基于活动轮廓模型的医学图像分割与矩描述方法研究(可复制论文).pdf

摘要随着医学影像在临床诊断和治疗上的作用越来越显著,医学图像处理技术近年来受到了国内外专家的高度重视。在医学图像处理和分析中,医学图像分割是医学图像分析与识别的前提。由于医学图像中一般包含有多种组织,并且每种组织结构复杂、组织边界不清晰、灰度分布不均一等这些特点均决定了其分割的复杂性。为了解决医学图像分割的问题,近年来提出了很多的医学图像分割方法,其中活动轮廓模型殖莆猄模型悄壳医学图像分割领域中研究较多、应用较广的分割方法。在传统P陀胩荻仁噶苛P椭校抢猛枷裉荻鹊姆群作为外部能量,由于梯度的幅度忽略了方向信息,使得这些方法都不能很好地区分相邻的组织边界。本文在动态方向梯度矢量流模型的基础上,从梯度矢量场发散或平滑的观点出发,提出了一种改进的动态方向梯度矢量流P汀NA能更好地检测出目标轮廓的凹陷物体边缘,在内部能量项中增加了与婊泄的能量。为了克服由于〉问邢藁蛴捎诔跏悸掷5闹行奈恢糜隚发散场的中心偏离太远而导致收敛到错误的目标边界问题,论文引入了与初始轮廓中心位置有关的新的动态外力场,扩大了原有外力场的捕获范围。为了进一步提高改进后的动态方向梯度矢量流P偷氖樟菜俣龋栽刑袄飞咚阉魉惴ń辛私徊接呕J笛结果表明该模型在区分相邻的组织边界、初始轮廓位置选择的敏感性和分割弱边界等方面都具有一定的优越性,因而更适用于医学图像分割。在图像分割之后,需要对目标区域提取出相应的特征,以便进一步分析或分类以区分不同性质的对象。本文在分割提取出脑肿瘤图像的基础上,深入研究了用矩描述方法对脑肿瘤图像的形状特征进行描述,并提出了一种改进的基于氐目焖偎惴āJ笛结果表明该方法能够有效地对脑肿瘤图像中的病变区域进行形状特征提取,为辅助医生进行诊断治疗提供了一定的帮助。关键词:活动轮廓模型P吞荻仁噶苛动态方向梯度矢量流南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
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研究生签名:蔓雌导师签名:研究生签名:鱼缱谷掌冢撼福鹤日期:加⒍罚甀牛南京邮电大学学位论文原创性声明南京邮电大学学位论文使用授权声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权南京邮电大学研究生部办理。●
第一章绪论研究背景和意义随着现代医学及影像成像技术的发展,人们能够对人体内部的病变部位直接进行实时和无损伤的非介入性观察。为了充分发挥医学影像学在医疗诊断中的作用,我们必须对组织结构信息进行定量和定性的研究,其分析的准确性、有效性和可重复性是医学影像学研究领域关注的问题。目前可以获取组织结构信息的手段有很多,比如计算机断层扫描成像、超声成像、正电子发射计算机断层扫描,成像、单光子发射计算机断层扫描,—雀髦中碌囊窖С上窦际跻压惴河τ糜谝搅普锒稀⑹跚凹苹⑹鹾蠹嗖獾雀个环节中。这些成像技术的目的是全面而精确地获得病人的各种定量定性数据,使得临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰,确诊率也更高。医学成像的作用己经远远超过了对解剖结构的可视化观察和检查,已经成为手术计划、手术导航、放射治疗计划、病情跟踪、计算机辅助手术等方面的一种重要工具。医学图像研究主要包括医学成像技术以及医学图像处理和分析两部分内容,一般可将医学成像技术称为医学图像的前处理,而将医学图像处理和分析称为医学图像的后处理。随着医学成像在临床诊断和治疗上的作用越来越显著,医学图像分割已成为医学图像分析领域的一个挑战性的研究课题。在医学图像处理和分析中,医学图像分割技术是其中的关键技术。医学图像分割是医学图像分析与识别的前提,也是制约医学图像处理中其它相关技术发展和应用的瓶颈。医学图像分割是根据观测到的灰度值和已知的结构信息对像素或体素进行标注的一种方法,从医学研究和临床应用的角度来看,其目的就是将原始的二维或三维图像划分成不同性质缁叶取⑽评淼的区域,从而把感兴趣的区域提取并显示出来,并进一步分析分割对象的解剖、病理、生理、物理等方面的信息,为临床诊疗和病理学研究提供可靠的依据。医学图像分割过程是