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《青岛大学》 2007年
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基于Vese-Chan多相水平集方法的医学图像分割

董世晓  
【摘要】: 医学图像分割是一个传统而具有挑战性的课题。由于医学图像自身的特点,传统的单水平集方法并不能很好地解决其分割伺题,因而迫切要求加快对多相水平集方法的研究。本文对多相水平集方法进行了深入的研究,主要包括以下四个方面: 首先,系统研究了水平集方法、Mumford-Shah模型的基本理论及其在图像分割领域的应用,通过具体实验指出单水平集方法在分割多相图像方面的缺陷,为后继的研究奠定了坚实的基础。 其次,介绍了几种有代表性的多相水平集方法,重点研究了Vese-Chan多相水平集方法,该方法具有理想的区域划分方案,可以分割分段常值和分段光滑图像,可以自然地避免多个水平集函数的重叠和“真空”问题,但该方法假定图像噪声符合分段常值分布,难以正确分割噪声符合复杂概率分布模型的多相图像。针对Vese-Chan多相水平集方法的这个缺陷,本文提出了改进的Vese-Chan多相水平集方法,分别用于分割噪声符合Rayleigh概率分布模型的Ultrasound图像和Gauss概率分布模型的MRI图像。 再次,编程实现了Vese-Chan多相水平集方法和改进的Vese-Chan多相水平集方法,并将其应用于真实的医学图像分割实验中。随后将两种方法的实验结果进行了比较,实验结果表明,由于充分利用了图像噪声的概率分布规律,改进的Vese-Chan多相水平集方法在分割Ultrasound图像和MRI图像时能得到预期的效果。 最后,展望了将来的工作方向。
【学位授予单位】:青岛大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 徐志钮;律方成;李和明;;基于水平集的动态接触角算法及在硅橡胶憎水性检测中的应用[J];仪器仪表学报;2011年05期
2 郝明;邓喀中;张华;;基于遥感数据提取建筑物的主动轮廓改进模型[J];中国矿业大学学报;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张伟;悬式绝缘子检测方法研究[D];华北电力大学;2011年
2 杨剑;基于变分水平集方法的城市遥感建筑物提取技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
3 王华;变电站红外图像的分割研究[D];西安科技大学;2010年
4 朱晓美;变分水平集方法的图像处理[D];大连海事大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 郑罡;王惠南;李远禄;;基于Chan-Vese模型的树形结构多相水平集图像分割算法[J];电子学报;2006年08期
2 杨莉,杨新;基于区域划分的曲线演化多目标分割[J];计算机学报;2004年03期
3 朱付平,田捷,林瑶,葛行飞;基于Level Set方法的医学图像分割[J];软件学报;2002年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘新;几何变形模型分析以及在医学图像分割中的应用研究[D];青岛大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程一斌,汪松,任彬;利用弹簧模型提取物体轮廓[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
2 张坤,罗立民,舒华忠,杨芳;基于Level Set方法的Visible Human Being虚拟人图像处理[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期
3 张雪飞;;基于GVF模型的蔬果图像快速分割方法[J];安徽农业科学;2010年05期
4 段敏;计算方法的计算机辅助教学[J];安徽教育学院学报(自然科学版);1998年01期
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7 王健,丁仁伟;抛物问题的各向异性线性三角形有限元逼近[J];安阳师范学院学报;2005年05期
8 王健;抛物问题的变网格各向异性有限元方法[J];安阳工学院学报;2005年03期
9 李燕;罗四维;邹琪;;带评价系统的曲率相关有向主动轮廓模型[J];北京交通大学学报;2010年02期
10 易鑫;李雷;;基于数学形态学的snake模型图像分割[J];兵工自动化;2007年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭守标;霍剑青;郝建;王晓蒲;赵永飞;谢行恕;;高分辨率软X射线显微成像下细胞的自动提取?[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 ;A Hardware-Accelerated Segmentation Algorithm for Moving Object Generation[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 周佳男;;一种拓扑纹理图像的相位场模型分割算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 ;Edge Detection of Wood Defects in X-ray Wood Image Using Neural Network and Mathematical Morphology[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 邱雪娜;刘士荣;刘斐;朱伟涛;杜方芳;;一种基于序贯检测机制的运动目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 赵恩良;孙丽华;王金宝;顾艳丽;;一种图像放大的数值解法[A];科技创新与产业发展(B卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
7 赵建;刘伟宁;;基于主动轮廓模型的海天线检测算法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
8 向开理;何国良;;变形双重介质分形油藏渗流数学模型的预估-校正法[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
9 李忠伟;潘振宽;倪明玖;;基于TV模型的多相图像分割变分水平集方法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
10 ;Multiphase Piecewise Smooth Image Segmentation on Implicit Surface[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 沈郑燕;声纳图像去噪与分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
5 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
6 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
7 徐萧萧;基于特征学习与特征联想的视觉跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 王义文;钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
10 张娜;面向脊柱微创手术机器人的图像处理与虚拟现实技术研究[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
2 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
3 田冰;基于SOM网的多目标图像轮廓提取技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 胡申宁;中医舌诊中舌色、苔色自动分类的研究[D];浙江理工大学;2010年
6 李光;基于均值偏移的视频目标跟踪、检测算法研究及系统实现[D];浙江理工大学;2010年
7 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
8 孙宏伟;基于链码的视觉轨线跟踪[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 马玲;拓扑约束法在序列图像高密度细胞追踪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 许东滨;基于水平集和局部灰度阈值的神经干细胞序列图像的分割算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谭衢霖;刘正军;沈伟;;一种面向对象的遥感影像多尺度分割方法[J];北京交通大学学报;2007年04期
2 刘晨晨,桑恩方;基于数学形态学的水声图像处理[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年S1期
3 董凯宁;胡蓉;;基于水平集及主动轮廓线模型的图像分割研究[J];成都电子机械高等专科学校学报;2008年01期
4 张程睿;余艳梅;罗代升;叶波;谢勤彬;;基于改进的参数活动轮廓模型的图像分割方法[J];成都信息工程学院学报;2008年02期
5 肖鹏峰;;高分辨率遥感图像频域特征提取与图像分割研究[J];测绘学报;2008年03期
6 陶超;谭毅华;蔡华杰;杜博;田金文;;面向对象的高分辨率遥感影像城区建筑物分级提取方法[J];测绘学报;2010年01期
7 李岚,邓峰,彭海良;合成孔径雷达图像的恒虚警率目标检测[J];测试技术学报;2002年01期
8 张宝金,胡青苗,曾梅光,田德新;提高 BP 网络性能的一种方法[J];东北大学学报;1999年01期
9 徐志钮;律方成;李和明;;基于水平集的接触角算法及在RTV憎水性检测中的应用[J];电工技术学报;2010年12期
10 蒋宁;章日康;蒲立新;陈伟建;;Chan-Vese图像分割模型的快速实现算法的研究[J];电子科技大学学报;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李建国;潘振宽;魏伟波;石洁;李华;;隐式曲面上图像分割的Chan-Vese模型[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
2 李忠伟;潘振宽;倪明玖;;基于TV模型的多相图像分割变分水平集方法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 辛巧;偏微分方程及其在图像去噪和分割中的应用[D];重庆大学;2011年
2 王洪元;图像动态分析中的若干智能化方法研究[D];南京理工大学;2004年
3 贾迪野;基于偏微分方程的图像平滑与分割研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 余秋星;水下目标识别的相关技术研究[D];西北工业大学;2004年
5 付信际;合成孔径雷达图像分类与目标检测技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
6 周昌雄;基于活动轮廓模型的图像分割方法研究[D];南京航空航天大学;2005年
7 郑世友;动态场景图像序列中运动目标检测与跟踪[D];东南大学;2006年
8 张宏伟;变形模型及其在医学图像分割中的应用研究[D];天津大学;2006年
9 李国友;基于广义模糊集及主动轮廓线模型的图像分割方法研究[D];燕山大学;2006年
10 王鹏伟;基于多尺度理论的图像分割方法研究[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘涛;眼底OCT图像降噪及边缘检测算法研究[D];清华大学;2010年
2 王彪;声纳图像的处理及目标识别技术研究[D];西北师范大学;2005年
3 金大年;基于水平集的医学图像分割算法研究[D];第一军医大学;2005年
4 姚继莎;自然环境中复合绝缘子憎水性变化特性及机理的研究[D];华北电力大学(北京);2006年
5 朱巍巍;红外目标的分割与识别算法研究[D];上海交通大学;2007年
6 李晓伟;基于水平集方法的图像分割[D];西安理工大学;2007年
7 陈金男;基于水平集方法的图像分割研究[D];燕山大学;2007年
8 马梅真;水下目标识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 曹爱飞;基于电力设备的热图像处理与分析[D];安徽大学;2007年
10 黎健生;基于数值统计滤波和偏微分方程的图像平滑去噪算法研究[D];汕头大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 郝明;史文中;张华;;一种基于LiDAR数据的建筑物自动提取方法[J];测绘通报;2014年04期
2 张爱霞;苗刚;周勤;陈莉;;2011年国内有机硅进展[J];有机硅材料;2012年03期
3 徐志钮;;快速ADSA-P算法及用于超疏水材料接触角计算[J];仪器仪表学报;2013年09期
4 郝明;史文中;张华;;利用主动轮廓和MRF探测震后损坏建筑物[J];中国矿业大学学报;2014年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 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
2 王雷;侧扫声纳图像分割算法研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 赵四能;偏微分方程在遥感图像去噪与分类的应用研究[D];浙江大学;2011年
2 李震;“先臂后核”开进超支化聚氨酯的合成与表征[D];陕西科技大学;2012年
3 姬长军;大尺寸硅片超精密磨床清洗系统动态仿真及实验研究[D];大连交通大学;2012年
4 宁淑婷;基于二级模糊综合评判的建筑物和桥梁打击效果评估研究[D];西安电子科技大学;2012年
5 刘辰龙;基于遗传算法的水声图像分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 肖亮,吴慧中,韦志辉,汤淑春;图像分割中分段光滑Mumford-Shah模型的水平集算法[J];计算机研究与发展;2004年01期
2 李俊,杨新,施鹏飞;基于Mumford-Shah模型的快速水平集图像分割方法[J];计算机学报;2002年11期
3 朱付平,田捷,林瑶,葛行飞;基于Level Set方法的医学图像分割[J];软件学报;2002年09期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任继军;何明一;;一种整合单通道各向异性扩散信息的水平集图像分割方法[J];计算机应用研究;2008年01期
2 闫克裕;薛河儒;;基于水平集的牛乳体细胞图像分割方法的研究[J];计算机与数字工程;2008年01期
3 谢强军;侯迪波;黄平捷;张光新;周泽魁;;基于半隐差分的单参数水平集快速分割[J];浙江大学学报(工学版);2010年08期
4 于炳亮;许岩;王中秋;;基于驱使项惩罚的曲线演化模型改进[J];山东科学;2010年05期
5 杨昌俊;杨新;;基于图割与快速水平集的腹部CT图像分割[J];CT理论与应用研究;2011年03期
6 宋麒;丛鹏;陈景运;;基于水平集的图像分割方法在箱包DR-CT检测系统中的应用[J];原子能科学技术;2006年06期
7 查宇飞;张育;毕笃彦;;基于区域活动轮廓运动目标跟踪方法研究[J];中国图象图形学报;2006年12期
8 任继军;何明一;;一种新的水平集图像分割方法[J];计算机工程与应用;2007年19期
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10 董吉文;杨海英;;活动轮廓模型综述[J];信息技术与信息化;2008年05期
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1 敬闰宇;孙婧;李梦龙;;使用改进的水平集方法对数据进行分类[A];中国化学会第28届学术年会第14分会场摘要集[C];2012年
2 代晓青;曾竟成;肖加余;江大志;邢素丽;;水平集方法模拟反应性树脂体系一维流动界面[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
3 张弘;戴忠玲;王友年;;基于水平集方法的刻蚀剖面演化的研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
4 王一波;胡仲翔;姚耀;;基于水平集的激光条纹提取方法[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(一)[C];2009年
5 王斐;赵杰煜;;基于多重网格的水平集图像分割方法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
6 方宇强;戴斌;宋金泽;单恩忠;;基于光流和水平集的运动目标分割方法研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第三分册)[C];2009年
7 宫欣;苑锋;;结构拓扑优化中水平集方法的改进[A];山东土木建筑学会建筑结构专业委员会2008年学术年会论文集[C];2008年
8 田昊;杨剑;李国辉;;基于变分水平集的遥感影像建筑物检测[A];第18届全国多媒体学术会议(NCMT2009)、第5届全国人机交互学术会议(CHCI2009)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2009)论文集[C];2009年
9 郑春艳;;基于光流和水平集方法的多相运动对象分割[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
10 魏颖;徐心和;贾同;赵大哲;;基于优化水平集方法的CT图像肺结节检测算法[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘箐;水平集方法在预混合湍流V型火焰模拟和形状复原问题上的应用[D];浙江大学;2010年
2 张维声;基于水平集方法的应力相关拓扑优化问题研究[D];大连理工大学;2013年
3 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 史娜;基于变分水平集方法的图像分割和目标轮廓跟踪研究[D];中北大学;2014年
5 葛全文;ICF中流体不稳定性的数值模拟研究与Hamilton-Jacobi方程的运动网格方法[D];中国工程物理研究院;2003年
6 王斌;图像分割的提升水平集方法[D];西安电子科技大学;2010年
7 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
8 孔祥银;若干非线性问题特殊解的迭代解法[D];浙江大学;2013年
9 梅玉林;拓扑优化的水平集方法及其在刚性结构、柔性机构和材料设计中的应用[D];大连理工大学;2003年
10 田昊;面向遥感影像的建筑物区域理解方法研究[D];国防科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑志成;基于Level Set方法的散乱数据曲面重建[D];大连理工大学;2005年
2 王超逸;水平集方法在连续体结构拓扑优化问题中的运用和发展[D];长安大学;2008年
3 王俊芳;基于水平集方法的瑞利噪声医学图像分割[D];青岛大学;2008年
4 严佳炜;具有间断解的计算机层析成像中的若干问题[D];复旦大学;2010年
5 徐子森;多相图像分割与基于先验形状的图像分割的变分水平集方法[D];青岛大学;2007年
6 王锦霞;用PDE的方法分割和填补图像[D];汕头大学;2006年
7 裴明;两类基于水平集方法的分割模型[D];河南大学;2008年
8 谭蓉;基于主动轮廓模型的图像分割与配准同步方法研究[D];长沙理工大学;2008年
9 张海青;基于水平集方法的高斯噪声图像的三维分割[D];青岛大学;2008年
10 王建步;错觉轮廓及缺失边界修复[D];中国石油大学;2008年
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