本文選題：醫(yī)學圖像分割 + 水平集��； 參考：《揚州大學》2017年碩士論文

【摘要】：圖像分割是我們圖像處理的關(guān)鍵,是圖像處理技術(shù)中的底層技術(shù),經(jīng)過這幾十年的發(fā)展,在實際生活工作中,圖像分割已經(jīng)得到了廣泛的應用。隨著醫(yī)學影像學的發(fā)展,醫(yī)學圖像分割也成為了圖像分割研究的熱點和難點。由于醫(yī)學圖像具有復雜多樣性,容易受各種外在和內(nèi)在因素的干擾產(chǎn)生,分割圖會出現(xiàn)噪聲、灰度不均、弱邊緣、多目標等等,經(jīng)常需要采用多種方法綜合起來對圖像進行分割,才能將圖像的所有信息充分分割出來。水平集方法(LSM)憑借其算法獨特的優(yōu)勢,近年來已成為圖像分割領(lǐng)域關(guān)注的焦點,并得到了快速的發(fā)展和應用。但是,水平集分割方法對處理復雜情況下的圖像也會存在一些問題,比如計算量大、魯棒性、穩(wěn)定性等,因此開展水平集方法的醫(yī)學圖像分割研究具有很高的應用價值和重要的現(xiàn)實意義。在借鑒諸多文獻的基礎(chǔ)上,本文進行了基于改進型水平集的醫(yī)學圖像分割研究,并提出了幾種改進方法:基于抑制式聚類算法的改進型雙水平集圖像分割算法、基于偏移場和改進型水平集的圖像分割算法等,編寫設計了智能圖像處理系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點包括:1、闡述了醫(yī)學圖像分割技術(shù)研究的背景和意義,給出了醫(yī)學圖像分割技術(shù)的數(shù)學描述,介紹了醫(yī)學圖像分割技術(shù)研究的現(xiàn)狀,同時也討論了醫(yī)學圖像分割技術(shù)的發(fā)展和難點。文中用數(shù)學方式描述了水平集的基本模型和常見模型。2、醫(yī)學圖像中經(jīng)常出現(xiàn)噪聲、多目標現(xiàn)象,為了能夠同時分割多相圖像,并對圖像噪聲干擾具有抑制能力,本文提出基于聚類算法的改進型雙水平集模型,首先通過抑制式模糊聚類算法(SRFCM)“抑制式競爭”思想提高算法的收斂速度,然后采用增加能量懲罰項的方式改進雙水平集醫(yī)學圖像分割模型(DCV)分割多目標。3、針對醫(yī)學圖像灰度不均,存在偏移場的問題,本文提出基于區(qū)域的偏移場耦合模型,通過添加區(qū)域信息的方式,將全局分割方法和Split-Bregman方法結(jié)合起來。采用N個水平集劃分2N個區(qū)域變分多相水平集方法,在函數(shù)中增加能量懲罰項使水平集避免重新初始化,降低分割算法的計算和時間復雜度。4、編寫設計了圖像處理智能分割系統(tǒng)V1.0、醫(yī)學圖像處理分割系統(tǒng)V1.0,采用用戶引導式、指示型流程,開源性設計方案,程序員可以在MATLAB軟件環(huán)境Editor中進行算法編譯和函數(shù)回調(diào),根據(jù)實際使用的情況和用戶的反饋,進一步改良分割算法和完善用戶界面(GUI)。
[Abstract]:Image segmentation is the key of image processing and the bottom technology of image processing. After decades of development, image segmentation has been widely used in real life. With the development of medical imaging, medical image segmentation has become the focus and difficulty of image segmentation. Because of the complexity and diversity of medical image, it is easy to be interfered by various external and internal factors, and the segmentation image will appear noise, uneven grayscale, weak edge, multi-target and so on. In order to segment all the information of an image, it is often necessary to use a variety of methods to segment the image. Level set method (LSM) has become the focus in the field of image segmentation due to its unique advantages in recent years, and has been rapidly developed and applied. However, the level set segmentation method also has some problems in processing images in complex situations, such as large computational complexity, robustness, stability, and so on. Therefore, the research of medical image segmentation based on level set method has high application value and important practical significance. On the basis of many references, this paper studies the medical image segmentation based on the improved level set, and puts forward several improved methods: the improved two-level set image segmentation algorithm based on the suppression clustering algorithm. An intelligent image processing system is designed based on offset field and improved level set image segmentation algorithm. The main research contents and innovations include: 1, the background and significance of medical image segmentation technology are expounded, the mathematical description of medical image segmentation technology is given, and the present situation of medical image segmentation technology is introduced. At the same time, the development and difficulties of medical image segmentation technology are also discussed. In this paper, the basic model and common model. 2 of the level set are described mathematically. In order to segment the polyphase image simultaneously and suppress the noise interference, there is often noise and multi-target phenomenon in the medical image. In this paper, an improved bi-level set model based on clustering algorithm is proposed. Firstly, the convergence speed of the algorithm is improved by the idea of "suppressive competition" of the suppressed fuzzy clustering algorithm (SRFCM). Secondly, the bi-level set medical image segmentation model (DCV) is improved by adding energy penalty term. Aiming at the problem of uneven grayscale and migration field of medical image, a area-based migration field coupling model is proposed in this paper. The global segmentation method and the Split-Bregman method are combined by adding the region information. By using the method of dividing N level sets into 2N regions, the energy penalty term is added to the function to avoid the reinitialization of the level set. Reduce the computation and time complexity of segmentation algorithm. 4. Design the image processing intelligent segmentation system V1.0, medical image processing segmentation system V1.0, using user-led, indicative flow, open source design scheme, The programmer can compile algorithm and callback function in MATLAB software environment Editor, according to the actual use and user feedback, further improve the segmentation algorithm and improve the user interface.
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

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本文編號：1820660