一种基于灰度修正的心肌瘢痕阈值分割方法

将心肌瘢痕从心脏磁共振延迟强化图像中分离出来并进行定性定量分析,对缺血性心脏病患者的早期诊断和准确预后评估具有十分重要的意义.针对心脏左心室内外膜边缘周围常见的噪声容易导致心肌瘢痕错分的问题,构建了一种基于灰度修正的心肌瘢痕阈值分割方法.方法依次采用像素标记、影响力计算和灰度更新三个步骤对心肌区域进行灰度修正,然后结合OSTU算法对心肌瘢痕进行阈值分割.实验结果表明,本文方法较以往的心肌瘢痕分割算法更接近有经验医生的人工分割结果,有效避免了左心室内外膜边缘噪声可能导致的心肌瘢痕的错分.     

心脏核磁共振图像左心室底层组织分割方法

提出了一种基于局部灰度聚类(LIC)模型和分水岭算法的心脏核磁共振成像(MRI)图像左心室底层组织分割方法.首先,使用LIC模型对图像进行初步分割,提取出图像中的组织和器官;然后,使用分水岭算法弥补粘连的不同组织或器官之间缺失的边界,将其分开,人工选取种子点进行区域生长初步提取左心室;最后,利用左心室形状特征的先验知识判断提取的左心室中是否包含主动脉,若包含则去除主动脉,得到精确的左心室分割结果.实验结果表明,该方法能有效去除心脏MRI图像上左心室底层存在的弱边界和边缘泄露的影响,得到准确的左心室底层组织分割结果.     

基于形状分析的肺部疑似粘连肿瘤检测

肺部疑似粘连肿瘤的自动检测是肺区分割的关键步骤。提出一种利用肺区轮廓的形状特征及序列图像的相似性检测粘连肿瘤的方法。首先在CT序列中的每幅图像上定位肺区轮廓。然后分析轮廓形状,检测出包含肿瘤的CT图像。最后,用CT序列中与之相邻的正常图像轮廓来近似肿瘤侵占之前肺区轮廓。比较侵占前后的轮廓线形状差异检测出肿瘤区域,区域生长定位肿瘤。实验结果表明该方法能够有效的实现肿瘤自动检测和分割。     

基于全卷积网络的左心室射血分数自动检测

提出了一种基于全卷积网络(fully convolutional networks, FCN)的左心室射血分数自动估测的方法.利用全卷积网络对心脏磁共振图像中的左心室进行内轮廓分割,计算心脏左心室在一个心动周期中各时间点的容积,提取左心室舒张末期与收缩末期的容积,最后推导出左心室的射血分数.使用700组图片对全卷积网络进行训练以及440组图片进行测试,并将最后计算结果与美国国立卫生研究院和儿童国家医疗中心提供的射血分数(ejection fraction, EF)金标准进行了对比,计算准确率为89.8%,结果处在合理的误差范围内.     

聚类分析和活动轮廓模型相融合的图像分割算法

针对当前图像分割算法存在的分割误差大、 分割时间长及无法进行在线图像分割的不足, 提出一种基于聚类分析和活动轮廓模型相融合的图像分割算法. 首先, 对原始图像进行去噪处理, 采用聚类分析算法对原始图像进行粗分割, 将粗分割结果作为活动轮廓模型的初始轮廓线; 其次, 将活动轮廓模型根据初始轮廓线对图像不同区域轮廓进行拟合, 实现图像的精细分割; 最后与聚类分析算法、 活动轮廓模型以及当前经典图像分割算法进行对比测试实验. 实验结果表明, 本文算法克服了当前图像分割算法存在的缺陷, 提高了图像分割效率和精度, 对噪声不敏感, 并具有较强的鲁棒性, 图像整体分割效果显著优于对比算法.     

聚类分析和活动轮廓模型相融合的图像分割算法

针对当前图像分割算法存在的分割误差大、 分割时间长及无法进行在线图像分割的不足, 提出一种基于聚类分析和活动轮廓模型相融合的图像分割算法. 首先, 对原始图像进行去噪处理, 采用聚类分析算法对原始图像进行粗分割, 将粗分割结果作为活动轮廓模型的初始轮廓线; 其次, 将活动轮廓模型根据初始轮廓线对图像不同区域轮廓进行拟合, 实现图像的精细分割； 最后与聚类分析算法、 活动轮廓模型以及当前经典图像分割算法进行对比测试实验. 实验结果表明, 本文算法克服了当前图像分割算法存在的缺陷, 提高了图像分割效率和精度, 对噪声不敏感, 并具有较强的鲁棒性, 图像整体分割效果显著优于对比算法.     

基于视觉显著性和活动轮廓的图像分割

提出一种视觉显著性和传统的C-V模型相结合的图像分割方法,该方法首先提取图像的显著图,然后使用改进的自适应阈值法将显著图进行二值分割并提取边缘,并以此边缘作为C-V模型演化的初始轮廓.这样对于具有复杂背景的图像C-V模型可以从靠近目标物体的位置开始演化,从而得到较为准确的边缘,同时,也可以减少C-V模型的迭代次数.     

超声图像中颈动脉血管内外膜分割

提出了一种自动快速的基于活动轮廓模型的超声图像颈动脉血管内外膜分割方法.该方法给出一种快速有效的颈动脉内膜初始轮廓确定方法,使用改进的活动轮廓模型对内外膜进行分割,包括使用新的外部能量函数来检测内膜,以及各向异性扩散滤波(AD)后使用GVF外力场来改善外膜的检测.提出的方法在临床数据测试中得到验证,分割结果与心血管超声专家手工勾勒的结果相符合.该方法能测量内中膜沿血管轴心线方向的厚度变化曲线,为心血管疾病的诊断、治疗研究提供重要的参数和诊断参考依据.     

基于色彩对比度的快速视觉显著目标分割方法

模仿人类视觉系统对显著色彩区域比较敏感的视觉注视机制,提出一种基于贝叶斯的显著性度量.利用像素点与其周围区域的色彩对比度衡量像素点的显著性,并根据显著性度量提出了基于graph cut的显著目标分割方法.在测试图像库上的实验结果表明,该方法可以从图像中提取具有完整轮廓的显著区域,并能准确分割出图像中的显著目标.     

基于水平集和视觉显著性的植物病害叶片图像分割

为了提高植物病害叶片图像分割的准确性和效率,提出了一种基于水平集和视觉显著性的彩色图像分割方法.首先采用基于小波变换的显著性检测算法得到活动轮廓模型中曲线演化的初始位置,并构造一个基于显著区域的图像活动轮廓模型,再设计一个向量值图像的边界检测算子,引入到距离正则化水平集演化的改造中,以构造一个初始化轮廓更灵活,演化速度更快,目标分割更精确的新的水平集能量泛函.最后的实验对比表明,该方法具有较好的叶片病害部位分割效果.     

Snakes外力场的改进及其左心室MRI的精确分割

参数活动轮廓模型（Snakes）分割图像时有两个明显的缺陷：要求初始轮廓线位于图像特征附近，且对深度凹陷区域的分割也不理想。基于梯度向量流（GVF）Snakes较好地解决了传统Snakes的两个本质缺陷。但是，由于GVF Snakes内力的性质和GVF的光滑性，使得对曲率大的边缘点不能精确定位。该文通过采用各向异性方程对图像扩散平滑和边缘增强，改善计算势能力场和梯度向量力场指向边缘的精确度。两种力场的有机组合作为Snakes的外力场。这种新的力场Snakes具有GVF Snakes和势能力场Snakes的优点，对左心室核磁共振图像（MRI）进行分割能得到精确的边缘轮廓。     

基于全卷积网络迁移学习的左心室内膜分割

为了避免过拟合现象，提出了基于全卷积网络迁移学习的左心室内膜分割方法.该方法在已用自然图像训练好的VGGNet模型的基础上对参数进行微调;其次，利用了心室内膜位于MRI图像中心处的先验信息作为选取准则来优化分割结果.将该方法对2009 MICCAI数据集的45个病例进行测试，其DICE指数、APD距离和GC率分别为0.91，1.73mm和97.81%.测试结果表明该方法对于心脏MRI图像的左心室内膜的分割结果较好，当引入一定的先验信息后可以优化测试结果.     

基于显著点的感兴趣区域提取及评价

为降低数据规模,提高图像处理的效率,针对感兴趣区域（ROD提取的问题,提出了一种基于显著点的ROI提取算法．利用视觉注意模型（VAM）得到显著图,聚类显著图二值化后提取到的显著点,同时将原图像二值化,并以聚类点作为种子点填充,提取原图像的二值化图轮廓后与原图像掩膜,得到图像的ROI．实验结果表明：该算法的总体效果良好,运算速度可与显著点的个数成线性关系．同时以眼动实验数据为参照进行分析与评价,该算法ROI漏分率至少降低50％,而误分率无明显增加．     

一种基于区域生长算法的脊椎椎体提取方法

脊椎椎体三维重建是脊椎应力应变研究的重要环节,对MRI图像中脊椎椎体区域的提取是三维重建的基础。为了准确提取脊椎椎体区域,提出了一种基于区域生长算法的脊椎椎体提取方法。通过最大类间方差法求得到自适应阈值代替传统区域生长算法中的手动阈值,再结合中值滤波算法对原始图像进行预处理,避免了传统区域生长算法手动阈值造成的过分割,或者欠分割等现象;并有效抑制MRI图像噪声,使椎体区域内像素变化更为缓和,弥补了传统区域生长在MRI图像椎体区域内部分割效果不佳的缺陷,准确提取出脊椎椎体并建立出三维模型。     

基于显著性检测与混沌对称折叠的图像选择性加密算法

当前图像选择性加密技术主要依赖明文的边缘信息实现局部像素的混淆与扩散,易泄露重要目标的形状信息,而且整个加密过程中忽略了初始明文特性,使其安全性不理想,为了解决以上的问题,提出了显著性检测耦合混沌对称折叠的图像选择性加密技术。首先,引入Ripplet变换,对输入明文完成多方向、多尺度分解,形成Ripplet系数,通过逆Ripplet变换,得到明文对应的特征图;通过高斯概率密度与信息熵来计算特征图的全局与局部显著图;再组合全局与局部显著图,根据区域生长法,检测明文的视觉显著性区域;随后,借助明文信息迭代Logistic映射,获取一组混沌数组,以定义索引扰乱机制,改变显著区域内的像素位置;最后,联合Logistic映射与对称连续折叠机制,设计了混沌折叠扩散方法,从多个方向利用不同的扩散函数对置乱后的显著性区域完成加密。实验结果显示:与已有的选择性加密方案相比,本文方法呈现出更好的安全性与密钥敏感性。     

多分辨超声心动图像分割模型

提出了一种新的基于水平集的多分辨空间超声心动图像分割模型，该模型在粗尺度上实现预分割，然后通过解传递方法将结果传递到细尺度上进行优化分割．在粗尺度上采用基于区域的高斯噪声模型分析图像，并和测地线模型相结合实现预分割，预分割结果表明了组合模型能自动和精确地提取边界．提出了基于数学形态学算子的尺度间快速解传递方法，该方法不需要进行插值运算，避免了常规方法效率低的问题．在细尺度上提出了一种局部活动轮廓优化模型，定义了新的基于局部亮度的目标函数．优化后的平均相似性从0．9862提高到0．9985．对左心室图像的分割实验证明了多分辨模型和常规方法相比具有更好的精确性和鲁棒性．     

复杂采空区三角网模型剖面轮廓线提取方法

 采空区是矿山安全生产面临的主要灾源之一,准确获取采空区剖面等信息是实施采空区灾害防治及空区周边资源安全开采的重要基础,而采空区三角网模型剖面轮廓线提取是采用可视化方法实现采空区剖面准确获取的前提。在分析目前常用的三角网模型剖面轮廓线提取方法（即最小距离法、扇形区域法和凸包算法）运用于提取边界复杂的采空区剖面轮廓线时存在缺陷的基础上,对传统的方法进行了改进,形成了适用于复杂边界采空区三角网模型剖面轮廓线的提取方法--凸包压入法。首先以垂直于任意坐标轴的平面剖切采空区三角网模型得到轮廓线的无序点集,提取无序点集的凸包线作为初始轮廓线,然后将包络于初始轮廓线内的点按张角最大的原则全部添加到轮廓线中,获得完整的剖面轮廓线,形成采空区剖面。实际应用表明,研究形成的算法能够快速有效地提取复杂采空区的剖面轮廓线,可准确获取复杂采空区剖面,具有很好的实用价值。     

基于离子通道的心力衰竭病理分析仿真研究

通过计算机模拟人的心脏电生理活动,可以为经济、安全地研发心脏病治疗药物提供保障.针对这一需求,基于已建立的心肌细胞离子通道数学模型设计并实现了一种心肌细胞离子通道级仿真平台,仿真了Purkinje纤维细胞、心内膜细胞、心中间膜细胞和心外膜细胞这四种细胞的动作电位.最后根据已发表的实验数据,应用这四种细胞的数学模型对心力衰竭疾病下离子通道开放程度发生变化的病理进行了仿真实验,并且对比分析了仿真得到的心力衰竭和正常心脏情况下的结果,结果与公认实验数据相符,从而验证了该仿真平台的可靠性.