基于模糊数模型的医学超声图像分割方法

针对基于模糊推理的医学超声图像分割方法存在算法复杂度高及灵活性较差等问题,提出了一种基于模糊数模型的医学超声图像分割方法。用局部直方图间相似性匹配和自适应平滑方法对输入图像进行预处理得到相似图像和平滑图像,通过一种基于模糊数模型的模糊控制方法处理生成的相似图像和平滑图像,实现医学超声图像的分割。实验结果表明,该方法简化了处理过程,降低了算法复杂度,对医学超声图像能够进行有效分割。     

基于局部熵最小化的核磁共振脑图像二次分割算法

医学图像分割在医学图像处理,尤其是在临床诊断的核磁共振图像分析中起着重要的作用.偏移场的存在使核磁共振脑图像中的局部统计特性发生变化,这成为自动化分割的一个主要障碍.为了克服偏移对分割造成的影响,提出了一种基于局部熵最小化的核磁共振脑图像二次分割算法.首先采取基于组织的分块算法和局部熵最小化以获得脑图像分割的聚类块,再以每个聚类块为中心进行动态搜索;利用模糊C均值算法对每个搜索窗口进行分割.将所有分割结果与原始聚类块的分割结果进行比较,对满足二次分割条件的像素进行二次分割.模拟数据和真实数据的实验结果表明,提出的二次分割方法准确、可靠.     

一种新的肝肿瘤CT图像分割方法

传统的分割方法难以实现医学图像准确地分割,提出了基于最大信息熵原理的医学图像分割方法。该方法集成了阈值分割、边界跟踪和数学形态学,提高了分割的精度和速度。分析和实验结果表明,采用该方法对肝肿瘤CT图像进行分割时,能自动准确地提取出医生感兴趣的区域。     

医学图像分割算法的评价方法

对医学图像分割算法的客观评价是推进算法在临床上得到应用的关键。针对目前对医学图像分割方法的研究较多,而对分割算法的评价方法的研究却很少的问题,提出了一种判断和比较医学图像分割算法优劣的评价方法。首先对现有的几种评价方法进行了综述,并总结出了一套评价系统。可靠性、精确性、区域统计特性和效率是评价一个分割方法的4个重要参数,结合医学图像分割分别对它们的定义进行了说明。这些参数互相影响,评价分割算法时必须权衡这些指标,根据不同的应用背景赋予它们不同的权重。此外,还介绍了如何建立医学图像分割金标准数据库的方法。最后,通过Insight Toolkit（ITK)软件包中的两个算法例子,结合脑白质分割的医学背景,演示了如何利用本文评价系统来对这两种分割算法做出比较。实验结果表明,该评价方法可行,比较结果具有合理性。该研究为医学图像分割算法的评价提供了科学合理的方法,同时也指出了推动医学图像分割算法在临床上应用所应解决的问题。     

基于像素聚类的指纹分割算法

为准确提取有效指纹区域,提高自动指纹识别系统的准确率,降低后继处理算法的时间消耗,以像素点为考察对象,将条件概率事件模型引入到指纹图像分割方法中,在研究指纹图像所固有的纹理特征后,提出了指纹条件概率模型,根据有效指纹脊线与背景区域的差异,结合指纹脊线的相关特征,将指纹图像上的像素点分为有效指纹区域内的像素点和背景像素点两大类,为指纹图像的分割处理提供了一种有效的方法。     

基于改进Snake模型的超声乳腺肿瘤轮廓提取

二维超声影像中肿瘤轮廓特征是判断乳腺肿瘤的良恶性的重要依据。针对超声医学图像的特点,本研究对经典的Snake模型进行了改进:内部能量中加入轮廓平均长度项的控制;外部能量由基于图像统计特征的区域能量以及梯度方向势能决定,并提出了基于贪婪算法求解模型最小值的快速算法。实验结果显示本算法在噪声强度较大的模拟图像和超声医学图像中均取得了同人工分割近似的结果,而经典的Snake模型和GVF模型受噪声干扰较大。大量的实验证明本算法有效地克服了散斑噪声对分割结果的影响,可准确高效地提取超声图像中的乳腺肿瘤轮廓。     

基于改进Snake模型的超声乳腺肿瘤轮廓提取

二维超声影像中肿瘤轮廓特征是判断乳腺肿瘤的良恶性的重要依据。针对超声医学图像的特点,本研究对经典的Snake模型进行了改进:内部能量中加入轮廓平均长度项的控制;外部能量由基于图像统计特征的区域能量以及梯度方向势能决定,并提出了基于贪婪算法求解模型最小值的快速算法。实验结果显示本算法在噪声强度较大的模拟图像和超声医学图像中均取得了同人工分割近似的结果,而经典的Snake模型和GVF模型受噪声干扰较大。大量的实验证明本算法有效地克服了散斑噪声对分割结果的影响,可准确高效地提取超声图像中的乳腺肿瘤轮廓。     

基于遗传算法的水平集超声图像分割

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,提出超声图像自动分割的一种新方法.其基本思想是在水平集分割方法的基础上,以能量函数作为评价函数,把图像分割问题变成一个优化问题,利用遗传算法的寻优高效性,搜索到能使分割质量到达最优的轮廓曲线.应用此方法对肝脏超声图像进行肿瘤的边缘提取,得到比较好的结果,从而完成图像的自动分割.     

一种利用水平集的图像分割快速GPU并行算法

研究医学生物图像的快速分割问题。针对传统图像分割算法效率低、分割不准确的缺陷,提出一种利用水平集自动演化获得最优图像分割的方法。首先,定义水平集方程,并针对方程中不同分量进行分析,确定以图像灰度为依据的最优化算法;然后通过对差分方程的离散化,定义最优化算法的求解步骤,并使得该最优化计算方法能并行化处理。该方法可以有效地对医学图像进行分割,尤其适合并行化GPU处理,在确保图像分割质量的前提下,极大地提高了运算效率。     

结合距离变换与边缘梯度的分水岭血细胞分割

目的 针对医学图像中细胞提取和粘连细胞分割问题,提出一种结合距离变换利用边缘梯度的分水岭血细胞显微图像分割方法。方法 首先,通过距离变换由细胞二值图生成距离地形图,取其局部极值点或点集作为前景标记,进行第1次距离分水岭变换;接着将第一步骤所得的分水岭脊线作为背景区域的标记,前景标记不变,视梯度幅度图为地形图,再一次进行梯度分水岭变换,得到细胞分割结果。两次分水岭变换前,均采用强制极小值的方法修改地形图,来控制地形图只在选取的标记处存在局部极小值。结果 该方法由距离图提取前景标记,将距离分水岭变换所得的脊线作为梯度分水岭变换的背景标记,能有效地分离粘连目标。相比于基于距离图分水岭变换,本文方法不过多依赖二值图像信息,保留了基于梯度图像的分水岭变换边缘定位准确的优点,又解决了其无法分割粘连目标和过分割的问题。结论 经多幅临床细胞图像分割实验验证,该方法可以实现图像中细胞的提取以及粘连细胞的自动分割,满足医学图像分割的要求。     

基于小区域增长的MDCT图像分割*

提出了一种基于小区域增长的分割算法对人体肝脏的MDCT医学图像进行分割。先把三维人体肝脏的MDCT图像变成一系列二维图像;再对每个二维图像分配多个种子点,从每个种子点出发进行小区域增长;最后,把每个二维图像分割的结果整合成三维肝脏图像。实验结果表明了该算法的准确性和可行性。     

结合改进分水岭和GVF的三维肝脏分割方法

三维肝脏分割是当前医学图像处理的热点问题,如何准确快速地从腹部CT序列中分割出肝脏是肝部病变诊断的基础。针对传统活动轮廓模型对轮廓线敏感、运算量大的问题,改进了传统轮廓线设置方法,并把算法扩展到三维。首先,在一幅腹部CT图片中采用改进的分水岭算法,按照灰度和纹理的相似性原则从一个种子块开始生长出整个肝脏,再用其边缘作为相邻CT序列的起始轮廓,用GVF算法从序列图片中分割出肝脏,重复该过程,直至分割出整个腹部序列图像的切片,进行三维重建。     

基于改进窄带水平集的三维肝脏肿瘤分割

三维肝脏肿瘤识别是当前研究的热点问题,如何准确快速地从腹部CT序列中分割出肝脏肿瘤是肝部病变诊断的基础。针对水平集方法在进行分割时收敛速度较慢,设置窄带宽度固定不灵活的缺点,先利用分水岭算法,对肝脏图像进行“过分割”,搜索初始轮廓所在的分水岭块作为窄带区域进行标记,在窄带区域内用水平集算法使初始轮廓线收敛至准确轮廓。再以其边缘作为相邻CT序列的肿瘤初始轮廓,找出初始轮廓线所在的分水岭块,构成新的窄带,用水平集算法对轮廓线进行迭代分割出肿瘤。重复该过程,直至完成整个肝脏序列图像的肿瘤图像分割,进行三维重建。     

Region based techniques for segmentation of volumetric histo-pathological images

In this article we have presented the application of three region based segmentation techniques namely, seeded volume growing, constrained erosion-dilation techniques and 3-D watershed algorithm. The algorithms are suitably extended to apply on 3-D histo-pathological images. Suitable modifications and extension for each algorithm is done to obtain better segmentation. A quantitative as well as qualitative comparison of the three methods is presented. Modifications to these algorithms for obtaining better results are discussed. The modifications include, (1) design of adaptive similarity measures to control the seeded volume growing and (2) rule-based merging of the over-segmented cells in the case of the 3-D watershed algorithm. Some results and quantitative study is also presented.     

一种改进的分水岭图像分割算法

分水岭算法在医学图像分割中有着广泛的应用。针对传统分水岭分割算法对噪声敏感和严重的过分割问题．本文提出了一种基于数学形态学的改进的分水岭图像分割算法。通过前期的预处理和汇水盆地的选取，有效地抑制了过分割现象。实验表明，该算法能够对血细胞图像进行快速、准确的分割，边缘定位精确，并且能够较好的克服噪声对图像的影响。     

Object density-based image segmentation and its applications in biomedical image analysis

In many applications of medical image analysis, the density of an object is the most important feature for isolating an area of interest (image segmentation). In this research, an object density-based image segmentation methodology is developed, which incorporates intensity-based, edge-based and texture-based segmentation techniques. The proposed method consists of three main stages: preprocessing, object segmentation and final segmentation. Image enhancement, noise reduction and layer-of-interest extraction are several subtasks of preprocessing. Object segmentation utilizes a marker-controlled watershed technique to identify each object of interest (OI) from the background. A marker estimation method is proposed to minimize over-segmentation resulting from the watershed algorithm. Object segmentation provides an accurate density estimation of OI which is used to guide the subsequent segmentation steps. The final stage converts the distribution of OI into textural energy by using fractal dimension analysis. An energy-driven active contour procedure is designed to delineate the area with desired object density. Experimental results show that the proposed method is 98% accurate in segmenting synthetic images. Segmentation of microscopic images and ultrasound images shows the potential utility of the proposed method in different applications of medical image processing.     

Brain MR images segmentation using statistical ratio: mapping between watershed and competitive Hopfield clustering network algorithms

Conventional watershed segmentation methods invariably produce over-segmented images due to the presence of noise or local irregularities in the source images. In this paper, a robust medical image segmentation technique is proposed, which combines watershed segmentation and the competitive Hopfield clustering network (CHCN) algorithm to minimize undesirable over-segmentation. In the proposed method, a region merging method is presented, which is based on employing the region adjacency graph (RAG) to improve the quality of watershed segmentation. The relation of inter-region similarities is then investigated using image mapping in the watershed and CHCN images to determine more appropriate region merging. The performance of the proposed technique is presented through quantitative and qualitative validation experiments on benchmark images. Significant and promising segmentation results were achieved on brain phantom simulated data.     

一种改进的医学图像分水岭分割算法

为了提高医学图像分割的准确性, 针对分水岭分割算法中的过分割问题, 提出了一种改进的医学图像分水岭分割算法。该算法首先在分水岭变换前进行预处理初步分割, 主要包括多尺度形态学滤波、多尺度梯度算子计算、自适应标记提取以及分水岭变换; 然后在初步分割变换后, 通过基于邻接图的区域灰度相似性与边界相似性相结合的合并准则, 对分割后的区域进一步合并。实验结果表明, 新算法有效地解决了分水岭算法的过分割问题, 具有较强的抗噪性能和边缘定位能力, 能够满足医学图像的分割要求。     

分水岭优化的Snake模型肝脏图像分割

Snake算法是主动轮廓模型的经典算法,是近年来图像分割和视频领域研究的热点。针对Snake模型中存在的初始轮廓敏感和能量函数中曲率约束不足等问题,提出将分水岭变换和主动轮廓模型相结合的主动轮廓分割算法。首先通过引入标记函数和强制最小值技术解决传统分水岭变换可能导致的过分割问题,然后利用改进的强制标记分水岭算法优化Snake模型的初始轮廓曲线,最后通过在Snake模型中增加一项与曲线形状相关的外部力弥补能量约束函数中曲率约束的不足,从而实现更精确的图像分割。改进后的Snake模型应用于腹部MR图像中,对肝脏图像的识别和分割取得了良好效果。     

基于随机游走的医学超声图像分割

医学超声图像不可避免地存在斑点噪声、弱边界等问题,很难达到满意的分割效果。随机游走算法对噪声具有鲁棒性,对弱边界有良好的提取能力。将此算法应用于医学超声图像分割,通过融合区域信息与用户指定的种子点信息,借助于电路模拟以及组合Dirichlet问题,可以得到每个非种子点到标记了目标点或者背景点的概率,并对其赋予概率中最大的种子点所对应的标记,从而实现图像的分割。实验结果表明,该方法对医学超声图像的分割是有效的。此算法通过求解稀疏的、对称的、正定的线性方程的系统来获得Dirichlet问题的解,使计算速度大为提高。