收藏本站
《上海交通大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于知识的活动轮廓及其在前列腺分割中的应用

刘维平  
【摘要】:图像分割是机器视觉中的基础性问题,由于图像中存在着噪声、遮挡、杂波等因素的影响,单凭低层次视觉信息往往不能得到准确的分割结果。基于先验知识的图像分割方法就是针对这一问题提出的。该类方法综合考虑图像本身的低层次视觉信息和人们对于待分割目标的知识和经验,使目标得到正确地分割。这正如人们通过视觉感知外界物体一样,人类的视觉不仅仅通过感知物体的影像来识别物体,而且综合大量的先验知识,完成对待分割目标的重建和识别。本文围绕着基于先验知识的活动轮廓模型及其在前列腺分割中的应用,主要的工作和创新如下: (1)提出了一种基于局部区域非参数估计方法的活动轮廓模型。定义每个像素点的分布用该点周围的局部直方图表示,像素点的局部拟合直方图通过一个截断的高斯窗函数分别统计该点处目标和背景的灰度直方图分布。通过比较某点处的局部直方图和局部拟合直方图之间的差异,确定当前点的曲线演化方向。高斯窗函数的窗宽控制某点处拟合直方图的计算范围,为了避免局部最小,提出针对不同的像素点选用不同的窗宽。为此,定了三个不等式条件,如果其中任何一个不等式条件满足,就选用较大的高斯窗宽计算拟合直方图。实验结果证明该方法可以有效地避免能量函数的局部最小,并且在需要精确分割的地方能够保持较高的精度。 (2)权衡形状能量项和传统活动轮廓模型的能量项对曲线演化的影响是一件很困难的事情,通常需要调节的权值系数解决该问题。针对这一问题,提出了一种约束变分模型,自适应地平衡传统活动轮廓模型的能量函数和先验形状模型的能量函数对曲线演化的影响。将传统的活动轮廓模型表示为目标函数,定义形状模型的等式约束条件。通过拉格朗日乘子法和欧拉方程对约束变分问题求解,可以得到拉格朗如乘子迭代方程,该方程自适应地平衡两个能量项对分割结果的影响。 (3)提出了一种采用核密度估计的形状模型建模方法。通常情况下,形状模型的建模是通过主成分分析提取形状特征,然后以高斯分布模拟形状的变化。但是当物体形状变化较大的时候,采用高斯分布的假设就不再成立。本文采用核密度估计的方法拟合出形状的概率密度分布,分析了核密度估计方法中窗宽系数的选择对形状模型形变的影响。通过实验验证了在形状概率密度估计方面,基于核密度估计的形状模型建模方法优于基于高斯的方法。 (4)在对超声前列腺图像分割中,提出采用有效的局部化的特征引导前列腺形状模型的形变。形状模型的形变是通过特征所驱动的,因此如果特征选择不当,不好的特征将会使得形状模型朝着错误的方向形变。为此,定义了一个条件作为超声前列腺图像中特征选择的标准。实验数据为12个病人,每个病人6幅二维超声前列腺图像,每个病人留一个数据作为测试,其余数据都用来训练形状模型。实验结果表明,通过采用选择出来的有效的特征,使得基于核密度估计的形状模型能够得到正确的形变结果。 (5)提出了一种基于主成分分析和核密度估计的形状模型和外观模型的建模方法。通过该方法分别对三维CT前列腺的形状和前列腺内外的直方图建立形状模型和外观模型。通过约束变分模型将两种先验知识相结合,以分割CT图像中的前列腺。实验结果表明,该方法只需在图像中点一个点作为演化曲线和形状模型的初始化,就能够得到较为精确的分割结果。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP391.41

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 吴荣佩,郑克立,李晓飞,钟婉媚;前列腺4区12点系统穿刺活检术诊断前列腺癌[J];中华男科学杂志;2004年07期
2 李玉新,龙志雄,李鹏,王官权;精确放疗中GTV、CTV和PTV的翻译[J];中国误诊学杂志;2004年08期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王全凤;郑浩;;基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型[J];四川建筑科学研究;2010年05期
2 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
3 陈弋兰;王鸣;孙书诚;;朴素贝叶斯分类器的误差估计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
4 张红涛;胡玉霞;张恒源;顾波;;储粮害虫图像识别中的特征压缩研究[J];安徽农业科学;2008年27期
5 张昭;何东健;;基于计算机视觉的竹块颜色分类方法研究[J];安徽农业科学;2010年26期
6 汪洁;朱军;;基于Linux的中文垃圾邮件过滤系统设计与实现[J];安徽农业大学学报;2011年02期
7 苏科;陈志彬;;基于BP神经网络的车牌识别系统[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
8 孙梁;郗安民;;LED芯片损坏和缺陷识别[J];半导体光电;2009年06期
9 张贵,乔春生;应用支持向量机回归确定岩体强度指标[J];北方交通大学学报;2004年01期
10 李翠霞,于剑;一种模糊聚类算法归类的研究[J];北京交通大学学报;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘志斌;金连文;;候选字静态生成技术及其在两级LDA汉字识别中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 梁禹;王义刚;王娜;;基于支持向量机的电力电子电路故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 刘华;张建华;王娆芬;王行愚;;人机系统操作员功能状态的模糊聚类方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 晋朝勃;胡刚强;史广智;李玉阳;;一种采用支持向量机的水中目标识别方法[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
7 尹雪娇;;基于蚁群算法的故障诊断[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
8 江萍;;车牌分割中的阈值选择策略[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
9 王刚;邬晓钧;郑方;王琳琳;张陈昊;;基于参考说话人模型和双层结构的说话人辨认[A];第十一届全国人机语音通讯学术会议论文集(二)[C];2011年
10 冯辅周;郭恒毅;江鹏程;;支持向量机及其在电机故障诊断中的应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周平;柔体动力学初值问题拟变分原理及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
7 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
8 王晓明;基于统计学习的模式识别几个问题及其应用研究[D];江南大学;2010年
9 徐红林;基因调控网络的建模及其结构分解方法研究[D];江南大学;2010年
10 傅军;新型墙体抗裂抗渗性能及工程应用研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
3 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
5 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
6 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
7 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
8 田文娟;基于支持向量机的人民币序列号识别方法的研究[D];山东科技大学;2010年
9 陈楠楠;互动音乐桌[D];山东科技大学;2010年
10 韩晓峰;高斯混合模型及在探测网络社区结构中的应用[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王燕,裴峰;B超测定BPH体积参数评价膀胱出口梗阻的意义[J];中华男科学;2003年07期
2 杨玉英,唐杰;经直肠超声引导前列腺穿刺活检的安全性[J];中华超声影像学杂志;2001年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖志宁,张艳,伍晓平,常小荣;一种对胃窦B超图象进行自动分割的方法[J];计算技术与自动化;2000年01期
2 邵晓芳,孙即祥,梁光明,黄英;一种基于Euler Spiral的缺失边界修复算法[J];国防科技大学学报;2005年05期
3 赵利刚;鲍苏苏;;基于改进的活动轮廓图像分割[J];计算机与数字工程;2006年06期
4 王爽;段红;黄友锐;;基于改进的活动轮廓模型在图像分割中的应用[J];微计算机信息;2008年01期
5 董春利;董育宁;王莉;;活动轮廓模型目标跟踪算法综述[J];计算机工程与应用;2008年34期
6 顾金库;蔡茜;郝刚;;基于区域的活动轮廓模型[J];福建电脑;2010年11期
7 罗希平,田捷;一种改进的交互式医学图像序列分割方法[J];电子学报;2003年01期
8 李芳芳;刘宏申;;基于先验模型约束的Snake算法[J];计算机技术与发展;2007年01期
9 周昌雄;崔鸣;范海健;王峰;;基于活动轮廓模型的左侧脑室图像分割[J];苏州市职业大学学报;2007年02期
10 黄伟;周鸣争;;基于Snake模型和四元数描述的彩色图像边缘提取方法[J];计算机与现代化;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘丹;赖志茂;;于活动轮廓模型的边界快速提取算法[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
2 主海文;高松;刁越;刘有军;;基于改进活动轮廓模型的血管断层图像分割[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
3 王国栋;潘振宽;赵希梅;刘存良;王钰;;基于图像分解和活动轮廓模型的纹理分割[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
4 黄琼雁;赖剑煌;阮邦志;;非均匀光照下的嘴巴轮廓的检测与嘴巴状态分类[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
5 赵歆波;张定华;邹晓春;;基于活动轮廓的叶片CT图象轮廓提取方法[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
6 邬立保;董育宁;俞海平;;基于改进的动态方向梯度矢量流蛇模型的图像分割[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
7 胡英;杨金柱;;基于图搜索和轮廓插值的半自动组织分割方法[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
8 吴园;黎宁;刘苗苗;;一种基于快速水平集方法的运动车辆检测[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
9 胡彦婷;木拉提·哈米提;陈建军;孔德伟;孙静;姬金虎;;Bayesian分类算法和活动轮廓模型在肝包虫CT图像分割中的应用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
10 董春利;董育宁;刘杰;;一种基于活动轮廓模型的目标跟踪算法[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 王磊;本土科普读物专攻油盐酱醋?[N];文汇报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘维平;基于知识的活动轮廓及其在前列腺分割中的应用[D];上海交通大学;2012年
2 崔华;基于活动轮廓模型的图像分割方法研究[D];东北大学;2009年
3 杨晓辉;人像视频序列语义基编码的若干关键技术研究[D];东南大学;2005年
4 孟琭;基于活动轮廓模型的医学图像分割关键技术研究[D];东北大学;2010年
5 周则明;可形变模型分析及在心脏核磁共振图像处理中的应用研究[D];南京理工大学;2004年
6 陈强;图像分割若干理论方法及应用研究[D];南京理工大学;2007年
7 史立;视频对象平面分割和视频对象提取方法的研究[D];上海大学;2001年
8 袁建军;基于偏微分方程图像分割技术的研究[D];重庆大学;2012年
9 陆成刚;基于微分方程的若干图像分析论题研究[D];浙江大学;2003年
10 付斌;基于活动轮廓模型的目标分割与跟踪的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨建功;水平集活动轮廓模型在图像分割中的应用研究[D];陕西师范大学;2011年
2 谌利;基于活动轮廓模型的图像分割算法研究[D];中南大学;2010年
3 朱丽青;基于改进VFC活动轮廓模型的红外图像轮廓提取及视频跟踪[D];云南大学;2010年
4 历亮;基于活动轮廓模型的CVH图像分割技术研究[D];西北工业大学;2005年
5 顾丹丹;基于活动轮廓模型的高分辨率遥感影像道路提取[D];陕西师范大学;2010年
6 周海波;基于活动轮廓模型的人脸轮廓提取方法的研究[D];四川大学;2004年
7 张雪飞;活动轮廓模型在医学图像分割中的应用[D];青岛大学;2006年
8 王龙;超声心动图心室内膜面边缘提取技术及应用[D];四川大学;2002年
9 龚玉兰;骨龄自动评价系统中基于活动轮廓模型的手腕骨边缘提取[D];昆明理工大学;2005年
10 丁炜;基于活动轮廓模型的图像特征提取方法研究[D];广东工业大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026