多模态医学图像融合与目标分割定位的算法研究.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
多模态医学图像融合与目标分割定位的算法研究
姓名：戴峻峰
申请学位级别：硕士
专业：电力系统及其自动化
指导教师：曹洁
20080505
摘要本文主要针对“重离子束三维治疗计划’’研究项目的前期医学图像处理内容进行研究，主要包括医学图像的预处理、多模态医学图像的配准与融合以及医学图像的目标区域分割。本文对各部分的处理算法进行了研究，并提出了相应的改进算法，同时开发了基于．氖笛槠教ǎü喑淌笛槔囱首先，在医学图像预处理方面，重点研究了基于小波变换的图像滤波和增强算法。提出了由中值滤波和小波变换软阀值滤波算法相结合的混合滤波增强算法，该算法在实现有效滤波的同时又进行了边缘信息的增强。其次，在多模态医学图像的配准及融合方面，本文先对配准过程中的图像插值算法、相似性测度和搜索算法进行了研究和改进。根据所研究的对象为不同模态医学图像配准这一特点，本文使用了基于互信息的图像配准算法，其中重点对该配准过程中的优化算法进行研究改进。提出了基于粒子群算法和模拟退火算法相结合的混合粒子群优化算法，并通过对比实验验证了该优化算法的配准效果优于标准粒子群算法。除此以外，在图像融合方面，本文分析了空域和基于小波变换的融合算法，并提出了基于小波变换的改进型小波多分辩率塔式融合算法，该算法不但融合了原始图像的所有信息，而且对图像边缘也有一最后，在医学图像的分割算法方面，重点研究了基于变形模型的图像分割算法，主要包含参数变形模型算法和几何变形模型算法，并对其中的几何变形模型算法中的水平集分割算法进行了改进，使得该算法既兼顾了实现速度又可以达到良好的分割效果。关键词：医学图像；边缘增强；配准；融合；分割证各种算法的实现效果。定的增强作用。硕士学位论文
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附表索引表滤波增强算法比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表实验结果对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表融合算法比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．表医生信息表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。表病人信息表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．表诊断信息表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表医学影像表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯Ⅳ多模态医学图像融合与目标分割与定位的算泫研究
插图索引图系统构成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图混合算法进行滤波与增强的流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图中值滤波实验结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图小波软阀值滤波实验结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图小波系数线性增强⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图混合算法进行滤波与增强⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图图像配准基本概念示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图图像配准流程框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图最近邻插值算法原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图三线性插值和部分体积插值原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图联合直方图仿真图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图改进插值算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图粒子运动原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图一次配准实验过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图多分辨率金字塔式融合算法的数据流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图基于小波变换的融合算法步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图空域图象融合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图基于小波变换的塔式融合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图水平集示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图区域增长算法进行图像分割⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图快速匹配算法实现的水平集进行图像分割⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．图改进的快速匹配算法实现的水平集进行图像分割⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图医学图像处理实验系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图系统登陆界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图应用程序主界