基于背景估計的三維腦顯微圖像信號強度校正方法研究
發(fā)布時間:2022-04-19 18:27
在神經(jīng)科學(xué)研究中,從單神經(jīng)元水平對神經(jīng)環(huán)路結(jié)構(gòu)的研究有助于理解大腦的運行機制和工作原理。借助顯微光學(xué)切片斷層成像系統(tǒng)可以獲取大腦中的神經(jīng)纖維等精細(xì)結(jié)構(gòu)圖像,通過這些圖像數(shù)據(jù),人們可以在單神經(jīng)元分辨率水平上研究神經(jīng)環(huán)路。然而,由于成像時的光照不均、切片過程不穩(wěn)定等因素的影響,采集的原始圖像往往存在信號強度不均的問題,主要表現(xiàn)為背景亮度不均勻以及無規(guī)律的切削偽影,這為后期的圖像數(shù)據(jù)定量分析帶來了困難。針對上述不同因素導(dǎo)致的圖像信號強度不均的問題,本文提出了不同的校正方法。對于圖像背景亮度不均的問題,采用一種改進的回顧法,首先對不均勻背景建立模型,之后利用優(yōu)化算法估計最優(yōu)的模型參數(shù),最后采用該參數(shù)對圖像進行校正。對于圖像中無規(guī)律的切削偽影,由于其分布沒有規(guī)律,不能建立背景模型,本文提出基于灰階形態(tài)學(xué)的處理方法,通過形態(tài)學(xué)開閉操作組合提取不均勻的背景,最后對原圖和背景求差,得到校正后的結(jié)果。采用本文提出的校正方案,分別對全腦范圍的熒光標(biāo)記圖像和尼氏染色圖像進行校正,并采用多個定量指標(biāo)對處理前后的圖像質(zhì)量進行準(zhǔn)確、客觀的定量評估。校正結(jié)果表明改進回顧法可以校正圖像背景亮度不均,校正后的圖像中神經(jīng)...
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究內(nèi)容和目標(biāo)
2 圖像背景分析及基本研究思路
2.1 鼠腦圖像數(shù)據(jù)來源
2.2 圖像背景特征分析
2.3 背景亮度不均校正的研究思路
2.4 全腦圖像信號強度校正的研究框架
2.5 本章小結(jié)
3 背景亮度不均的灰度校正
3.1 綠色熒光圖像背景亮度不均的校正
3.2 紅色熒光圖像背景亮度不均的校正
3.3 實驗結(jié)果和分析
3.4 本章小結(jié)
4 切削偽影的灰度校正
4.1 條帶圖像內(nèi)亮度不均的灰度校正
4.2 冠狀面切削偽影的灰度校正
4.3 實驗結(jié)果和分析
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)和展望
5.1 工作總結(jié)
5.2 工作的創(chuàng)新點
5.3 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]腦空間信息學(xué)——連接腦科學(xué)與類腦人工智能的橋梁[J]. 駱清銘. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2017(10)
[2]腦科學(xué)與類腦研究概述[J]. 蒲慕明,徐波,譚鐵牛. 中國科學(xué)院院刊. 2016(07)
[3]大腦皮層內(nèi)活動依賴的神經(jīng)環(huán)路結(jié)構(gòu)可塑性研究進展[J]. 饒小平,許智祥,徐富強. 動物學(xué)研究. 2012(05)
[4]無邊界效應(yīng)D小波軟閾值法去除肉品圖像斑點噪聲[J]. 賈淵,彭增起,劉涌,蔣勇. 微計算機信息. 2011(07)
[5]抑郁癥患者邊緣系統(tǒng)-皮層-紋狀體-蒼白球-丘腦神經(jīng)環(huán)路相關(guān)結(jié)構(gòu)的磁共振成像研究[J]. 賴麗莎,陳少瓊,張建生,鄧星河,康莊,單鴻. 中華臨床醫(yī)師雜志(電子版). 2010(06)
[6]圖像平場校正方法的擴展應(yīng)用研究[J]. 江孝國,張開志,李成剛,王遠(yuǎn). 光子學(xué)報. 2007(09)
[7]光學(xué)遙感影像的自動勻光處理及應(yīng)用[J]. 李德仁,王密,潘俊. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2006(09)
[8]數(shù)字視頻圖像質(zhì)量客觀測量方法的改進與實現(xiàn)[J]. 黃文輝,陳仁雷,張家謀. 北京郵電大學(xué)學(xué)報. 2005(04)
[9]基于改進的小波軟閾值法的SAR圖像去噪[J]. 張微,孫蓉樺,章孝燦. 遙感信息. 2004(04)
[10]光纖錐耦合CCD相機圖像的平場校正方法[J]. 江孝國,祁雙喜,王婉麗,王偉. 強激光與粒子束. 2004(11)
碩士論文
[1]小鼠初級運動皮層錐體神經(jīng)元形態(tài)及投射路徑的初步分析[D]. 賈雪艷.華中科技大學(xué) 2017
[2]TDI-fMOST系統(tǒng)的圖像預(yù)處理方法研究[D]. 賈瑤.華中科技大學(xué) 2017
[3]靈巧衛(wèi)星遙感圖像拼接算法研究[D]. 齊冰潔.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所 2016
[4]顯微光學(xué)切片斷層圖像預(yù)處理方法研究[D]. 丁文祥.華中科技大學(xué) 2013
本文編號:3646408
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究內(nèi)容和目標(biāo)
2 圖像背景分析及基本研究思路
2.1 鼠腦圖像數(shù)據(jù)來源
2.2 圖像背景特征分析
2.3 背景亮度不均校正的研究思路
2.4 全腦圖像信號強度校正的研究框架
2.5 本章小結(jié)
3 背景亮度不均的灰度校正
3.1 綠色熒光圖像背景亮度不均的校正
3.2 紅色熒光圖像背景亮度不均的校正
3.3 實驗結(jié)果和分析
3.4 本章小結(jié)
4 切削偽影的灰度校正
4.1 條帶圖像內(nèi)亮度不均的灰度校正
4.2 冠狀面切削偽影的灰度校正
4.3 實驗結(jié)果和分析
4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)和展望
5.1 工作總結(jié)
5.2 工作的創(chuàng)新點
5.3 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]腦空間信息學(xué)——連接腦科學(xué)與類腦人工智能的橋梁[J]. 駱清銘. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2017(10)
[2]腦科學(xué)與類腦研究概述[J]. 蒲慕明,徐波,譚鐵牛. 中國科學(xué)院院刊. 2016(07)
[3]大腦皮層內(nèi)活動依賴的神經(jīng)環(huán)路結(jié)構(gòu)可塑性研究進展[J]. 饒小平,許智祥,徐富強. 動物學(xué)研究. 2012(05)
[4]無邊界效應(yīng)D小波軟閾值法去除肉品圖像斑點噪聲[J]. 賈淵,彭增起,劉涌,蔣勇. 微計算機信息. 2011(07)
[5]抑郁癥患者邊緣系統(tǒng)-皮層-紋狀體-蒼白球-丘腦神經(jīng)環(huán)路相關(guān)結(jié)構(gòu)的磁共振成像研究[J]. 賴麗莎,陳少瓊,張建生,鄧星河,康莊,單鴻. 中華臨床醫(yī)師雜志(電子版). 2010(06)
[6]圖像平場校正方法的擴展應(yīng)用研究[J]. 江孝國,張開志,李成剛,王遠(yuǎn). 光子學(xué)報. 2007(09)
[7]光學(xué)遙感影像的自動勻光處理及應(yīng)用[J]. 李德仁,王密,潘俊. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2006(09)
[8]數(shù)字視頻圖像質(zhì)量客觀測量方法的改進與實現(xiàn)[J]. 黃文輝,陳仁雷,張家謀. 北京郵電大學(xué)學(xué)報. 2005(04)
[9]基于改進的小波軟閾值法的SAR圖像去噪[J]. 張微,孫蓉樺,章孝燦. 遙感信息. 2004(04)
[10]光纖錐耦合CCD相機圖像的平場校正方法[J]. 江孝國,祁雙喜,王婉麗,王偉. 強激光與粒子束. 2004(11)
碩士論文
[1]小鼠初級運動皮層錐體神經(jīng)元形態(tài)及投射路徑的初步分析[D]. 賈雪艷.華中科技大學(xué) 2017
[2]TDI-fMOST系統(tǒng)的圖像預(yù)處理方法研究[D]. 賈瑤.華中科技大學(xué) 2017
[3]靈巧衛(wèi)星遙感圖像拼接算法研究[D]. 齊冰潔.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所 2016
[4]顯微光學(xué)切片斷層圖像預(yù)處理方法研究[D]. 丁文祥.華中科技大學(xué) 2013
本文編號:3646408
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