基于相似度滤波算法的视网膜血管分割

在计算机辅助眼底图像视网膜血管分割中,基于匹配滤波算法的应用非常广泛.而传统匹配滤波器算法存在分割细小血管效果较差、噪声多以及视盘干扰等问题.本文提出一种相似度滤波算法的眼底图像视网膜血管分割方法.首先用多层阈值和水平集算法提取视盘干扰区域,利用高斯模糊去除视盘干扰区域.然后采用相似度滤波运算对去除视盘干扰的彩色眼底图像进行处理.最后,将余弦相似度图进行二值化后与余弦相似度加强图进行区域连通性判断,实现眼底图像视网膜血管分割.结果 表明,该算法能较好地分割细小血管以及去除视盘干扰,能更为准确地提取眼底图像视网膜血管.     

基于Markov随机场理论的眼底图视盘轮廓的提取研究

眼底视盘轮廓的准确提取对眼疾的诊断事关重要.尤其在各种眼疾对人普遍存在严重伤害的今天,对眼底视盘轮廓提取的研究尤为重要.随着信息技术的高速发展,当今使用计算机实现医学图像处理相当普遍.借助于计算机,利用马尔科夫随机场(MRF)理论模型结合K-均值算法、条件迭代算法和期望最大化算法等多种算法,实现了眼底图视盘的分割.然后通过使用最小周长多边形的多边形近似(MPP)实现眼底视盘轮廓的提取.实验结果表明,与传统的分割方法相比,该方法具有更高的分割效率和更好的去噪性.     

一种基于改进视觉注意模型和局部自相似性的目标自动检测算法研究

针对基于视觉注意模型的检测算法只能检测到图像中的感兴趣区域,无法准确地提供目标的轮廓和位置的不足,提出了一种基于改进视觉注意模型和图像局部自相似性的目标自动检测算法。通过增加运动速度和运动方向特征改进了经典的Itti视觉注意模型。利用改进的视觉注意模型提取感兴趣区域,提高了视觉注意模型的检测能力。再利用图像在边缘处具有良好的局部自相似性,实现了基于图像局部自相似性的目标检测算法。实验表明,算法能快速检测到图像中的目标感兴趣区域,并对其进行精确分割和定位。     

基于超像素显著性的无人机引导区域提取

为解决无人机视觉定位与导航中引导区域的提取问题, 提出了一种基于超像素显著性的引导区域提取方 法。 该方法首先利用 SLIC(Simple Linear Iterative Clustering)算法将地面图像划分为内部相似度较高的超像素区 域, 通过计算超像素的显著性值得到超像素显著性图, 再基于先验规则从超像素显著性图中提取合适的准引导 区域, 最后计算各区域的匹配概率, 从而得到高显著性和高匹配率的引导区域。 实验结果表明, 该引导区域提 取方法在测试集上的准确率和召回率分别为 89%与 87%, 基本满足无人机视觉定位与导航的要求。     

一种改进的分水岭分割算法

为了提取人脑CT图像中的脑部组织,提出了一种改进的分水岭算法,首先采用K-means聚类算法对图像进行初始分割,从而有效地抑制了由图片表面的灰度变化引起的过分割,使边缘定位更加准确;然后在聚类图像的梯度图上利用自动阈值法增强其对比度,进行分水岭分割。最后为了避免过分割现象,对分割后的图像进行了相似区域合并。实验表明该方法简单有效,能够得到符合人类视觉系统特性的分割结果。     

图像梯度与谱残差结合的显著性检测方法

针对图像显著性检测方法中存在的边界模糊、显著性目标不准确等问题,提出一种图像梯度与谱残差结合的显著性检测方法,图像梯度可以提取出图像的边缘和结构信息,而视觉显著性可以将梯度图中琐碎和复杂的背景过滤掉,两者结合可以快速地得到精细的显著性图,提出的算法简单、高效,实现了图像中显著性区域的准确定位与均匀突出,所得显著图可以更加方便地应用于后续的图像处理中.     

利用视觉显著性的前景目标分割

针对图像中的前景目标分割问题,提出一种视觉显著性引导的前景目标分割算法.对原始图像进行预处理后分解为互不重叠的超像素区域.将这些区域构成一个无向图,相邻两个区域间存在边,通过计算相邻区域间的特征差异得到边的权值.提取图像边缘的超像素区域作为背景区域,利用无向图计算各超像素区域相对于背景区域的视觉显著性,得到初始显著图.对初始显著图进行改进和优化,根据视觉显著性计算结果采用自适应阈值进行前景目标分割.在公开的图像数据集MASR-1000、ECSSD、Pascal-S和SOD上进行实验验证,并和目前流行的算法进行对比.结果表明,本研究算法在查准率、召回率、平均绝对误差及F-Measure等方面优于目前流行的几种算法,用于图像和视频的前景目标检测与分割是正确有效的.     

结合SLIC超像素和DBSCAN聚类的眼底图像硬性渗出检测方法

为自动检测出眼底图像中的硬性渗出,结合简单线性迭代聚类(SLIC)超像素分割算法和基于密度的聚类算法(DBSCAN),提出一种对眼底图像硬性渗出的检测方法.首先,采用SLIC超像素分割算法对彩色眼底图像进行过分割;然后,采用DBSCAN对上述分割得到的超像素进行聚类,形成簇;最后,分割出目标图像,并选用标准糖尿病视网膜病变数据库(DIARETDB0和DIARETDB1)的眼底图像验证上述组合算法的可行性.实验结果表明:算法能够快速、可靠地检测出眼底图像中的硬性渗出,具有可直接对彩色图像进行分割、特征提取的特点.     

基于图切割结合区域生长算法的超声图像分割

本文提出一种基于图切割结合区域生长算法的超声图像分割方法.文中采用对图像进行分块后进行图切割的方法,大大降低了算法的时间复杂度,在分割的过程中利用先验知识和图像边缘信息,对分割进行约束和指导,并与区域生长算法相结合从而实现了超声图像的快速自动分割.实验结果证明该方法分割效果良好,具有一定的应用和研究价值.     

基于显著图的遥感图像多分辨区域生长分割算法

针对传统区域生长算法对噪声敏感和初始种子过度依赖的问题,本文提出一种基于显著图的遥感图像多分辨区域生长分割方法.该方法利用亮度、颜色、方向三个特征金字塔生成显著图,通过视觉选择注意模型自动选择注意区域作为种子区域.从能分辨种子区域的最大尺度开始区域生长,直到0尺度,从而分割出对遥感图像中感兴趣的区域.实验结果表明该方法能有效地从遥感图像中分割出视觉注意的区域,且有较快的速度.     

眼压测量与眼底图像动态采集系统设计

 眼疾的诊断与治疗中发现,青光眼是高眼压及昼夜变化引起的视神经头变质,是导致失明的第二大主因。只有发现眼压异常升高并伴有视野缺损和眼底视盘改变时,才可诊断为青光眼。因此,眼压和眼底血管网络是诊断青光眼的两个重要参数。本文基于Goldmann压平眼压计原理,实现通过单次测量同时获取眼压值与眼底图像。以FPGA为核心,通过光学探头触压角膜完成眼压测量与眼底图像的动态采集。眼压测量通过Nios II嵌入式软核控制驱动光学探头触压角膜的压力,利用角膜压平至一定面积时对应的压力获取眼压值。眼底图像的动态采集系统包括照明系统和观察系统两部分。照明系统选择柯拉照明,而观察系统通过图像传感器采集角膜压平图像和眼底图像,并上传至主机进行显示和保存等。该系统可以便捷有效地实现眼压值的计算与图像的实时动态采集、USB上传、显示与存储,提供青光眼诊断的两个重要指标。     

融合金字塔切分注意力模块的视杯视盘分割

视杯和视盘的垂直直径比是青光眼在临床诊断中的重要指标,为了更加准确地测量杯盘比,针对视网膜眼底图像中的视盘和视杯分割精度的问题,提出了一个改进后的端到端的U型卷积神经网络框架,采用Resnet 34作为新的编码部分,并在每一个编码层的末端引入金字塔切分注意力PSA模块以提取更多的有效特征信息。同时使用1×1卷积代替3×3卷积来简化解码结构,并且使用一个3×3卷积与一个通过跳跃连接的1×1卷积结构取代跳跃连接。该网络模型在内部数据集上完成训练后,在DRISHTI-GS数据集进行测试,对视盘和视杯的分割结果在Dice和IOU上分别表现为97.61%和95.32%,92.91%和86.75%,证明了该模型具有良好的泛化性。     

采用双支路和Transformer的视杯视盘分割方法

视网膜血管复杂且背景与视杯视盘区域相似,是造成视杯视盘分割精度不高的原因。为了更加准确地分割视杯视盘,设计了一种具有双支路特征融合的分割网络。网络主支使用Transformer对特征进行提取,弥补了卷积运算在建立远程关系方面存在的不足。采用多个模块来融合浅层空间特征与高级语义特征：尺度感知-特征融合模块(SCA-FFM)用于从高层次特征中收集视盘和视杯的语义和位置信息;识别模块(IM)利用注意力机制减少低层次特征中存在的错误信息和噪声,增强空间细节特征的提取;使用图卷积域-特征融合模块(GCD-FFM)将高级语义特征和低级特征进行融合,使特征图同时具有全局和局部信息。对比实验表明,本文方法表现出更好的分割效果,且具备良好的泛化能力。     

Automated Detection of Optic Disc from Digital Retinal Fundus Images for Screening Systems of Diabetic Retinopathy

Optic disc(OD) detection is a main step while developing automated screening systems for diabetic retinopathy. We present a method to automatically locate and extract the OD in digital retinal fundus images. Based on the property that main blood vessels gather in OD, the method starts with Otsu thresholding segmentation to obtain candidate regions of OD. Consequently, the main blood vessels which are segmented in H channel of color fundus images in Hue saturation value(HSV) space. Finally, a weighted vessels' direction matched filter is proposed to roughly match the direction of the main blood vessels to get the OD center which is used to pick the true OD out from the candidate regions of OD. The proposed method was evaluated on a dataset containing 100 fundus images of both normal and diseased retinas and the accuracy reaches 98%. Furthermore, the average time cost in processing an image is 1.3 s. Results suggest that the approach is reliable, and can efficiently detect OD from fundus images.     

特征增强U形网络的图像语义分割

复杂场景语义分割任务是对场景图像逐像素进行分类并标记.图像中目标种类多,尺度多样的特点给分割任务增加了难度,提出了特征增强U形卷积神经网络(feature enhanced U shape networks,FEUNet)是一种改进的编码器加解码器的结构,编码阶段引入局部特征增强模块(local feature enhanced,LFE)提取局部感知特征来改善非显著目标的分割效果;考虑到神经网络深层和浅层之间特征表达的差异,在解码阶段利用全局池化方法(global pooling)设计全局特征增强模块(global feature enhanced,GFE),实现选择性地从深层特征图提取上下文信息作为对浅层特征图的指导,改善深层和浅层特征图的融合,保证同类像素预测的一致性.采用CamVid和Cityscapes数据集进行试验,模型mIOU测评值分别达到64.5％和73.2％,对比其他主流语义分割算法,该方法在分割性能和模型体积上具有一定竞争力.     

基于DenseASPP模型的超声图像分割

利用超声图像获取胎儿的各项生物指标,对诊断胎儿发育过程中的异常有重要作用.当前主要依靠医生对超声图像的手动测量来确定这些指标.然而,医师手动测量不仅具有主观性,而且在重复作业下效率低下.针对以上问题,提出一种基于DenseASPP模型的超声图像分割改进算法,以辅助医生完成对胎儿各项生物指标的测量.在DenseASPP模型中,首先利用普通卷积预先提取原始图像的特征得到预特征图,再以扩张卷积及金字塔池化结构为基础将前层所有扩张卷积的输出特征图与预特征图拼接在一起传输到下一层扩张卷积以获得更大感受野的多尺度特征图,最终将所有特征合并后通过Attention机制获得相关联的特征,再利用sigmoid函数获取分割结果.分别使用胎儿的头臀径,头围,腹围三个部位的超声图像作为数据集对本文提出的DenseASPP方法进行了评估.实验结果表明,DenseASPP方法优于其他当前常见的分割方法,取得了更好的性能.     

基于PCANet和SVM的病变眼底图像检测算法

针对眼底图像训练数据集少的问题,该文采用了无监督的主成分分析网络(principal components analysis networks,PCANet)和有监督的支持向量机(support vector mochine,SVM)相结合的算法,通过对彩色眼底图像视网膜渗出物特征的提取,检测出含渗出的糖尿病性视网膜病变眼底图像和正常眼底图像.在对眼底图像进行渗出物特征提取之前,为了减少对渗出物特征提取的干扰,首先对眼底图像进行图像预处理,包括去除冗余背景、通道分离、直方图均衡化、血管去除和视盘去除.无监督的PCANet不需要进行标签训练,与SVM结合,既节约了训练时间,又在训练数据集较小的情况下实现眼底图像的准确分类.实验结果表明:PCANet和SVM相结合的模型在准确性、灵敏度和特异值3个方面与相关方法比较都具有一定的提升.     

基于残差注意力和金字塔上采样的图像语义分割

针对图像语义分割中,存在细节信息丢失、分割类别边缘模糊而粗糙的问题,在编码解码结构的基础上,结合残差模块和注意力机制,设计一种残差注意力模块.通过注意力机制加强特征图通道之间的联系,以提升语义分割的细腻度.为提高模型对多尺度物体的识别能力,结合金字塔模型,设计一种金字塔上采样模块.利用编码过程中产生的不同尺度的特征图,...     

基于自组织特征映射的图像分割算法研究

提出了一种基于自组织特征映射的图像分割算法,实现了计算机对图像的初步理解,从而在某种程度上模拟了生物的初级视觉功能．通过分析研究Kohonen网络的自组织特征映射过程,构造了基于Kohonen网络的图像分割神经网络方法,应用自组织特征映射方法将原始图像分割为有序化的相关特征区域．最后结合图像分割的特点对算法进行了改进,结合有监督的学习算法,使得图像的分割最终在先验知识的指导下进行．实验结果表明将Kohonen网络应用于图像分割使得算法具有很强的自适应性,能够在很大程度上避免背景及噪声对分割的影响．