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基于裁剪技术的组织细胞的分割和提取
介绍了一种与传统的图像区域分割方法不同的图像处理方法,这种方法通过对二值图像进行各种阈值运算来实现图像区域的分割.通过实验,显示该技术对去除附着于细胞体周围的背景区域,分离出多个相互粘连的细胞体是非常有效的.裁剪技术还将可推广应用到生物对象以外的领域中去.
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颅内出血CT图像血块的分割算法
运用计算机图像处理技术辅助诊断颅内出血疾病对于精确计算出血量有着重要的意义.出血块的位置和形式的多样性给血块的自动识别带来困难.针对颅内出血CT图像颅骨与出血块相接的情况,设计了一个集边缘检测、区域生长、阈值分割于一体的出血块识别算法,并通过计算机模拟实验实现了出血部位的识别与自动分割,为出血量的定量计算奠定基础.并对若干颅骨与血块相接情况的颅内出血CT图像进行测试,测试结果显示了该算法的有效性和鲁棒性.
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一种基于改进萤火虫算法的三维Otsu阈值法
基于三维直方图的大类间方差阈值法(三维Otsu)考虑了邻域均值和中值信息,抗噪性能较好,可以获得理想的分割结果,然而其计算复杂度非常高,效率低下.萤火虫算法(Firefly Algorithm,FA)是一种新型的启发式算法.本文在介绍萤火虫算法基本原理的基础上,提出一种基于莱维飞行的分簇萤火虫算法(CBLFA),并用于改进三维Otsu阈值法的效率.实验结果表明该方法可以快速获得适合的阈值,适应度函数值总体上优于基本萤火虫算法和基本粒子群算法,是一种鲁棒性更强的三维Otsu阈值分割法.
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基于多特征提取的遥感图像机场目标自动检测
传统的遥感图像机场跑道自动目标检测由于仅提取灰度特征常产生过分割现象,本文采用灰度特征和纹理特征相结合的方法进一步提高跑道的检测精度.利用阈值对遥感图像进行初始分割,以定位感兴趣区域(ROI),再利用EM算法估计ROI区域训练样本,引入马尔可夫随机场(MRF)模型,分割机场跑道.实验表明MRF可以很好地描述空间连续性,可以达到精确检测机场跑道的目的.
关键词： 灰度特征 纹理特征 阈值分割 EM算法 马尔科夫随机场(MRF) -
骨科生物力学股骨颈三维模型特点及建模方法
目的评价新的股骨颈生物力学分析中股骨颈三维模型的特点及建模的可行性.方法在分析建模过程和操作流程的基础上,分别利用塑料股骨模型和尸体股骨模型进行CT类型DICOM图像的VTK快速读入、边缘提取及三维重建,验证该过程所建的股骨颈生物力学分析中股骨颈模型的正确性和有效性.实现三维重建股骨颈在生物力学实验及股骨颈骨折手术操作中的临床应用价值.结果特征数据的提取过程简单,通常情况下,102张DICOM数据,只需3 min左右即可完成阈值图像处理、光顺处理以及特征数据提取.同时,只需以不大于2 mm的片层间距扫描CT图像,就可重建出生物力学分析可接受的股骨颈的三维形体.并在半分钟完成重建.结论在CT图像中,基于图像灰度阈值能够有效快速获取股骨颈生物力学模型的数据特征及三维重建形体,且开发出可交互的股骨颈三视图系统.
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基于灰度阈值分割和动态规划的超声图像乳腺肿瘤边缘提取
目的寻求提高超声图像乳腺肿瘤边缘提取效果的优方法.方法先根据超声图像的灰度分布采用灰度阈值分割定位法提取乳腺肿瘤的初始边缘,然后根据图像灰度的梯度信息采用动态规划法进行边缘的修正,从而准确提取超声图像乳腺肿瘤的边缘.结果对18例超声图像进行乳腺肿瘤的边缘提取,结果显示本文方法相比单一的灰度阈值分割法或单一的动态规划法能更为准确地提取超声图像乳腺肿瘤的边缘.结论本文方法可以有效地用于超声图像乳腺肿瘤的边缘提取.
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基于改进大津法和模糊聚类的CT图像肺实质分割方法的比较研究
目的 比较改进后的大津阈值法和模糊C均值聚类(FCM)两种分割算法在CT图像肺实质分割中的应用.方法 选取40例肺部图像,分别采用改进的大津阈值法和模糊C均值聚类法,分割出肺实质区域,同时剔除肺部纵膈、气管.后,采用主观评价和客观分析(图象一致性和信息熵指标)评价分割效果.结果 主观分析显示,改进的大津法得到的图像中虽仍存在肺实质内部间隙,但图中孤立像素点明显减少,且颗粒的边缘也更加光滑.FCM算法分割出的肺实质空洞较少,获得的图像较完整.但有些许粘连,且提取中主气管容易错误地分割到肺实质区域,造成肺实质分割不彻底.客观分析表明,在一致性准则上,两种方法分割结果相差不大,分割出的区域都具有较高的内部区域一致性;从信息熵的角度,FCM法分割效果较好.结论 肺部CT图像肺实质的分割中,对于目标与背景灰度有强对比的图像,Otsu法优于FCM法,但在阈值自适应和运算时间方面需要进一步提升;而对于存在不确定性和模糊性的图像,FCM法优于Otsu法,但在抗噪性和分割精度方面需要进一步改进.
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颈动脉MR图像分割和三维重建在斑块定位中的应用
背景:医学图像的三维重建在医疗诊断、实验分析中起着越来越重要的作用,它是一项复杂的任务,其中目标图像的分割是首要且重要的一步.目的:探索对颈动脉MR图像的图像分割及三维重建方法,并探讨三维模型在颈动脉斑块定位中的应用.方法:选择3D TOF序列图像对其进行基于大熵原理的阈值分割,并与普通方法的结果做比较;进一步用数学形态学分割方法提取出颈动脉:进行三维重建,利用三维模型进行斑块的初步定位.结果与结论:基于大熵原理的阈值分割适于对颈动脉3D TOF序列图像的分割,用数学形态学分割方法进行后续分割可得到目标图像.三维重建后的模型对于斑块定位有辅助作用.
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腰椎间盘膨出节段数字模型及三维可视化
背景:从生物力学入手研究腰椎间盘膨出意义重大.目的:探讨构建腰椎间盘膨出节段数字模型及三维可视化研究方法.方法:基于L3～4 的16 排螺旋CT 连续断层114 层二维图像,Mimics 软件分别对腰椎骨性结构及各种软组织进行重建,并导入有限元分析软件进行模型验证.结果与结论:建立了L3～4间盘膨出节段三维数字模型,包括两个椎体、终板、纤维环、髓核及6 种韧带,数字模型外形逼真,实体感强,可进行三维测量、复位、手术模拟以及输出用作CAD(计算机辅助设计),RP(快速成型)及FEA(有限元分析)研究.说明薄层CT,Mimics 软件阈值分割、区域增长使数字模型的建立更为精确、快捷,数字模型可被输出用于进一步研究.
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基于视频的舌下微循环血流灌注自动评价方法
目的微循环灌注的评价结果为早期发现脓毒症微循环改变提供了重要依据，基于血管分割得到的功能性毛细血管密度能够有效反映微血管灌注情况。方法首先，通过预处理操作改善图像的质量，增强血管与背景的对比度；其次利用自适应局部阈值法对图像进行初次分割，得到大致的血管区域；后，通过后处理环节去除伪影并连接血管片段，根据终血管分割结果计算功能性毛细血管密度。结果经过实际采集的舌下微循环血管数据的验证，上述方法与AVA软件测量结果的吻合率达到92%以上。结论上述方法可以快速准确地实现舌下微循环血流灌注的自动化评价，具有较强的临床应用价值。
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阈值分割与动态轮廓模型在胃壁磁共振成像中的应用
提出了一种基于肾脏核磁共振图像来提取肾脏内部的皮质与髓质区域的图像分割算法,它结合了阈值分割与动态轮廓模型.首先,通过预处理和阈值分割得到初始的二值图像;接着,手动设定起始轮廓,它在简化后的动态轮廓模型作用下,模仿"气球"膨胀变形,终,得到所需目标组织的初始轮廓;后,它在传统的动态轮廓模型作用下停靠在由原图的梯度图像定义的组织边缘处.
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超声图像处理中Snake模型研究
Snake模型是一种基于高层信息的有效目标轮廓提取算法,其优点是作用过程及后结果的目标轮廓是一条完整的曲线,从而引起广泛的关注.鉴于医学超声图像的信噪比较低,用经典的边缘提取算法无法得到较好的结果,因此人们将Snake模型进行了各种各样的改进,并且越来越多地将它运用到医学超声图像处理中来.本文对乳腺超声图像进行阈值分割、形态滤波等一系列预处理后,将改进的Snake模型对乳腺超声图像进行肿瘤的边缘提取,得到了比较好的结果.
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基于猕猴面部图像特征的计算机自动定位方法
目的 提出一种基于猕猴面部图像特征的计算机自动定位方法.方法 针对猕猴面部图像的特点建立其在HSI颜色空间中的肤色模型,然后根据各分量的阈值对图像进行分割,分割后的结果再经过数学形态学的腐蚀与膨胀处理得到猕猴面部较为完整的区域.结果 基于面部器官位置的相对比例关系,实现了对猕猴眼睛、嘴巴等特征部位的自动定位,并且使用边缘提取算子获取了特征部位的细节轮廓.结论 本文的算法经过了猕猴面部图像的测试,能准确的自动定位猕猴面部并找到眼部与嘴部区域,其结果可以为进一步的表情识别提供依据.
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基于特征提取量化分析的体外活细胞追踪算法研究
目的:提高显微镜下序列图像细胞追踪的效率及准确度.方法:提出双阈值形态学与拓扑约束图论法相结合的自动细胞追踪算法,用来分析体外活细胞定向迁移轨迹及参数,并从细胞数目及细胞特征两方面分析追踪算法的准确性.在特征分析方面,从运动速度、运动距离、趋化速度、趋化指数和方向持续性5个指标与手动采样数据进行对比.结果:该算法可以分别识别在毛细管针部灰度较高区域的细胞及其他区域灰度较低的细胞,细胞数目准确度平均达到91.8％,分析得到的5个特征指标与手动采样分析结果基本一致,误差不超过5％.结论:双阈值形态学与拓扑约束图论法相结合的自动细胞追踪算法可以有效提高细胞追踪的准确度.
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一种新颖的序列图像自动配准方法
序列图像的配准是医学临床与科研实践中扮演着非常重要的角色.为了快速、准确地进行医学序列图像配准,本文提出了一种利用图像联合直方图进行序列图像自动配准的新方法.首先对图像阈值分割,将其联合直方图划分为4个区域,然后根据不同的配准图像数据,选择定义在不同区域上的计数值作为参数计算的准则函数.该方法设计简单、巧妙,以计数方法代替其他方法中大量的浮点运算.由于准则函数具有良好的光滑特性,且选择Powell算法做优化搜索,因此保证了优化结果的准确性.和其他算法相比,该方法大大简化了准则函数的计算,从而显著提高了配准优化搜索的速度.根据实验结果,及与基于互信息量方法的对比,证明该方法准确、简便、快速、有效.
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活体器官不规则体积计算方法的研究
目的:对活体器官与组织的三维成像及其不规则体积的计算,为肿瘤的空间定位、手术指导和判断脑组织发育异常等方面带来极大的帮助.本项目还将探究一种脑组织体积精确测量方法以促进神经科疾病的研究.方法:提出一种基于阈值分割后组织梯度化设置的体数据多层透明等值曲面可视化方法,本研究主要目的是在PC机上实现组织边界等值曲面的高精度、快速提取,后将多层等值曲面同时可视化来清晰查看人体内部组织信息,并能对组织结构进行定量测量.结果与结论:应用本课题的研究算法得了脑、腹腔各脏器器官的三维重建图像.从中可以清晰地观察到内脏器官的形态,同时可以测量脑灰质与脑白质的体积比,心脏、肾脏、脾脏及肝脏等的体积等.
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基于K-均值和区域生长计算法医损伤面积
目的:法医鉴定伤者器官受伤面积或器物损伤面积时,通常采用记数坐标纸上网格数量的方法,其结果与法医的经验有关,主观性强,误差大,不利于法庭的出示和案件的侦破.方法:提出了一种基于K-均值和区域生长相结合的方法来计算损伤面积.结果:实验研究表明,该方法能有效的计算不规则区域的面积.结论:区域生长的方法计算不规则区域面积比记数坐标纸网格数量的方法具有更高的精度.
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基于图像分析的骨髓间充质干细胞活性评价方法
细胞培养是一种体外研究活组织和活细胞的常用方法之一,而体外培养细胞的活性评价在体外细胞培养的研究中非常重要.现阶段主要使用医学和生物学的手段对细胞进行活性检测,不仅成本高,处理麻烦,且每次检测都会损失大量的细胞.本文提出了一种基于图像处理与分析方法的评价方法,在不破坏细胞的情况下获取活体细胞图像,通过对图像进行预处理和阈值化分割提取出生长晕,对其面积进行统计分析评价细胞的活性.对骨髓间充质干细胞的试验结果表明本文评价方法是准确有效的,能够大大降低细胞活性评价的成本,克服了传统评价方法破坏细胞的缺点.
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亚实性肺结节CT阈值分割:实性成分识别与定量
背景与目的 肺内亚实性结节(subsolid nodule,SSN)实性成分的识别与定量对SSN的鉴别诊断,病理预测和预后评估具有重要价值,但目前缺乏公认且客观的标准.本研究旨在应用计算机断层扫描(computed tomography,CT)阈值分割方法确定用于SSN实性成分识别与定量的佳阈值.方法 回顾性分析102例SSN的CT图像.由观察者确定SSN内是否存在实性成分并借助软件确定实性成分的体积,以此作为参照标准.应用CT阈值分割方法对所有SSN进行分析,测量其内不同CT阈值对应的体素体积,假定该体积即为实性成分体积,计算实性成分与结节整体的体积比率.所得结果与相应参照标准进行比较,应用受试者工作特征曲线及Wilcoxon检验筛选佳阈值.结果 阈值设为-250 HU时,识别SSN内实性成分的诊断价值大(曲线下面积为0.982),以体积比率1.10%作为确认实性成分存在的界限值,其诊断效能高.阈值设为-300 HU时诊断效能次之,对应曲线下面积和体积比率界限值分别为0.977、6.14%.阈值设为-250 HU、-300 HU时所得实性成分中位体积分别为202.7 mm3(598.2 mm3)、247.1 mm3(696.0 mm3),与参照标准199.5 mm3(743.1 mm3)间无显著差异(P=0.125,1,0.061,3).结论 CT阈值分割方法可对SSN实性成分进行准确识别与定量,阈值可设为-250 HU或-300 HU.
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下颌骨CT三维重建中阈值分割的改进及应用
目的 对下颌胃CT三维重建中阈值分割方法的不足进行改进,比较改进后的方法与传统方法在下颌骨图像分割中的差别.方法 将12例健康志愿者下颌骨CT数据导入Mimics 10.01,分别用改进方法和传统方法进行图像分割.改进方法首先使用较窄的阈值范围(调节阈值上、下限值至能分离出下颌骨的宽阈值)进行分割,然后利用膨胀运算弥补因阈值范围过窄造成的边界信息损失,得到一个近似分割结果,再结合逻辑运算及区域生长工具,得到精确的分割结果.测量两种方法分割所花时间的平均值,并用Geomagic Studio 11.0比较其重建后结果间的差异.结果 改进后的方法成功率为91.67％(11/12);分割时间为(319.7±125.3)s,小于传统方法的分割时间[(1 261.3±427.3)s,P＜0.05].以传统方法重建结果作为参照目标,改进后方法朝外的偏差为(0.066±0.011) mm,朝内的偏差为(0.070±0.008) mm,误差远小于肉眼分辨距离.能分离出下颌骨的宽阈值范围下限为(507.72±100.31) HU,上限为(1 133.33±47.57) HU.结论 本研究提出的阈值分割改进方法能明显提高阈值分割方法分割下颌骨的效率.
