肺结节CT影像特征提取（三）——肺结节CT影像特征提取系统软件设计

　　肺结节的特征提取在临床中有着重要应用，在上篇文章已经对肺结节的基本特征和CT影像特征提取算法有了介绍，提出了三类肺结节CT影像特征提取算法。本文重点介绍肺结节CT影像特征提取系统的功能介绍及使用，利用肺结节CT影像特征提取系统对一些数据进行特征提取，检验特征提取算法的有效性。

一、肺结节特征提取算法流程

 

 

　　　　　　　　　　　　图1 算法流程图

　　首先，对原始的肺部CT影像数据和放射学家标记的肺结节数据进行预处理，得到标准化的肺部CT影像数据和标记数据；然后，计算得到肺结节区域，用于后续特征提取；接着针对肺结节区域做不同的处理，计算灰度直方图，提取灰度特征。构造灰度共生矩阵，用于提取肺结节的纹理特征。提取肺结节的区域和边缘数据，用于计算得到肺结节的形态特征。

二、系统模块组成

 

　　　　　　图2 系统模块组成图

三、软件运行原理

（1）  运行环境

操作系统：Windows XP，Windows7，windows 8

硬件要求：奔腾处理器，2G内存，10G硬盘

软件环境：支持matlab R2015a及以后版本

（2）  基本算法

1. 对肺部CT影像进行预处理，提取出肺结节区域信息；
2. 利用灰度直方图算法、灰度共生矩阵算法、几何参数算法以及Hu不变矩算法对肺结节区域进行处理，得到特征数据。
3. 特征数据存储，等待导出。

四、 系统操作流程

 

　　　　　　　　图3 软件操作流程

五、软件程序组成

GUI主界面：lung_nodules_features_extraction.m；

灰度特征界面：get_gray_feature.m；

纹理特征界面：get_texture_feature.m；

心态特征界面：get_Hu_Moment.m

CT影像读取及预处理：read_dcm_mask.m；

Hu不变矩算法：Hu_Moments；

纹理特征算法：getGLCMtextures.m；

六、软件使用图解

　　　　　　图4 系统界面示意图

系统打开后的界面如图3所示，最上面为菜单栏，上半部分三个图像显示区域，左下角是CT影像基本信息显示区域，右下角是按钮操作区。

操作流程如下：

1. 在按钮区或者菜单栏选择操作读入CT影像；
2. 在按钮区或者菜单栏选择操作读入ROI区域图像；
3. 选择按钮或者菜单，对数据进行预处理，得到如图4所示，获得CT图像基本信息；
4. 选择直方图按钮或菜单，得到灰度直方图图像，如图4上部第三幅图像所示；
5. 在按钮区或者菜单栏选择灰度特征、纹理特征或者形态特征得到图5，图6,或者图7所示的界面，在特征显示界面进行操作，得到特征数据，并且可以导出特征数据为excel文件。
6. 选择退出按钮，退出系统。

软件操作图示：

 

　　　　　　　　图5 特征提取界面

 

　　　　　　　　图6 灰度特征数据界面

 

　　　　　　　　图7 灰度特征数据界面

　　　　　　　　　　图8 灰度特征数据界面