CT系列图像的三维层次化子块生长分割

准确地从CT系列图像提取感兴趣的组织是手术规划的基础,针对肝脏轮廓分割存在分割不全的问题,提出了基于三维区域生长算法的腹部CT图像分割方法。算法首先由用户选择若干个生长点,然后充分利用CT系列图像层间的相似性,提出基于子块的改进区域生长算法,实现三维的层次化子块区域生长,以更准确提取肝脏区域,其中生长准则由系统分析用户选择的生长点的邻域子块属性获得,以减少用户的干预。实验结果表明,算法能在较少的干预下快速分割出来CT系列图像中的肝脏轮廓。     

复杂异型建筑立面测绘轮廓提取方法设计

为解决点云数据密度异常时复杂异型建筑立面测绘轮廓提取精度变差的问题,提出基于局部点云密度的复杂异型建筑立面测绘轮廓提取方法。引入基于平面投影和双边滤波的测绘点云数据平滑方法,对测绘数据进行去噪和平滑处理,并通过点云分割方法提取目标点云区域。通过基于改进Alpha Shapes算法的立面测绘轮廓提取方法,以边界网格筛选的方式,去除目标点云区域冗余点云数据后,使用滚动圆半径自适应调节方法提取轮廓数据。试验结果表明,所提取轮廓匹配度高达95.08%,具有良好的精度和可行性。该方法可在有效平滑点云数据、分割获取目标点云区域的同时,高精度提取复杂异型建筑立面测绘轮廓。     

类肤色背景中提取人脸轮廓的方法研究

提出了一个基于肤色并融合多种信息的人脸轮廓提取方法。首先在TSL色彩空间求取肤色概率图,选取种子点,然后利用多源信息进行区域生长,提取出人脸轮廓;为克服区域生长计算量大的缺点,采用了变分辨率图像金字塔策略。经实例验证,该算法能够快速准确地从类肤色背景中较好地提取出人脸轮廓,且具有较高的抗噪性和应用适应性。     

从LiDAR数据中提取建筑物平面目标的新方法

提出一种从机载LiDAR点云数据中自动提取建筑物平面的方法。给出了基于边长约束的三角形生长算法对建筑物初始区域进行提取,针对提取出的建筑物脚点,利用自适应Mean Shift方法在特征空间中对其进行聚类分析,并提取出平面目标,最后利用Alpha-Shape算法生成建筑物平面的轮廓线。通过实验证实了方法的有效性。     

单幅人体切片图像的多轮廓二维重构算法研究与实现

基于切片图像数据的轮廓曲线二维重构是轮廓表面三维重构的基础。单幅切片图像可能存在有单轮廓或多轮廓。本文对中国虚拟人切片图像进行分析,针对单幅切片图像里的多轮廓线情况,研究提出了多轮廓提取算法和拟合曲线建模算法。经编程实验,成功实现了单幅图像里的多轮廓二维重构。     

基于细胞显微图像特征的ROI自动提取算法

为了在细胞显微图片中快速有效地自动提取细胞聚集的区域,提出了一种基于细胞显微图像特征的感兴趣区域(ROI)自动提取算法.该算法以图像的自动阈值分割为基础,利用图像膨胀后边缘的融合和重叠消亡原理,以图像特征的相似度为判别手段,最后用八邻域轮廓跟踪法取得轮廓线.对大量细胞显微图片的实验表明,该算法成功实现了对细胞显微图像的感兴趣区域沿边缘全自动快速提取.     

虚拟手术中肝脏体实时切割系统

在检测二维医学图像的过程中利用医学图像的三维可视化技术有利于医生更加全面地分析图像数据,从而对病情做出准确的应对措施.以肝脏为例,首先提取可视人体数据集中连续横断面图像,采用区域生长的图像分割算法从连续的横断面图像中提取出肝脏轮廓的区域.然后对肝脏轮廓进行层间插值,利用VTK工具包结合面绘制方法构建出肝脏的三维模型.接着对初始模型进行一定程度的网格削减,降低数据冗余度,完成虚拟肝脏体的三维重建.采用CUDA架构进行肝脏体纹理的合成与映射工作,兼顾了体纹理的真实感和虚拟手术系统的实时性,对虚拟肝脏手术的发展有着重要的促进作用.     

基于稀疏轮廓点模型的彩色重叠细胞图像分割

根据对细胞轮廓结构的分析,提出了描述细胞轮廓特征的稀疏轮廓点模型。该模型将细胞轮廓划分为强轮廓和弱轮廓2部分,并用一系列稀疏的轮廓点来近似表示细胞轮廓。在该模型的基础上,算法综合了彩色图像处理与灰度图像处理的方法,首先提取细胞与背景交界处的强轮廓作为基准轮廓。然后提出了一种环形动态轮廓搜索算法,沿着基准轮廓搜索位于重叠细胞区域的弱轮廓。经过轮廓搜索算法获得细胞的稀疏轮廓点组成初始轮廓,采用 GVF（gradient vector flow ） Snake 模型进行细胞的精确分割。通过对2个细胞图像数据集的图像样本进行的分割实验验证了算法对于分割单细胞图像、同种颜色重叠细胞图像和不同颜色重叠细胞图像的准确性。     

区域生长的轮对图像分割

轮对作为列车的重要组成部分,其踏面磨耗参数的在线检测对保障轨道交通安全具有重要意义。在基于光截图像测量技术的轮对外形尺寸动态检测中,能否获取完整的轮对轮廓图像至关重要。针对轮对图像特点,提出一种基于区域生长的轮对图像分割新算法。该算法根据不同情况下轮对图像特点,通过基点位置选取恰当的种子点,并确定合适的生长准则。经过区域生长,有效地提取轮对轮廓图像。通过大量图像验证,该算法分割结果图的交迭面积比大于80%,误分面积比小于0.02%。可以在多种情况下有效地提取轮对轮廓曲线,具有良好的抗噪能力。     

基于无人机的道路点云数据分割提取算法

针对机载LiDAR获得道路的数据信息精确度低问题,提出基于无人机的低空扫描三维点云数据,动态拟合提取分割道路信息的算法.首先使用主成分分析法获得道路点数据的法向量,之后将高程信息和法向量信息结合,利用聚类算法获得道路的高程和法向量的范围,提取道路点云数据;其次利用多项式拟合对道路数据进行数学建模;然后通过动态多项式拟合提取出所有路面数据和路面上的资产以及行人车辆数据;最后使用区域生长算法对路面上的资产以及行人车辆数据进行分割.实验表明算法对道路上的遮挡物有很强的抗干扰能力,可以将路面提取出来并将路面上的数据分割进行分割,将本文算法与区域生长算法进行对比,本文算法对路面数据更加敏感.     

基于区域增长与局部自适应C-V模型的脑血管分割

提出了一种针对TOF MRA(time-of-flight magnetic resonance angiography)磁共振图像的双重分割脑血管提取方法。首先结合高斯滤波,采用二维OTSU算法,结合MIP(maximum intensity projection)图像获得三维血管种子点,定义全局与局部信息相结合的区域增长规则,通过区域增长算法对血管进行粗分割;然后,采用 Catt 扩散模型对体数据场进行各向异性滤波,提出了局部自适应C-V模型,将初步分割结果作为自适应活动轮廓模型的初始轮廓线进行二次分割。实验结果表明,该算法不仅能够有效分割脑血管粗大分支,而且还能精确提取脑血管的细小结构。     

应用主动轮廓线生长模型的细胞核自动分割

提出了一种改进的主动轮廓线模型应用于细胞核的分割。在利用极限腐蚀检测到每个细胞核的种子点后，以种子点为中心点分别建兢一个基于极坐标描述的生长Snake模型，加入了一个基于区域相似度的生长能量，克服了传统模型须将初始轮廓置于真实边界附近的缺点；在应用贪心算法求解时，搜索空间由常规的8邻域减少为径向的两个相邻量化点，提高了计算效率。     

一种辅助轮廓线的断层医学图像三维重建算法

针对轮廓线重建过程中的轮廓分叉问题,提出了一种改进的多轮廓线三维重建算法,通过构造辅助轮廓线将多轮廓线的连接转换为单轮廓线的连接,改进了利用多轮廓线进行三维重建的不足,利用可接受表面实现特征点的三角化,并根据曲率的变化拟合重建过程中的不光滑表面,进而实现断层医学图像的三维重建。实验结果证明,运用本算法在保证重建物体正确的同时,缩短了体数据的构造时间,加快了整个表面的重建速度。     

Local adaptive segmentation algorithm for 3-D medical image based on robust feature statistics

Medical image segmentation is of pivotal importance in computer-aided clinical diagnosis. Many factors, including noises, bias field effect, local volume effect, as well as tissue movement may affect the med- ical image, thus causing blurring or uneven characteristics when forming a picture. Such quality defects will inevitably impair the gray-scale difference between adjacent tissues and lead to insufficient segmentation or even leakage during tissue or organ segmentation. In the present investigation, a local adaptive segmentation algorithm for 3-D medical image based on robust feature statistics （LARFS） was proposed. By combining segmentation algorithm principles for traditional region growing （RG） and robust feature statistics （RFS）, the location and neighborhood image information of input seed point can be comprehensively analyzed by LARFS. Results show that, for different segmentation objects, under controlling the input parameter of growing factor within certain range, LARFS segmentation algorithm can adapt well to the regional geometric shape. And be- cause the robust feature statistics is applied in the contour evolution process, LARFS algorithm is not sensitive to noises and not easily influenced by image contrast and object topology. Hence, the leakage and excessive segmentation effects are ameliorated with a smooth edge, and the accuracy can be controlled within the effective error range.     

一种改进的薄壁文物碎片特征轮廓线提取技术

针对使用一般的边界提取方法提取三维网格模型特征轮廓线不完整问题,提出一 种新的薄壁文物碎片特征轮廓线提取的综合算法。区别了特征轮廓线和轮廓线的概念,引入主 轮廓线和次轮廓线以及二级邻接生长曲面的概念。主轮廓线的提取使用改进的基于边重数判断 的提取方法;提出次轮廓线的一种新的提取方法：首先对三维网格曲面分割并识别断裂面,然 后对断裂面的二级邻接生长曲面进行曲面扫描,提取次轮廓线;最后从主轮廓线和次轮廓线中 得到三维模型的特征轮廓线。使用该算法准确地提取了文物碎片的特征轮廓线,实验结果表明 此方法稳定且准确。     

非规则三维碎片部分匹配算法研究

针对三维碎片拼合中的碎片匹配问题,在提取碎片轮廓线的基础上,提出了一种快速的碎片匹配算法。该算法首先对轮廓特征点按其邻域曲面片的形状进行分类;其次根据特征点类型标志、曲率及特征段Hausdorff距离对不同轮廓线上的特征段进行相似性度量;最后利用法矢对相似度较高的轮廓段进行可匹配性验证。该算法较适合于用散乱点云表示的三维碎片模型。     

医学断层图像三维重建的辅助轮廓线法

在原有的轮廓线基础上生成与之相似的辅助轮廓线．然后把各轮廓线三角化形成一层层的三角面片,最后按一定的规则把各层三角面片从外到内直接连接形成四面体,从而完成三维重构．文中算法尤其适合基于断层轮廓线的医学图象三维重构,与已有的三维重构法（如MC．MT,Delaunay四面体化）相比,具有算法简单、思路自然、易于实现的特点．     

基于子区域相似度的医学图像分割算法

将传统的区域生长算法思想融入到一种轮廓线逼近方法中。通过定义子区域的相似度准则,利用围绕像素的子区域的统计相似性,作为一个初始多边形轮廓演化的驱动因子,从粗到细,实现了对目标区域的逼近分割。实验表明,所提算法具有较好的抗噪性和较高的分割效率,可以有效分割出医学图像中的目标区域。     

A surface-scanning algorithm for displaying generalized cylinders

Generalized cylinders are objects defined by sweeping an arbitrary 2D closed contour along an arbitrary 3D trajectory while simultaneously scaling the contour in two perpendicular directions. A display algorithm for generalized cylinders is presented that is based on generating successive points on contours positioned at successive points on the trajectory. This surface-scanning algorithm requires that the contours as well as the points on a contour are taken close enough to guarantee that no gaps occur in the projected surface of the generalized cylinder. On the other hand, for the sake of efficiency, care has to be taken to restrict the number of super-fluous points. The paper describes solutions for these problems and shows that a surface-scanning algorithm is an elegant and efficient display algorithm for parametrically defined generalized cylinders.