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模型基于活动轮廓模型医学图像分割算法

收藏本文 2024-03-16 点赞:34208 浏览:157354 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在近几十年中,医学图像成像技术在快速地进展。医学图像的信息处理在现代医学诊断中的作用越来越重要,而医学图像分割是计算机医疗辅助诊断系统中的关键技术。图像的引导手术、肿瘤放射治疗等,都是以图像分割为基础的。医学图像在其本质上具有多样性和复杂性的特点,传统的图像分割算法的分割效果不太理想,容易造成误分割。活动轮廓模型融合了图像的多种信息,分割出来的图像边缘是一个封闭的曲线。本论文的探讨目的是寻找一种分割效果精确,同时分割速度快的基于活动轮廓模型的医学图像分割算法。本论文首先阐述了医学图像分割的背景,探讨的作用,并介绍了常见的医学图像分割算法。其次,介绍了活动轮廓模型的原理,并提出了其中的热点探讨方向:几何活动轮廓模型。再次,将其分为基于轮廓的几何活动轮廓模型和基于区域的几何活动轮廓模型两个方向,分别提出改善的算法。距离正则化的水平集方程是基于边缘的活动轮廓模型的一个典型代表,它具有无需重新初始化水平集,数值计算稳定的优点。然而,该模型不能很好地克服滤波与保护图像边缘的矛盾,并且不能实现自适应分割。本论文引进了新的滤波函数,滤波的同时很好地保留了图像的边缘信息。同时,提出自适应演化的机制,实现了模型的自动演化。改善的算法在分割精度和效率上都有所提升。C-V模型是经典的基于区域的几何活动轮廓模型,能够很好地分割没有显著边缘的图像。然而它不能够完全避开重新初始化,也不能够很好地处理灰度分布不均匀的医学图像。本论文在C-V模型中引入惩罚项,并且提出了新的平均灰度值计算策略,同时引入了平衡曲线内外灰度差的机制。实验的结果表明,本论文改善的算法能够很好地处理灰度分布不均匀的医学图像。关键词:医学图像分割论文活动轮廓模型论文测地线活动轮廓模型论文C-V模型论文

    中文摘要2-3

    Abstract3-4

    中文文摘4-7

    目录7-10

    绪论10-14

    第一章 医学图像分割算法综述14-24

    1.1 基于边缘的分割算法15-17

    1.1.1 并行微分算子15-16

    1.1.2 基于曲面拟合的策略16

    1.1.3 边界曲线拟合法16

    1.1.4 串行边界查找16-17

    1.2 基于区域的分割算法17-20

    1.2.1 阈值分割17-18

    1.2.2 区域生长和分裂合并18-19

    1.2.3 分类器和聚类19-20

    1.2.4 基于随机场的策略20

    1.3 其他医学图像分割算法20-23

    1.3.1 结合区域与边缘信息的策略20-21

    1.3.2 图谱引导策略21

    1.3.3 基于模糊集论述的策略21-22

    1.3.4 基于神经网络的策略22

    1.3.5 基于数学形态学的策略22-23

    1.4 本章小结23-24

    第二章 参数活动轮廓模型24-30

    2.1 Snake模型24-27

    2.2 Snake模型的改善27-29

    2.2.1 气球力模型27-28

    2.2.2 F模型28-29

    2.3 本章小结29-30

    第三章 水平集论述及几何活动轮廓模型30-38

    3.1 水平集论述30-32

    3.2 变分水平集论述32-35

    3.2.1 变分水平集策略32-34

    3.2.2 改善的变分水平集策略34-35

    3.3 几何活动轮廓模型35-37

    3.3.1 基于边缘的几何活动轮廓模型35-36

    3.3.2 基于区域的几何活动轮廓模型36-37

    3.4 本章小结37-38

    第四章 结合DRLSE模型的自适应算法38-50

    4.1 无需重新初始化的变分水平集方程39-40

    4.2 距离正则化的水平集演化(DRLSE)40-41

    4.3 DRLSE模型的改善41-46

    4.3.1 滤波函数的改善42-43

    4.3.2 模型的自适应演化43-45

    4.3.3 改善后的模型45-46

    4.4 实验仿真结果46-48

    4.4.1 心脏MRI图像实验46-47

    4.4.2 脊椎CT图像实验47-48

    4.5 本章小结48-50

    第五章 克服灰度不均匀性的C-V模型50-62

    5.1 C-V模型介绍51-53

    5.2 C-V模型的改善53-58

    5.2.1 无需重新初始化53-54

    5.2.2 克服灰度不均匀性的影响54-57

    5.2.3 改善的C-V模型57-58

    5.3 实验仿真结果58-61

    5.4 本章小结61-62

    第六章 总结与展望62-64

    6.1 本论文的主要工作62

    6.2 主要革新点62-63

    6.3 未来工作与展望63-64

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