医学图像三维分割技术

针对人体组织器官的三维图像分割是医学图像分析和医疗诊断的重要前提,是医学图像三维可视化的重要研究内容。随着医学成像技术和三维可视化技术的飞速发展,计算机辅助诊断成为现实。计算机技术的发展使得医生和研究者可以通过虚拟交互更好地理解人体的解剖结构,对病人作出正确的诊断。在对人体组织器官和感兴趣区域的分割中,三维分割发挥着十分重要的作用。为此,针对目前不同的三维分割算法进行了总体介绍,并将这些算法分为基于结构的分割技术、基于统计学的分割技术和混合技术三大类。     

基于医学体数据场的大脑皮层重构

研究如何基于一组连续脑部医学切片重构大脑皮层,介绍体数据场和大脑皮层三维重构系统流程。针对插值后的脑部图像提出一种有效的脑灰质分割算法,通过图像预处理和阈值分割方法获取脑灰质图像。针对分割后的体数据,采用改进的Marching Cubes方法重构大脑皮层三维模型,避免提取脑灰质轮廓线。实验结果验证了该算法的可行性和实用性。     

医学图像分割技术仿真研究

研究医学图像优化分割问题,医学诊断图像要求位置精确,并应精确标注.针对放射治疗以及外科手术过程中对人体器官组织医学图像分割的极大依赖,传统的医学图像分割算法难以分割出清晰有用的图像区域,为了提高分割精度,提出了一种精确的半自动医学图像分割算法,用于提高图像分割的清晰度.首先,通过用户的简单初始输入,确定目标器官和非目标器官的初始定位.然后,根据用户提供的初始定位的统计特性,利用条件随机场模型(CRF)和Graph Cut算法在图像中精确定位器官并进行分割.根据统计特性的分割结果可以在相关医学图像中重复使用以提高分割效率.试验表明,利用CRF和Graph Cut能有效的提高医学图像分割准确度,获得满意的医学图像分割结果.     

基于密度聚类的医学图像分割DCMIS*

为了克服聚类算法对灰度不均匀和有噪声的医学图像分割存在鲁棒性较差等缺点,提出一种基于核密度估计的密度聚类方法分割医学图像.在分析DENCLUE密度聚类算法的思想及爬山策略存在的三个问题的基础上,改进了此密度聚类的爬山策略,并设计了适合于人体组织器官图像分割的DCMIS(Density Clustering based Medical Image Segmentation)算法.该算法先用核密度估计数学模型描述医学图像,然后用改进的爬山算法识别聚类,最后根据聚类分割医学图像.该算法有容忍大量噪声数据等特性.实验结果中的欠分割率、过分割率和错误分割率表明DCMIS比DENCLUE和FCM算法有更好的性能和较好的医学图像分割效能.     

基于图像分割的三维重构

三维重构方法是医学图像可视化系统、治疗计划系统的重要技术。基于图像分割的三维重构方法结合了图像分割、等值面抽取、网格简化三种技术,是不同于传统Marching Cubes算法的一种三维重构方法。它首先将医学图像分割为二值图,然后利用Marching Cubes方法进行等值面抽取,最后对得到的网格模型进行简化。实验结果表明,基于图像分割的三维重构方法加快了Marching Cubes的运算速度,改善了重构的效果,有利于实现对基于三维重构的大型几何模型的实时绘制和交互。     

基于阈值和snake模型的三维医学图像自动分割

提出了一种利用snake模型和基于连通性阈值算法进行三维医学图像的自动分割方法.根据三维医学图像的特点, 首先选取该图像的中间层图像,利用基于连通性的阈值算法对其分割;其次利用邻层图像分割结果和snake模型来指导下一层的图像分割.实验结果表明,该方法可以明显提高分割的准确率和速度.     

医学图像分割中的模糊聚类算法及其新进展

图像分割是医学图像处理中的重要环节,是医学图像分析、理解、描述和三维重构等的前提。而由于医学图像本身的模糊性,造成不同个体组织之间难以找到清晰的边界,模糊理论为解决这个问题提供新途径,使得模糊聚类算法成为一种有效的图像分割方法。在此对模糊聚类算法特别是模糊C-均值算法及其新进展进行综述和讨论。     

基于阈值和snake模型的三维医学图像自动分割

提出了一种利用snake模型和基于连通性阈值算法进行三维医学图像的自动分割方法。根据三维医学图像的特点，首先选取该图像的中间层图像，利用基于连通性的阈值算法对其分割；其次利用邻层图像分割结果和snake模型来指导下一层的图像分割。实验结果表明，该方法可以明显提高分割的准确率和速度。     

利用ITK和VTK集成实现三维医学图像的分割

ITK是一个对图像进行分割配准处理的开源的、基于对象的软件系统.它提供几乎所有的主流医学图像分割算法,能够解决虚拟手术中三维图像分割问题.讨论了ITK中区域生长和Level set分割算法,对CT序列图像进行分割,最后通过VTK对分割数据进行三维重建.利用ITK和VTK的功能集成,对医学图像三维组织体分割,并实现分割结果的可视化.实验证明这种方法能够满足医生对局部病变区域观测的要求,实时性良好.     

基于改进活动轮廓模型的数字虚拟人图像分割算法

对组织器官的分割和提取是医学图像三维重建及可视化的基础工作。根据数字虚拟人图像的特点,提出了一种基于改进活动轮廓模型的数字虚拟人图像分割算法,推导出了基于改进活动轮廓模型方程的解析表达式,并采用梯度向量流场对该算法进行了改进。该算法克服了传统活动轮廓模型不能处理深度凹陷区域的问题。实验结果表明,该算法具有对“U”形区域计算精确、抗干扰性强、可得到很好的分割结果。     

面向野外火灾监测的图像拼接技术研究

传统的火灾检测系统主要依靠传感器实现,由于设备长时间接触灰尘等其他因素,有很大的可能发生失灵或故障。基于上述的缺陷,将图像拼接系统应用在野外防火检测系统上将会产生更好的效果。通过摄像头采集的图像信息往往具有一定的视差,拼接后得到的全景图像易产生重影等现象。在进行多幅图像拼接时,拼接后的全景图像不能呈现出规则的矩形形状。针对上述问题,采用一种图像变形的方法来实现精确对齐,并利用Seam Carving算法将不规则的全景图像矩形化输出为规则的全景图像,最后将规则全景图像与原场景图像进行背景对比,从而达到火灾检测的目的。     

一种基于类推思想的图像分割方法

论文结合图像类推思想提出了一种图像分割的新思路。图像类推技术是一种基于学习的思想。论文利用图像自身的特性构造训练集合的源图像对,并学习他们之间的关系,达到图像分割的目的。实验证明基于类推思想的图像分割可以得到满意的分割效果。     

利用分块相似系数构造感知图像Hash

提出一种基于图像分块相似系数的感知稳健图像Hash.先对图像预处理,再进行重叠分块,在密钥控制下,利用高斯低通滤波器生成伪随机参考图像块,分别计算每个分块与参考图像块的相关系数得到图像特征序列.依此将相邻两个分块特征值合并以缩短Hash长度,同时对压缩后的特征序列进行重排,进一步提高图像Hash的安全性.最后对归一化特征值进行量化,并运用Huffman方法对其编码,进一步压缩Hash长度.理论分析和实验结果表明,该图像Hash方法对JPEG压缩、适度的噪声干扰、水印嵌入、图像缩放以及高斯低通滤波等常见图像处理有较好的鲁棒性,能有效区分不同图像,冲突概率低,可用于图像篡改检测.     

基于图像库的图像和视频安全传输方案

基于量化编码、分形编码、图像马赛克编码的发展和成熟，提出一种基于图像库编码的图像和视频安全传输方案，通过隐藏图像库、置乱图像库和加密编码码流实现不同的安全保密等级．同时，图像库由收发方事先保存，传输的数据量较少，容易实现高效快速传输．理论分析和实验结果表明，此方案具有较高的安全性．因此适用于安全性和实时性要求高的图像或视频传输中．     

中国图像工程：2003

该文是“中国图像工程”的年度文献综述系列之九。为了使国内广大从事图像工程研究和图像技术应用的科技人员能够较全面地了解国内图像工程研究和发展的现状,并能够方便地查询有关文献,现从国内15种有关图像工程重要中文期刊2003年出版的共108期上发表的2341篇学术研究和技术应用文献中,选取出577篇属于图像工程领域的文献,然后根据各文献的主要内容将其分别归入图像处理、图像分析、图像理解、技术应用和综述5个大类,再进一步分人21个专业小类。在此基础上进行了文献统计和分析。由统计分析结果可见,我国图像工程在2003年又有了许多新进展,除相关的文献数量继续增加,“传统的”图像分割和图像编码领域仍有许多新研究成果外,近年来的几个新的研究热点,如图像数字水印、人脸和器官检测、图像匹配融合、图像和视频检索等继续“升温”。特别值得指出的是,图像工程文献在上述15种期刊上2003年发表的文献中的比例达到一个新的水平,显示了图像工程研究在中国强劲的快速发展势头。     

A Novel Variational Image Model: Towards a Unified Approach to Image Editing

In this paper we propose a unified variational image editing model. It interprets image editing as a variational problem concerning the adaptive adjustments to the zero- and first-derivatives of the images which correspond to the color and gradient items. By varying the definition domain of each of the two items as well as applying diverse operators, the new model is capable of tackling a variety of image editing tasks. It achieves visually better seamless image cloning effects than existing approaches. It also induces a new and efficient solution to adjusting the color of an image interactively and locally. Other image editing tasks such as stylized processing, local illumination enhancement and image sharpening, can be accomplished within the unified variational framework. Experimental results verify the high flexibility and efficiency of the proposed model.     

基于双重压缩协议的医学图像压缩方法研究

针对医学图像数据量大、存储和传输对内存和带宽要求高的问题,提出一种基于双重压缩协议的医学图像压缩方法。首先,使用方形网络对图像进行缩小处理;然后,利用数字水印技术在缩小图像的每个像素中,嵌入该像素最佳放大方法的编码;最后,对水印图像利用JPEG-LS无损压缩,得到最终的压缩图像,并进行存储和传输。对磁共振（MR）图像和计算机断层（CT）图像两种医学图像进行实验,实验结果表明,与其他方法相比,所提方法具有明显的优势,在高压缩比的情况下,能够保留良好的图像质量。     

一种超分辨率图像重构算法研究

为了从低分辨率序列图像中重构出高分辨率的图像,该文在Robust超分辨率图像重构算法中引入了正则化因子,提出了一种新的超分辨率图像重构算法,它不仅消除了低分辨率图像中的奇变信息(bias),而且增强了抑制超分辨率图像重构噪声的能力。实验结果表明,该文提出的算法具有更好的效果(MSE值更小)。     

柱面全景图象的一种实现方式

介绍了一种全景图象的建模和实现方式 .考虑了图象旋转对拼接过程的影响 ,这有助于提高拼接质量 .在立方体表面拼接成功了柱面全景图象 .开发了能够浏览立方体表面的柱面全景图象的浏览器 .     

图像理解原理的数学评价

图像是一种客观存在的事物,它以不同的模式向人们传递信息.图像理解就是模式分析和理解,是一门研究用计算机系统分析和理解图像,实现类似人类视觉系统理解外部世界的学科.介绍了图像理解的基本概念、原理以及与相关学科的联系和区别,综合分析总结了目前在图像恢复、图像分割及特征提取中常见的多种算法的特点,并且对图像理解的应用发展进行了一定的展望.