基于可形变模型的心脏MRI分割

摘要

多年来,对心脏核磁共振图像(MRI)的分析研究一直是医学图像领域的一个重要课题.基于可形变模型的分割技术已成为医学图像分割的重要工具.可形变模型分为参数活动轮廓模型和几何活动轮廓模型两类,本文对这两种模型的理论基础进行了分析,并对可形变模型在心脏核磁共振图像分割中的应用进行了研究.为了弥补传统的参数活动轮廓模型分割图像的不足,本文提出一种基于蚁群算法的Snake模型:首先利用图像灰度的统计特征确定初始Snake曲线;然后在传统的Snake能量函数中引入一向心力项,使其能准确定位凹形物体的轮廓;最后用蚁群算法优化Snake曲线的演化结果,避免陷入局部最优.取得了较好的分割效果.为得到更理想结果,构造出一种基于区域信息约束力的参数活动轮廓模型,在新的约束力的作用下,模型可以降低噪音的影响并防止曲线从弱边界泄漏,并且结合几何模型的优点,将参数模型几何化,使新模型具有拓扑可变的能力,又保持了Snake的高效性.实验表明,该模型分割得到的心脏MRI更具准确性、鲁棒性.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2心脏MR成像技术

1.3图像分割

1.4可形变模型的发展历史及现状

1.5本文的研究工作及内容安捧

第二章参数活动轮廓模型分析

2.1引言

2.2参数活动轮廓模型

2.2.1传统Snake模型

2.2.2模型的动力学解释

2.2.3模型的数值解法

2.2.4图像分割实验与分析

2.2.5模型的评价

2.3气球Snake模型

2.3.1模型简介

2.3.2分割实验与分析

2.4基于蚁群算法的Snake模型

2.4.1 Snake曲线初始化

2.4.2 Snake的演化

2.4.3蚁群算法

2.4.4蚁群算法在Snake模型中的应用

2.4.5实验结果与分析

2.5本章小结

第三章几何活动轮廓模型

3.1引言

3.2曲线演化理论

3.3水平集方法

3.4几何活动轮廓模型的表示形式

3.5本章小结

第四章基于ROI信息的活动轮廓模型与心脏MRI分割

4.1引言

4.2融入区域信息的Snake模型

4.3 ROI信息的提取与利用

4.3.1区域信息提取

4.3.2区域约束力的构造

4.4参数模型几何化

4.5实验结果与分析

4.6本章小结

第五章总结与展望

参考文献

致 谢