基于交互式图割算法的结肠组织提取

针对腹部CT医学图像中结肠组织自身局部特征的问题,研究了一种基于交互式Graph Cuts结肠组织的分割方法。首先人工标定一部分体素标记为＂目标＂和＂背景＂种子点。然后将图像映射成网络图,通过相邻像素间的灰度特征分配边的权重值,采用26邻域系统实现三维图像的分割。最后使用最大流/最小割方法最小化能量函数,得到结肠区域。实验结果表明,交互式的图割算法能够准确地从三维腹部CT医学图像中提取出结肠组织,体现了结肠数据的局部特征。算法能自动将所有腹部CT切片的结肠组织分割出来,实验获得的结果有利于结肠病变的发现和精确定位。     

基于点云的膝关节胫骨三维CT与MRI图像配准

同时利用CT和MRI图像对膝关节及胫骨疾病进行诊断和治疗,是目前临床上的常规方法。精确配准膝关节胫骨部分三维CT和MRI图像可以更有效地利用这两种图像中的组织信息。目前,基于图像特征或者图像灰度值的方法可以实现图像间的配准,但是都存在一些配准精度低或者时间复杂度高的缺陷。针对膝关节胫骨组织的刚性特征,采用一种基于骨组织表面重建的点云配准方法。首先对数据集进行骨表面重建,通过重建后的结果提取点云数据,对点云数据进行下采样并利用重心进行初始变换,最后利用ICP算法对点云数据进行配准。对该方法进行配准结果分析及配准精度实验,表明这种方法简单可靠并且配准精度较高。     

基于VTK的医学图像三维可视化的研究与实现

根据当前PACS系统的需要,利用VTK—基于面向对象方法设计,功能强大的可视化类库,实现医学影像数据三维可视化系统。本文介绍了面绘制和体绘制两种常用的方法。基于VTK的体绘制重建速度快,效果逼真。     

表情数据驱动三维人脸模型方法

提出了一种利用面部表情数据驱动三维人脸模型中骨骼特征点运动的方法.首先,利用面部表情捕捉设备对面部特征点进行采集,并使用XML格式对面部表情捕捉数据进行描述;然后将采集到的面部特征点与人脸模型中骨骼特征点进行映射配对;最后,使用面向对象图形渲染引擎演示面部表情,从而实现使用面部表情数据驱动三维人脸模型.方法验证实验的过程和结果表明了提出方法的有效性.     

基于超声反射和阴影特性的CT影像超声仿真算法研究

目前的手术导航系统通常利用术前CT图像数据,不具备实时性。而超声成像凭借它的实时性和对病人较小伤害被应用到手术导航中来。超声图像在手术导航系统中的应用,需要解决的重要问题是将需要的超声图像准确的融合到CT图像中去。这就要求超声图像的准确配准。而超声图像与CT图像的配准是一个技术难题。为了解决这个问题,一个可靠的方法就是利用CT图像的信息进行超声图像的仿真。根据超声图像的成像原理,改进了Wein等提出的超声仿真方法,减少计算量,增加了计算的可靠性并且加入了新的超声特性。通过该方法得到的仿真超声图像用来解决超声图像与CT图像的配准问题。     

基于改进的U-Net肺结节分割方法研究

由于肺部CT图像的特征信息复杂程度高,经典U型卷积网络对肺结节分割存在准确率较低和误分割等问题.针对这一问题,提出一种改进的U型卷积网络模型.该模型将U-Net网络和DenseNet网络融合,将解码器浅层特征连接至深层特征来增强特征的复用性.通过U-Net网络与卷积条件随机场(ConvCRF)的端到端结合训练来增强边缘特征,解决了边界模糊的问题.提出一种改进的focal loss损失函数,该函数提高了结节所占的权重,解决了正负样本不平衡的问题.在LUNA16数据集中作对比实验验证了模型的性能,分割精准度达到0.9374,敏感度为0.941,该结果证明了改进模型在肺结节分割中更优.     

基于边缘检测终止条件的区域生长算法

提出了一种边缘检测和区域生长分割算法相结合的病灶区域提取的新方法.通过最大最小曲线流保留边缘算法对图像进行平滑去噪,利用区域生长算法对图像进行分割.采用Canny算子做为分割的终止条件.实验证明,该方法能够精确的提取出病灶区域.     

结合金字塔技术的暗原色先验快速去雾方法

针对在雾霾天气下无人机航拍的视频图像对比度和色彩保真度差等问题,传统的暗原色先验方法虽然有较明显的去雾效果,但算法复杂度高、耗时长、无法满足实时性需求。本文提出一种基于金字塔技术的快速去雾方法,首先利用高斯金字塔将原始有雾视频图像降采样,然后将降采样后的图像通过暗原色先验的方法去雾处理,最后再采用拉普拉斯金字塔将结果图升采样为无雾视频图像。通过实验结果表明,本文方法在保证去雾效果的同时,提升了场景复原的速度。针对航拍视频场景,能较好地满足实时性要求。     

一种改进的虚拟手术中人体软组织形变方法

虚拟手术是将计算机虚拟现实技术应用于现代医学,利用医学图像数据,重构出虚拟人体软组织模型,利用触觉交互设备,在视觉和触觉上为使用者提供手术场景的模拟和仿真。其中,软组织形变的仿真和建模是虚拟手术系统核心的研究内容之一。针对虚拟手术中软组织形变仿真,提出了一种改进的弹簧—质点模型。在正四边形网格拓扑结构表面模型中,增加了结构弹簧、剪切弹簧和弯曲弹簧,使表面模型具有体模型的特征。该模型继承了传统弹簧—质点模型的建模快、原理简单、仿真速度快等优点,同时还具有控制形变区域的能力,从而提高了仿真模型的精确度,满足交互系统的真实性和稳定性需求。实验表明该方法有效增强了形变仿真的体积特征,适合于软组织形变较大时的实时仿真,满足了虚拟手术系统实时性的要求。