C#处理医学图像(一):基于Hessian矩阵的血管肺纹理骨骼增强对比

在医院实际环境中，经常遇到有问题的患者，对于一些特殊的场景，比如骨折，肺结节，心脑血管问题

需要图像对比增强来更为清晰的显示病灶助于医生确诊，先看效果：

肺纹理增强:

肺结节增强：

 血管对比增强：

 骨骼对比增强：

根据参考资料：

MATLAB版本：

https://ww2.mathworks.cn/matlabcentral/fileexchange/24409-hessian-based-frangi-vesselness-filter

算法原理：

https://baike.baidu.com/item/%E9%BB%91%E5%A1%9E%E7%9F%A9%E9%98%B5/2248782?fr=aladdin

将其原理翻译写成C++类库，在C++中使用Opencv对于矩阵操作比较方便，导出dll后再由C#调用，

新建C++类库工程：

#include "stdafx.h" #include <iostream> #include <string> #include <cstring> #include <cstdlib> #include <vector> #include "MatBase64.h" #include "frangi.h" #include "ET.Functions.h"
using namespace std; using namespace cv; char* GetFrangiBase64Code(char* base64code, int SIGMA_START, int SIGMA_END, int SIGMA_STEP, float BETA_ONE, float BETA_TWO, bool BLACKWHITE){ //初始化矩阵参数
 frangi2d_opts_t opts; frangi2d_createopts(&opts, SIGMA_START, SIGMA_END, SIGMA_STEP, BETA_ONE, BETA_TWO, BLACKWHITE); //处理传入的base64编码转为Mat对象
    string imgcode =base64code; string s_mat; s_mat = base64Decode(imgcode.data(), imgcode.size()); vector<char> base64_img(s_mat.begin(), s_mat.end()); Mat input_img = cv::imdecode(Mat(base64_img), CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE); //进行frangi算法处理
 Mat input_img_fl; input_img.convertTo(input_img_fl, CV_32FC1); Mat vesselness, scale, angles; frangi2d(input_img_fl, vesselness, scale, angles, opts); vector<uchar> buf; imencode(".jpg", vesselness * 255, buf); auto *enc_msg = reinterpret_cast<unsigned char*>(buf.data()); string encoded = base64Encode(enc_msg, buf.size()); //返回base64编码
    char *result = new char[encoded.length() + 1]; for (int i = 0; i < encoded.length(); ++i) { result[i] = encoded[i]; } result[encoded.length()] = '\0'; return result; }

导出函数：

extern "C" _declspec(dllexport) char* GetFrangiBase64Code(char * base64code, int SIGMA_START, int SIGMA_END, int SIGMA_STEP, float BETA_ONE, float BETA_TWO, bool BLACKWHITE);

创建模块定义文件：

LIBRARY "ET.Functions" EXPORTS GetFrangiBase64Code @ 1,

导出32位dll，复制到C#debug目录下，C#调用：将目标图像转为base64，发送给C++，返回处理后的base64，在转为图像

        [DllImport(@"ET.Functions.dll", EntryPoint = "GetFrangiBase64Code" ,CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)] public static extern IntPtr GetFrangiBase64Code(string base64code, int SIGMA_START, int SIGMA_END, int SIGMA_STEP, float BETA_ONE, float BETA_TWO, bool BLACKWHITE); private void ckcbw_CheckedChanged(object sender, EventArgs e) { getimg(); } private void trabarStart_ValueChanged(object sender, EventArgs e) { getimg(); } void getimg() { int start = trabarStart.Value; int end = trabarEnd.Value; int step = trabarStep.Value; float zaosheng = (float)trabarZaosheng.Value / 10; float bg = (float)trabarBG.Value / 10; IntPtr pRet = GetFrangiBase64Code(ToBase64(b), start, end, step, zaosheng, bg, ckcbw.Checked); string strRet = Marshal.PtrToStringAnsi(pRet); pictureBox1.BackgroundImage = Base64StringToImage(strRet); }

如果不想用C++，直接用C#里面的opencv库也可以，直接用nuget搜索EmguCV，需要自己将MatLab代码或C++代码翻译成C#

通过调整各个参数来达到想要的效果：