104是利用第二射线执行的，则目标点的查找步骤，即步骤11~13也可在第一射线上进行，可依照实际需求进行调整。

进一步，为便于相关人员对色相复原过程进行观察，色相复原点也可依照预设顺序进行选取，例如按照从病灶内部向外部，以及从第一射线向第二射线这一顺序进行选取，可依照实际应用需求进行设定。

在一种可能的情况中，在第二射线上利用第一距离、第一弧度和第二弧度为色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，可以包括：

步骤21：按照预设顺序在色相复原区域中提取色相复原点，并在第二射线上利用第一距离、第一弧度和第二弧度为被提取的色相复原点查找对应的目标点。

具体的复原效果可参考图3，图3为本发明实施例所提供的一种单核病灶色相还原效果示意图，其中左半部分为复原后，右半部分为复原前，可见经过复原的颜色可较好地表示出病灶的真实色彩，且符合病灶的扩散规律。

基于上述实施例，本发明在获取到双核病灶近红外图像时，首先会提取包含病灶核区域及色彩复原区域的单核病灶区域，并生成以病灶核区域的核中心为起点并与色彩复原区域相切的第一射线和第二射线；随后，本发明会确定与第一射线和第二射线相关的参数信息，即第一射线与病灶核区域边缘的交点到核中心的第一距离，以及上述两条射线在以核中心为原点的预设极坐标系中对应的极角的第一弧度和第二弧度；进一步，本发明会利用第一距离、第一弧度和第二弧度为色相复原区域中的每一色相复原点查找在第一射线或第二射线上对应的目标点，并利用目标点的色相值替换色相复原点的色相值，这是由于病灶的扩散基本符合扩散方程，进而可基于扩散方程推断，对于理论上具有相同色相值的色相复原点和目标点，它们相对于核中心的距离与上述第一距离、第一弧度和第二弧度形成关联关系，因此采用上述参数信息对单核病灶区域中的色相复原区域进行色相还原，符合病灶扩散的基本规律，能够对单核病灶区域进行有效复原。

基于上述实施例，下面对单核病灶区域的提取过程及第一射线和第二射线的生成过程进行详细介绍。在一种可能的情况中，在双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以病灶核区域的核中心为起点且与色相复原区域相切的第一射线和第二射线，可以包括：

S201、利用预设色相值范围在双核病灶近红外图像中提取病灶区域，以及提取病灶区域中的第一病灶核区域和第二病灶核区域。

在一种可能的情况中，利用预设色相值范围在双核病灶近红外图像中提取病灶区域，以及提取病灶区域中的第一病灶核区域和第二病灶核区域，可以包括：

步骤31：利用第一预设色相值范围在双核病灶近红外图像中提取病灶区域；

步骤32：利用第二预设色相值范围在病灶区域中提取第一病灶核区域和第二病灶核区域；第一预设色相值范围包含且大于第二预设色相值范围。

可以理解的是，由于第二预设色相值范围用于提取病灶区域中的病灶核区域，且病灶核区域中的色相值通常大于病灶区域的其他部分，因此第二预设色相值范围应当小于第一预设色相值范围，且应当占据第一预设色相值范围中数值较大的部分。需要说明的是，本发明实施例并不限定第一预设色相值范围和第二预设色相值范围的具体数值，可根据实际应用需求进行设定。

S202、将第一病灶核区域的重心和第二病灶核区域的重心分别设置为第一核中心和第二核中心，并确定第一核中心和第二核中心间的连线。

请参考图4，图4为本发明实施例所提供的一种单核病灶区域的分割示意图。其中O₁表示第一核中心，O₂表示第二核中心。

S203、确定垂直于连线的病灶分割线以及病灶分割线与病灶区域的边缘之间的第二交点和第三交点。

需要说明的是，本发明实施例并不限定病灶分割线的具体确定方式，可参考病灶区域分割方法的相关技术。同样请参考图4，其中直线1表示病灶分割线，其与病灶区域的边缘相交于第二交点H和第三交点G。

S204、生成以第一核中心为起点并经过第二交点的第一射线，以及生成以第一核中心为起点并经过第三交点的第二射线，并确定第一弧度、第二弧度和第一距离。

同样请参考图4，其中与O₁和H相连接的射线c即为第一射线，与O₁和G相连接的射线d即为第二射线，弧线4为部分病灶核区域的边缘，弧线4与射线c间的交点I到O₁间的距离为第一距离

。需要说明的是，关于第一弧度、第二弧度和第一距离确定方式的具体描述内容，与步骤S102和步骤S103相同，此处不再赘述。

S205、确定第二射线与第一病灶核区域间的第四交点，并分别确定第一核中心与第四交点间的第二距离，以及第一核中心与第三交点间的第三距离。

同样请参考图4，其中射线d与弧线4的交点为第四交点J，其与O₁间的第二距离即为上文中所述的

；而在本发明实施例中，点G与O₁间的第三距离被表示为

。

S206、利用第一距离、第二距离、第三距离、第一弧度和第二弧度按照以下方式生成第一病灶核区域对应的、经过第二交点和第三交点的第一扩散边界：

其中，

表示第一扩散边界上的扩散边界点与第一核中心之间的距离，

表示以第一核中心为起点并经过扩散边界点的目标射线在以第一核中心为原点的预设极坐标系中的弧度，

表示第一距离，

表示第二距离，

表示第三距离，

表示第一弧度，

表示第二弧度。

同样请参考图4，其中弧线2表示第一扩散边界。由于在本发明实施例中，单核病灶区域的扩散边缘的确定是根据扩散方程及***密度的实际情况进行处理的，因此能够更加准确地确定单核病灶区域以及对其进行色相还原。

S207、生成第二病灶核区域对应的、经过第二交点和第三交点的第二扩散边界，并确定第二扩散边界与连线的第五交点。

需要说明的是，第二扩散边界的生成过程与步骤S203至S206相同，此处不再赘述。同样请参考图4，其中弧线3表示上述第二扩散边界，其与O₁ O₂间的连线相交与第五交点P。可以理解的是，第一扩散边界和第二扩散边界所围成的区域即为两个单核病灶区域的重叠区域。

S208、生成以第五交点为垂足并垂直于连线的边界线，并将边界线、第一射线、第二射线和第一扩散边界所围成的区域设置为第一病灶核区域对应的色相复原区域。

同样请参考图4，其中直线4表示上述边界线。可见，本发明除了将重叠区域添加至色相复原区域，更是额外扩充了一部分正常区域至上述色相复原区域，可确保色相复原区域中具备足够的冗余空间，以确保色相还原过渡自然。

S209、利用分割线对病灶区域进行分割，得到第一病灶核区域对应的初始单核病灶区域，并利用色相复原区域对初始单核病灶区域进行补全，得到第一病灶核区域对应的单核病灶区域。

基于上述实施例，本发明还可依照扩散方程及***密度的实际情况对单核病灶区域进行分割及确定色相还原区域，能够更加准确地确定单核病灶区域的位置，同时能够确保色相还原区域包含足够的冗余空间，以此确保色相还原过度自然。

下面对本发明实施例提供的单核病灶色相还原装置、电子设备及存储介质进行介绍，下文描述的单核病灶色相还原装置、电子设备及存储介质与上文描述的单核病灶色相还原方法可相互对应参照。

请参考图5，图5为本发明实施例所提供的一种单核病灶色相还原装置的结构框图，该装置可以包括：

获取模块501，用于获取双核病灶近红外图像；

区域及射线确定模块502，用于在双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以病灶核区域的核中心为起点且与色相复原区域相切的第一射线和第二射线；

弧度确定模块503，用于在以核中心为原点的预设极坐标系中确定第一射线对应极角的第一弧度和第二射线对应极角的第二弧度；

交点及距离确定模块504，用于确定病灶核区域的边缘与第一射线间的第一交点，并确定核中心与第一交点间的第一距离；

色相还原模块505，用于在第二射线上利用第一距离、第一弧度和第二弧度为色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，并将色相复原点的色相值替换为目标点的色相值，以完成对色相复原区域的色相还原。

可选地，区域及射线确定模块502，包括：

第一区域提取子模块，用于利用预设色相值范围在双核病灶近红外图像中提取病灶区域，以及提取病灶区域中的第一病灶核区域和第二病灶核区域；

第一绘制子模块，用于将第一病灶核区域的重心和第二病灶核区域的重心分别设置为第一核中心和第二核中心，并确定第一核中心和第二核中心间的连线；

第二绘制子模块，用于确定垂直于连线的病灶分割线以及病灶分割线与病灶区域的边缘之间的第二交点和第三交点；

第三绘制子模块，用于生成以第一核中心为起点并经过第二交点的第一射线，以及生成以第一核中心为起点并经过第三交点的第二射线，并确定第一弧度、第二弧度和第一距离；

距离计算子模块，用于确定第二射线与第一病灶核区域间的第四交点，并分别确定第一核中心与第四交点间的第二距离，以及第一核中心与第三交点间的第三距离；

第四绘制子模块，用于利用第一距离、第二距离、第三距离、第一弧度和第二弧度按照以下方式生成第一病灶核区域对应的、经过第二交点和第三交点的第一扩散边界：

其中，

表示第一扩散边界上的扩散边界点与第一核中心之间的距离，

表示以第一核中心为起点并经过扩散边界点的目标射线在以第一核中心为原点的预设极坐标系中的弧度，

表示第一距离，

表示第二距离，

表示第三距离，

表示第一弧度，

表示第二弧度；

第五绘制子模块，用于生成第二病灶核区域对应的、经过第二交点和第三交点的第二扩散边界，并确定第二扩散边界与连线的第五交点；

第六绘制子模块，用于生成以第五交点为垂足并垂直于连线的边界线，并将边界线、第一射线、第二射线和第一扩散边界所围成的区域设置为第一病灶核区域对应的色相复原区域；

第二区域提取子模块，用于利用分割线对病灶区域进行分割，得到第一病灶核区域对应的初始单核病灶区域，并利用色相复原区域对初始单核病灶区域进行补全，得到第一病灶核区域对应的单核病灶区域。

可选地，第一区域提取子模块，包括：

病灶区域提取单元，用于利用第一预设色相值范围在双核病灶近红外图像中提取病灶区域；

病灶核区域提取单元，用于利用第二预设色相值范围在病灶区域中提取第一病灶核区域和第二病灶核区域；第一预设色相值范围包含且大于第二预设色相值范围。

可选地，色相还原模块505，具体用于：

按照预设顺序在色相复原区域中提取色相复原点，并在第二射线上利用第一距离、第一弧度和第二弧度为被提取的色相复原点查找对应的目标点。

可选地，色相还原模块505，可以包括：

射线及弧度确定子模块，用于生成以核中心为起点并经过色相复原点的第三射线，并在以核中心为原点的预设极坐标系中确定第三射线对应极角的第三弧度；

交点及距离确定子模块，用于确定病灶核区域的边缘与第三射线间的第六交点，并确定核中心与第六交点间的第四距离；

色相还原子模块，用于确定色相复原点与核中心之间的第五距离，并利用第一距离、第四距离、第五距离、第一弧度、第二弧度和第三弧度按照以下方式确定目标点：

其中，

表示第二射线上的目标点与核中心之间的距离，

表示第一距离，

表示第四距离，

表示第五距离，

表示第一弧度，

表示第二弧度，

表示第三弧度。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的单核病灶色相还原方法的步骤。

由于电子设备部分的实施例与单核病灶色相还原方法部分的实施例相互对应，因此电子设备部分的实施例请参见单核病灶色相还原方法部分的实施例的描述，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意实施例的单核病灶色相还原方法的步骤。

由于存储介质部分的实施例与单核病灶色相还原方法部分的实施例相互对应，因此存储介质部分的实施例请参见单核病灶色相还原方法部分的实施例的描述，这里不再赘述。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种单核病灶色相还原方法、装置、电子设备及存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种单核病灶色相还原方法，其特征在于，包括：

获取双核病灶近红外图像；

在所述双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以所述病灶核区域的核中心为起点且与所述色相复原区域相切的第一射线和第二射线；

在以所述核中心为原点的预设极坐标系中确定所述第一射线对应极角的第一弧度和所述第二射线对应极角的第二弧度；

确定所述病灶核区域的边缘与所述第一射线间的第一交点，并确定所述核中心与所述第一交点间的第一距离；

在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为所述色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，并将所述色相复原点的色相值替换为所述目标点的色相值，以完成对所述色相复原区域的色相还原。

2.根据权利要求1所述的单核病灶色相还原方法，其特征在于，所述在所述双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以所述病灶核区域的核中心为起点且与所述色相复原区域相切的第一射线和第二射线，包括：

利用预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取病灶区域，以及提取所述病灶区域中的第一病灶核区域和第二病灶核区域；

将所述第一病灶核区域的重心和所述第二病灶核区域的重心分别设置为第一核中心和第二核中心，并确定所述第一核中心和所述第二核中心间的连线；

确定垂直于所述连线的病灶分割线以及所述病灶分割线与所述病灶区域的边缘之间的第二交点和第三交点；

生成以所述第一核中心为起点并经过所述第二交点的所述第一射线，以及生成以所述第一核中心为起点并经过所述第三交点的所述第二射线，并确定所述第一弧度、所述第二弧度和所述第一距离；

确定所述第二射线与所述第一病灶核区域间的第四交点，并分别确定所述第一核中心与所述第四交点间的第二距离，以及所述第一核中心与所述第三交点间的第三距离；

利用所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一弧度和所述第二弧度按照以下方式生成所述第一病灶核区域对应的、经过所述第二交点和所述第三交点的第一扩散边界：

其中，

表示所述第一扩散边界上的扩散边界点与所述第一核中心之间的距离，

表示以所述第一核中心为起点并经过所述扩散边界点的目标射线在以所述第一核中心为原点的预设极坐标系中的弧度，所述

表示所述第一距离，所述

表示所述第二距离，所述

表示所述第三距离，所述

表示所述第一弧度，所述

表示所述第二弧度；

生成所述第二病灶核区域对应的、经过所述第二交点和所述第三交点的第二扩散边界，并确定所述第二扩散边界与所述连线的第五交点；

生成以所述第五交点为垂足并垂直于所述连线的边界线，并将所述边界线、所述第一射线、所述第二射线和所述第一扩散边界所围成的区域设置为所述第一病灶核区域对应的色相复原区域；

利用所述分割线对所述病灶区域进行分割，得到所述第一病灶核区域对应的初始单核病灶区域，并利用所述色相复原区域对所述初始单核病灶区域进行补全，得到所述第一病灶核区域对应的单核病灶区域。

3.根据权利要求2所述的单核病灶色相还原方法，其特征在于，所述利用预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取病灶区域，以及提取所述病灶区域中的第一病灶核区域和第二病灶核区域，包括：

利用第一预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取所述病灶区域；

利用第二预设色相值范围在所述病灶区域中提取所述第一病灶核区域和所述第二病灶核区域；所述第一预设色相值范围包含且大于所述第二预设色相值范围。

4.根据权利要求1所述的单核病灶色相还原方法，其特征在于，所述在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为所述色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，包括：

按照预设顺序在所述色相复原区域中提取所述色相复原点，并在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为被提取的色相复原点查找对应的目标点。

5.根据权利要求1至4任一项所述的单核病灶色相还原方法，其特征在于，所述在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为所述色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，包括：

生成以所述核中心为起点并经过所述色相复原点的第三射线，并在以所述核中心为原点的预设极坐标系中确定所述第三射线对应极角的第三弧度；

确定所述病灶核区域的边缘与所述第三射线间的第六交点，并确定所述核中心与所述第六交点间的第四距离；

确定所述色相复原点与所述核中心之间的第五距离，并利用所述第一距离、所述第四距离、所述第五距离、所述第一弧度、所述第二弧度和所述第三弧度按照以下方式确定所述目标点：

其中，所述

表示所述第二射线上的所述目标点与所述核中心之间的距离，所述

表示所述第一距离，所述

表示所述第四距离，所述

表示所述第五距离，所述

表示所述第一弧度，所述

表示所述第二弧度，所述

表示所述第三弧度。

6.一种单核病灶色相还原装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取双核病灶近红外图像；

区域及射线确定模块，用于在所述双核病灶近红外图像中确定包含病灶核区域及色相复原区域的单核病灶区域，以及生成以所述病灶核区域的核中心为起点且与所述色相复原区域相切的第一射线和第二射线；

弧度确定模块，用于在以所述核中心为原点的预设极坐标系中确定所述第一射线对应极角的第一弧度和所述第二射线对应极角的第二弧度；

交点及距离确定模块，用于确定所述病灶核区域的边缘与所述第一射线间的第一交点，并确定所述核中心与所述第一交点间的第一距离；

色相还原模块，用于在所述第二射线上利用所述第一距离、所述第一弧度和所述第二弧度为所述色相复原区域中的每一色相复原点查找对应的目标点，并将所述色相复原点的色相值替换为所述目标点的色相值，以完成对所述色相复原区域的色相还原。

7.根据权利要求6所述的单核病灶色相还原装置，其特征在于，所述区域及射线确定模块，包括：

第一区域提取子模块，用于利用预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取病灶区域，以及提取所述病灶区域中的第一病灶核区域和第二病灶核区域；

第一绘制子模块，用于将所述第一病灶核区域的重心和所述第二病灶核区域的重心分别设置为第一核中心和第二核中心，并确定所述第一核中心和所述第二核中心间的连线；

第二绘制子模块，用于确定垂直于所述连线的病灶分割线以及所述病灶分割线与所述病灶区域的边缘之间的第二交点和第三交点；

第三绘制子模块，用于生成以所述第一核中心为起点并经过所述第二交点的所述第一射线，以及生成以所述第一核中心为起点并经过所述第三交点的所述第二射线，并确定所述第一弧度、所述第二弧度和所述第一距离；

距离计算子模块，用于确定所述第二射线与所述第一病灶核区域间的第四交点，并分别确定所述第一核中心与所述第四交点间的第二距离，以及所述第一核中心与所述第三交点间的第三距离；

第四绘制子模块，用于利用所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一弧度和所述第二弧度按照以下方式生成所述第一病灶核区域对应的、经过所述第二交点和所述第三交点的第一扩散边界：

其中，

表示所述第一扩散边界上的扩散边界点与所述第一核中心之间的距离，

表示以所述第一核中心为起点并经过所述扩散边界点的目标射线在以所述第一核中心为原点的预设极坐标系中的弧度，所述

表示所述第一距离，所述

表示所述第二距离，所述

表示所述第三距离，所述

表示所述第一弧度，所述

表示所述第二弧度；

第五绘制子模块，用于生成所述第二病灶核区域对应的、经过所述第二交点和所述第三交点的第二扩散边界，并确定所述第二扩散边界与所述连线的第五交点；

第六绘制子模块，用于生成以所述第五交点为垂足并垂直于所述连线的边界线，并将所述边界线、所述第一射线、所述第二射线和所述第一扩散边界所围成的区域设置为所述第一病灶核区域对应的色相复原区域；

第二区域提取子模块，用于利用所述分割线对所述病灶区域进行分割，得到所述第一病灶核区域对应的初始单核病灶区域，并利用所述色相复原区域对所述初始单核病灶区域进行补全，得到所述第一病灶核区域对应的单核病灶区域。

8.根据权利要求7所述的单核病灶色相还原装置，其特征在于，所述第一区域提取子模块，包括：

病灶区域提取单元，用于利用第一预设色相值范围在所述双核病灶近红外图像中提取所述病灶区域；

病灶核区域提取单元，用于利用第二预设色相值范围在所述病灶区域中提取所述第一病灶核区域和所述第二病灶核区域；所述第一预设色相值范围包含且大于所述第二预设色相值范围。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的单核病灶色相还原方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的单核病灶色相还原方法的步骤。

Images