主要内容

使用卷分割器创建语义分割

方法创建卷的语义分割裂殖体体积应用程序。裂殖体体积应用程序提供了许多方法来探索卷和分段卷中的对象。例如,您可以逐个切片或以3d表示形式查看卷。要分割对象,可以使用ROI绘图工具或画笔工具绘制感兴趣的区域(ROI)。这个例子分割了一堆MRI图像来标记大脑和肿瘤区域。该示例还标记了背景。

将体积数据加载到工作区中

将卷加载到工作区中。这个例子使用了存储在mat文件中的一组MRI大脑图像vol_001.mat.MRI数据是BraTS数据集的修改子集[1].

负载(fullfile (toolboxdir (“图片”),“imdata”...“BrainMRILabeled”“图片”“vol_001.mat”));

这个命令加载一个240 * 240 * 155的卷名为进入工作区。

名称大小字节类属性vol 240x240x155 17856000 uint16

打开卷段程序

打开裂殖体体积应用。单击应用程序选项卡。在图像处理与计算机视觉“,部分中,点击裂殖体体积

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_01.png

将卷加载到卷段程序中

中加载卷裂殖体体积应用程序,点击打开卷在应用工具条中。对于本例,选择开放的工作空间.在“导入卷”对话框中,选择您加载到工作区中的卷,,然后单击好吧.(您还可以在打开应用程序时使用volumeSegmenter命令:volumeSegmenter(卷).)

裂殖体体积应用程序显示了体积的三维表示三维显示控件中显示数据集的各个片窗格。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_02.png

默认情况下,窗格显示数据的第一块。该应用程序显示在图像顶部显示的切片数量,例如,1/155。在这个数据集中,前几片不包含大脑的图像。

该应用程序还自动创建一个标签的分割标签窗格,使用默认名称Label1.中定义多个标签标签窗格。但是,要创建二进制掩码,必须只使用一个标签。

双击标签名称可修改标签名称。控件中显示的颜色方块,双击可更改与标签关联的颜色标签窗格。方法可选地将现有标签集加载到应用程序中开放标签按钮。

探索的体积

要确定要分割的内容,请使用三维显示面板和窗格。

三维显示窗格中,您可以使用鼠标旋转卷以从各个角度检查数据。也可以自定义卷的显示三维显示选项卡在应用程序工具条。例如,如果您有描述体素相对大小的元数据,则可以在空间参考的一部分三维显示选项卡在应用程序工具条。为了改善数据的视图,您可以更改3d显示中使用的背景颜色,修改显示的阈值和不透明度,并在显示中包含方向轴,如下图所示。通过大脑核磁共振数据,你可以看到你想要分割的颞叶肿瘤。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_03.png

中还可以查看卷的每个切片窗格。使用窗格底部的滑块从一片移动到另一片。你可以看到35片到88片的肿瘤。默认情况下,窗格显示沿X-Y轴方向的音量,但您可以使用工具条的“方向”部分中的按钮对此进行更改裂殖体选项卡。的窗格也是使用绘图工具定义掩码的地方。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_04.png

使用绘图工具在卷中标记区域

一旦确定了要分割的对象,就可以在选项卡来定义区域。从ROI工具中选择要使用的绘图工具:徒手画的协助徒手画的,多边形和一个油漆工具。

从给大脑贴标签开始。当一个物体嵌套在另一个物体上时,当肿瘤在大脑切片上出现时,首先标记大的区域。第一步是在标签窗格。该应用程序默认提供一个标签,名为Label1.要更改标签的名称,使其对应用程序更具描述性,请双击标签并输入新名称。若要更改与标签关联的默认颜色,请双击标签标识符中的彩色方框,并从“颜色”对话框中选择一种颜色。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_05.png

窗格中,导航到对象第一次出现的切片,并使用绘图工具对对象进行标记。在下面的图中,这个例子使用Paint Brush工具来标记大脑,但是您可以使用任何绘图工具。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_06.png

使用插值加速对象ROI创建

您可以在卷中逐片移动,并在对象出现的每个片上绘制ROI。然而,裂殖体体积App提供了几个自动插值工具,可以帮助跨片分割对象。

要使用插值,必须首先在两个片上手动定义区域。您已经在第一个切片上定义了对象出现的区域,切片35。使用相同的过程来定义它出现的最后一个切片(切片88)上的区域。应用程序在滑块上放置两个条,使用与标签相关联的颜色,来指示具有roi的切片。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_07.png

在两个片上定义ROI后,单击自动插入.应用程序自动定义所有中间幻灯片的ROI。该应用程序使用蓝条来表示所有具有roi的切片,现在从第35片到第88片显示为实心条。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_08.png

或者,在两个片上定义ROI后,您可以单击手动插入.有了这个选项,应用程序打开手动插值对话框。选择要插值的两个区域,区域1和区域2。要选择第一个区域,使用对话框底部的滑块导航到具有ROI的第一个切片,切片35,然后单击显示的ROI内部。要选择第二个区域,请单击区域2,导航到幻灯片88,在显示的ROI内单击。选择两个区域后,单击运行插值所有插入片上的ROI。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_09.png

细化插值的标签

在使用插值之后,检查各个切片,看看插值是否创建了令人满意的roi。注意,片71上的ROI并没有填充您想要分割的整个对象。您可以使用油漆工具。或者,您也可以使用自动化选项卡。例如,你可以用活跃的轮廓在没有完全填满肿瘤的切片上生长roi。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_10.png

执行自定义处理

您还可以添加自己的算法来操作roi。在自动化选项卡上,单击添加算法.选择处理函数是操作每个2d切片(基于切片)还是操作整个3d卷(基于卷)。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_11.png

对于本例,在基于切片的选项,然后单击函数模板创建一个在每个二维切片上操作的新函数。该应用程序在MATLAB编辑器中打开模板。用您想要使用的代码替换模板中的样例代码。你的函数必须接受两个参数:每个切片作为一个单独的图像和一个掩码。函数还必须返回掩码图像。

编辑模板完成后,保存文件。的裂殖体体积应用程序自动创建一个按钮自动化函数的TAB工具条。若要在一个切片上测试功能,请单击运行.默认情况下,应用程序只应用该函数到当前片。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_12.png

在单个片上测试函数后,可以在所有片或片的子集上运行它。您可以从当前片运行到结束(编号最高的片),也可以从当前片运行到开始(片1)。您还可以通过指定起始片和结束片来指定片的范围。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_13.png

当你选择其中一个方向选项时,应用程序会更新显示中的切片编号。您可以使用此显示来查看处理的进度。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_14.png

创建额外的标签

在每张切片上标记好大脑后,在切片上出现肿瘤的地方标记肿瘤,重复前面描述的过程。

中定义一个新标签标签窗格。中单击加号标签窗格以创建新标签。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_15.png

窗格中,导航到对象第一次出现的切片,并开始使用绘图工具在每个切片上标记对象。在下面的图中,这个例子使用Paint Brush工具来标记肿瘤。与前面一样,您可以在它出现的每个切片上绘制对象,或者使用插值工具自动在多个切片上绘制对象。插值之后,可以使用绘图工具,如橡皮擦,以修改每个切片上的自动分割。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_16.png

保存分割

当你完成标记大脑和肿瘤的体积,保存分割。点击保存标签裂殖体选项卡,并从几个选项中选择。您可以将标记的MRI数据保存为mat文件或工作空间中的变量。对于本例,选择一个工作区变量。当定义多个标签时,则裂殖体体积App在工作区中创建一个与输入卷大小相同的分类卷。在你保存分割后,你可以选择打开自动保存,它会定期自动保存分割。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_17.png

将背景设置为单独标记的区域

在标记了大脑和肿瘤并将分割保存到工作空间作为分类体积之后,您可能会注意到背景体素都具有该值<定义>.为了标记背景体素,以便它们也有一个可识别的分类,遵循类似于前面描述的过程:

  1. 中定义一个新标签标签窗格中,为标签指定一个描述性名称,并选择您想要的背景颜色。

  2. 在每个切片上标记背景。导航到一个切片,选择填充区域选项卡,并单击背景中的任何地方。在每个切片上重复这个过程。

CreateSemanticSegmentationUsingVolumeSegmenterExample_18.png

控件中卷的可视化中的其他标签在添加背景时可能会模糊三维显示窗格。控件中的其他标记区域三维显示窗格中,禁用背景标签的可见性。点击显示标签三维显示选项卡上,单击定制,取消选择背景标签的可见性。

查看已标记卷

要查看掩码,请使用labelvolshow功能:labelvolshow (brain_labels);

参考文献

[1]医疗细分十项全能。“大脑肿瘤。”任务。已于2018年5月10日登陆。http://medicaldecathlon.com/

BraTS数据集是由Medical Segmentation Decathlon在CC-BY-SA 4.0许可下提供的。所有的保证和声明是不承认的。详细信息请参见license。MathWorks®已经修改了本例中使用的数据子集。本例使用原始数据集中的一次扫描的MRI数据,保存到MAT文件中。

另请参阅

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