halcon-通过视觉提取血管造影中血管并测量直径

孟想成真

1.血管造影

血管造影，是一种介入检测方法，将显影剂注入血管里。因为X光无法穿透显影剂，血管造影正是利用这一特性，通过显影剂在X光下所显示的影像来诊断血管病变的
1.1 原始图

1.2 处理后的图

（1）提取血管轮廓线

 （2）直径测量

 
2.halcon实现代码

1. *把其他显示窗更新关闭，一般放在开头
2. dev_update_off ()
3. *读取图片
4. read_image (Angio, 'angio-part')
5. *获取图片长宽
6. get_image_size (Angio, Width, Height)
7. *关闭窗口
8. dev_close_window ()
9. *新增显示窗口句柄
10. dev_open_window (0, 0, Width, Height, 'black', WindowID)
11. *设置显示模板
12. set_display_font (WindowID, 14, 'mono', 'true', 'false')
13. *显示图片
14. dev_display (Angio)
15. *显示字体
16. disp_message (WindowID, 'Original image', 'window', 12, 12, 'black', 'true')
18. *在荧幕上显示暂停程序继续操作的信息。
19. disp_continue_message (WindowID, 'black', 'true')
20. stop ()
22. *根据要提取线的最大宽度以及对比度计算出lines_gauss算子输入的Sigma、Low、High值
23. calculate_lines_gauss_parameters (8, [12,0], Sigma, Low, High)
25. *检测线条以及其宽度
26. lines_gauss (Angio, Lines, Sigma, Low, High, 'dark', 'true', 'parabolic', 'true')
28. * 选择特定形状特征要求的xld轮廓或多边形
29. select_contours_xld (Lines, RelLines, 'length', 5.0, 999, 0, 0)
31. *设置多个输出颜色
32. dev_set_colored (12)
34. *显示图片
35. dev_display (Angio)
37. *显示检测的线条
38. dev_display (RelLines)
40. *显示消息
41. disp_message (WindowID, 'Extracted lines', 'window', 12, 12, 'black', 'true')
43. *在荧幕上显示暂停程序继续操作的信息。
44. disp_continue_message (WindowID, 'black', 'true')
45. stop ()
47. *count_obj算子是用来计算输入区域中连通域的个数。
48. count_obj (RelLines, Number)
50. *对xld进行排序， 以外接矩形的相应顶点（左上，右上，左下，右下）为排序点，true时升序，false降序
51. sort_contours_xld (RelLines, RelLines, 'lower_left', 'true', 'row')
53. *创建一个空的object
54. gen_empty_obj (PrintedLines)
56. *遍历所有检测的线
57. for I := 1 to Number by 1
58.     dev_display (Angio)
59.     dev_set_color ('white')
60.     dev_display (PrintedLines)
61.    
62.     *选择索引
63.     select_obj (RelLines, Line, I)
64.     dev_set_color ('green')
65.     dev_display (Line)
66.    
67.     *把两个区域连接在一起
68.     concat_obj (PrintedLines, Line, PrintedLines)
70.     *返回XLD轮廓(contour)的坐标
71.     get_contour_xld (Line, Row, Col)
72.     meanRow := sum(Row) / |Row|
73.     meanCol := sum(Col) / |Col|
74.     get_contour_attrib_xld (Line, 'width_left', WidthL)
75.     get_contour_attrib_xld (Line, 'width_right', WidthR)
76.     get_contour_attrib_xld (Line, 'contrast', Contrast)
77.    
78.     *
79.     meanContrast := sum(Contrast) / |Contrast|
80.     * To display the lines widths, the point at which the gray value drops
81.     * to 25% of the contrast between the line and the background will be
82.     * displayed.  This point is given by sqrt(3/4) for the parabolic line
83.     * model.
84.     Diameter := (WidthL + WidthR) * sqrt(0.75)
85.     Diam := sum(Diameter) / |Diameter|
86.     if (meanRow > Height - 50)
87.         disp_message (WindowID, 'diam: ' + Diam, 'image', Height - 70, meanCol, 'yellow', 'false')
88.     else
89.         disp_message (WindowID, 'diam: ' + Diam, 'image', meanRow, meanCol, 'yellow', 'false')
90.     endif
91.     disp_message (WindowID, 'Diameters of line segments', 'window', 135, 60, 'black', 'true')
92.     if (I < 5)
93.         disp_continue_message (WindowID, 'black', 'true')
94.         stop ()
95.     else
96.         wait_seconds (0.2)
97.     endif
98. endfor
99. dev_update_on ()

复制代码

3.核心函数讲解

3.1 calculate_lines_gauss_parameters


calculate_lines_gauss_parameters( : : MaxLineWidth, Contrast : Sigma, Low, High)
（1）功能


根据要提取线的最大宽度以及对比度计算出lines_gauss算子输入的Sigma、Low、High值。
（2）参数列表


MaxLineWidth (input_control) ： lines_gauss要提取线条的最大宽度
Contrast (input_control) ：lines_gauss要提取线的对比度。Contrast 值不仅可以一个，也可以为两个。当值为两个时，数组中的第二个值是要提取线的最小对比度，并且其值不能大于第一个值。比如：[20,10]
Sigma (output_control) ：获取用于lines_gauss输入的Sigma值
Low (output_control)：获取用于lines_gauss输入的Low 值
High (output_control) ：获取用于lines_gauss输入的High 值
（3）详解


对于参数Contrast 需要说明的是，如果只选择一个值时，最小对比度将会默认为最大对比度的1/3，最小对比度越小，线条将会延伸到对比度较低的区域，即线条越长。反之，值越高，线条越短，但越突出。
lines_gauss算子用到的滞后阈值方法中的Low、High值是根据线的最大宽度以及对比度（两个高低对比度）计算得出的。

3.2 lines_gauss


（1）原型


lines_gauss(Image : Lines : Sigma, Low, High, LightDark, ExtractWidth, LineModel, CompleteJunctions : )
功能
检测线条以及其宽度。
（2）参数列表


Image (input_object) ：输入图像
Lines (output_object) ：检测线条（XLD）
Sigma (input_control) ：高斯滤波值
Low (input_control) ：滞后阈值分割的低阈值
High (input_control) ：滞后阈值分割的高阈值
LightDark (input_control) ：提取线条类型（ ‘dark’,‘light’）
ExtractWidth (input_control) ：是否提取线宽（‘false’,‘true’）
LineModel (input_control) ：用来调整线条位置和宽度的线模型（‘bar-shaped’, ‘gaussian’, ‘none’, ‘parabolic’）
CompleteJunctions (input_control) ：在断连的部分是否添加节点使线条连续（‘false’, ‘true’）
（3）详解


lines_gauss 主要功能是提取图像上的线条，提取的结果属于亚像素精度的XLD轮廓。
参数LightDark 其实就是让你选择你要提取线条的类型，暗色还是亮色，选’dark’, ‘light’。
参数ExtractWidth是否提取每条XLD轮廓线的线宽，true提取，false不提取。
参数LineModel 如果选择 除’none’以外的参数，lines_gauss算子会补偿非对称线条（即在线条的中心两侧有不同对比度的线条），来校正提取出的线条的位置和宽度。用于校准的线模型有’bar-shaped’, ‘gaussian’, ‘none’, ‘parabolic’四种。线模型’bar-shaped’适用于大多数应用；如果管状物体采用背光方式打光（比如血管的X光图像），提取线条可以使用’gaussian’, 'parabolic’模型；’parabolic’模型常用来提取边缘比较锐利的线条（比如采用背光照明图像中的线条）；’gaussian’则用来提取边缘相对不那么锐利的线条。只有将ExtractWidth设置为true时，参数LineModel才有意义。
由于微分几何算法的原因，线提取器（lines_gauss）不能提取出所有线段结合点，当CompleteJunctions 设置为true时，lines_gauss试图通过不同算法提取出那些被遗漏的节点。
 

来源：https://blog.csdn.net/thehappysheep/article/details/120755120
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