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《變形模型及其在醫(yī)學圖像分割中的應用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、k1Q㈣mJ⑧天津大鏨中國近代第一所大學博士學位論文一級學科：控制科學與工程學科專業(yè)：撿測植術與自動化磐詈作者姓名：張宏偉指導教師：劉正光教授天津大學研究生院2006年1月中文摘要變形模型憑借其獨特的優(yōu)勢，在圖像分割領域受到了越來越廣泛地研究和應用。本文對變形模型在醫(yī)學圖像分割中的應用做了系統(tǒng)研究并加以改善，主要在以下幾個方面作了拓展和創(chuàng)新性工作：提出了基于提升B樣條小波的GVF(梯度矢量流)模型：雖然GVF變形模型解決了傳統(tǒng)參數變形模型的兩個關鍵性問題，但它對初始輪廓位置有一定要求，計算量也很大。小波
2、分解具有多分辨率特性，并且小波變換的模極大值與信號的突變有對應關系。二次B樣條小波在邊緣提取中是最優(yōu)的，提升方法已成為構造第二代小波的關鍵技術，所以設計了基于提升B樣條小波的GVF模型。此模型利用YOVF模型分割復雜幾何結構的優(yōu)勢，同時利用小波分解的特性降低了GVF模型對初始位置的敏感度；另外，由于應用提升方法，小波變換問題簡化，計算速度快。應用改進的各向異性擴散濾波方法提高基于水平集的幾何變形模型的抗噪性：基于水平集的幾何變形模型可以容易地處理拓撲的變化和復雜的幾何形體，但仍受噪聲的影響，容易得出錯誤
3、的結果。傳統(tǒng)的高斯濾波在平滑去噪的同時也會模糊圖像的重要信息。各向異性擴散濾波不僅能很好地保持目標的邊界而且對邊界具有增強的作用。本文應用對稱指數濾波器對各向異性擴散濾波進行改進，并引入自適應估計圖直法，并進一步提出基于改進的各向異性擴散濾波的幾何變形模型，應用其對醫(yī)學圖像進行分割，可以很好地提高基于水平集的幾何變形模型抗噪性。提出遞進的基于窄帶的多分區(qū)c．v方法：Mumford-Shah模型可解決基于水平集的幾何變形模型的“泄漏”問題。Chart和Vese提出一種簡化的基于水平集的Mumford-Sh
4、ah分割模型，進一步又提出了應用多個水平集函數的多分區(qū)方法，可處理復雜的幾何結構，但它計算量大、初始化困難，本文針對上述問題提出遞進的多分區(qū)C．V方法，此遞進方法分為多個階段，每一階段只需一個水平集函數；并且，下一級分割步驟是在上一級分割步驟完成之后進行的；在每一級分割過程中，應用了窄帶區(qū)域，只是處理窄帶中的點，計算量大大減少。此算法對復雜幾何結構的處理能力加強，相比多分區(qū)C-V方法計算速度加快。關鍵詞：變形模型B樣條GVF模型水平集方法各向異性擴散Mumford．Shah模型ABSTRACTDefor
5、mablemodelisplayingamoreandmoreimportantroleinimagesegmentationowingtoitsuniqueadvantages．Thispaperaimstodoson-leresearchonmedicalimagesegmentation麗mdeformablemodel．GVF(GradientVectorFlow)modelhasresolvedtwokeyproblemsofthetraditionaldeformablemodel．Howe
6、ver,itstillrequiresboththeinitialcontourbeingclosetothetargetandalargeamountofcomputation．WavelettransformCananalyzesignalsinmulti—scaleandthelocalmaximaofwavelettransformrepresenttheedgeoftheimage．ThequadraticB·splinewaveletperformssuperiorthantheotherm
7、ethodsinedgedetection，andtheliftingschemehasbeenthekeyfordesigningthesecond-generationwavelet．SOthemulti-scaleGVFmodelbasedontheB-splineliftingwaveletisproposedheretosolvetheproblemofGVFmodel．ThismodelcarlsegmentcomplexstructuresbytakingtheadvantagesofGV
8、FmodelanditreducesthesensitivityofGVFmodel．TheliftingschemeCanalsosimplifythecomputationatthesametime．Althoughthegeometricdeformablemodelbasedonlevelsetmethodhasadistinguishedpropertyofdealingwithtopologychange，itstillaptt
