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VCH-F2腹腔切片图像分割技术研究

作 者: 刘友江
导 师: 蓝章礼
学 校: 重庆交通大学
专 业: 医学信息
关键词: 医学图像?人体切片?分割?live_wire算法
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 2次
引 用: 0次
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内容摘要


虚拟人计划是人类利用信息处理技术在计算机上“构造出一个人”,它是人类进一步认识自己,同时在医学、航天、仿生学等多个领域具有广阔应用前景的重大研究课题。虚拟人的研究包括“虚拟可视人”、“虚拟物理人”、“虚拟生理人”和“虚拟智能人”四个发展阶段。我国虚拟人计划目前处于虚拟可视人阶段,即对人体组织和器官的三维重建和理解阶段。医学图像分割是实现虚拟可视人最为关键的一步,对彩色人体切片图像组织器官的成功分割是实现虚拟可视人的核心环节。本文首先对图像分割基础理论进行详细的分析和研究,着重分析了基于区域的分割方法、基于边界的分割方法和结合特定理论工具的图像分割方法。其次,结合第三军医大学提供的虚拟中国人女性2号(Virtual Chinese Human-Female NO.2, VCH-F2)的腹部切片数据图像的特征,进行了图像预处理。图像预处理主要包含将彩色切片图像灰度化、图像格式转化和裁剪和滤波三个步骤。进行这些预处理的目的是去除图像噪声、提高图像信噪比,为后面的图像分割工作做好必要的准备。第三,论文对传统的live_wire分割算法进行详细的分析和讨论,指出其存在的不足并分析了这些不足产生原因,然后针对这些不足在代价函数和最优路径搜索二个方面进行改进。代价函数的改进主要是将代价函数计算公式中的拉普拉斯边缘检测特征函数替换为Canny算子边缘检测特征函数,并采用非线性映射f (x)=exp(-4x2)来重新构造代价函数;最优路径搜索加入了停止搜索的条件,即当目标节点加入到最短路径节点集合时,说明从起始点到目标点的最优路径已经找到,这时就可以停止该条路径搜索,随后反向查找就可以得到该最优路径方向,这样可以大大的节约路径搜索时间,提高算法的运算效率。实验结果表明,本文给出的分割方法只需要较少的人工参与,即可较为准确的将人体肾脏从腹腔切片图像中分割出来,与原分割算法相比,在分割准确性与算法运行效率方面均有所改进。

全文目录


摘要??3-4
ABSTRACT??4-8
第一章 绪论??8-15
??1.1 课题来源??8
??1.2 研究背景及意义??8-13
??1.3 本文主要工作??13
??1.4 论文的章节安排??13-15
第二章 医学图像分割方法??15-33
??2.1 医学图像分割技术发展简述与研究趋势??15-17
????2.1.1 医学图像分割技术发展简述??15-16
????2.1.2 医学图像分割技术研究趋势??16-17
??2.2 医学图像分割方法??17-31
????2.2.1 基于区域的分割方法??18-22
????2.2.2 基于边缘检测的分割方法??22-27
????2.2.3 结合特定理论工具的分割方法??27-31
??2.3 本章小结??31-33
第三章 人体切片图像预处理??33-42
??3.1 彩色图像的灰度化处理??33-34
??3.2 图像格式转换与裁剪??34-35
??3.3 图像滤波??35-41
????3.3.1 超限领域平均滤波??36-37
????3.3.2 高频增强滤波和直方图均衡化??37-39
????3.3.3 中值滤波??39-40
????3.3.4 滤波结果??40-41
??3.4 本章小结??41-42
第四章 Live_wire算法及其性能分析??42-50
??4.1 传统的Live_wire算法??43-48
????4.1.1 构造代价函数??44-47
????4.1.2 图搜索产生最短路径??47-48
??4.2 Live_wire算法性能分析??48-49
??4.3 本章小结??49-50
第五章 基于改进的Live_wire算法的切片图像肾脏分割??50-57
??5.1 改进的Live_wire算法??50-53
????5.1.1 代价函数的改进??50-52
????5.1.2 最优路径搜索方法的改进??52-53
??5.2 实验结果与分析??53-55
????5.2.1 实验环境??53
????5.2.2 实验过程??53-54
????5.2.3 实验结果与讨论??54-55
??5.3 本章小结??55-57
第六章 总结与展望??57-59
??6.1 全文工作总结??57
??6.2 今后工作展望??57-59
致谢??59-60
参考文献??60-64
在读期间发表论文及科研成果情况??64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
? 2012 www.xueweilunwen.com