序列断层图像准自动分割研究

论文摘要

随着断层成像在医学和工业等领域的作用越来越显著,图像分割成为这些领域的一个挑战性的研究课题。图像分割是一个根据区域内的相似性以及区域间的不同把图像分割成若干区域的过程。从图像中把感兴趣区域分离出来是图像分析与识别首要解决的问题,也是制约图像处理中其它相关技术发展和应用的瓶颈。本文系统地研究了各种图像分割算法并进行了分类,同时总结了各种图像分割算法的优缺点,对他们的性能进行了比较和分析。在实际应用中的很多情况下,对图像采用现有的自动分割方法很难得到理想的效果,需要我们进行一些交互操作才能达到满意的分割效果。本文针对序列图像分割要求,提出了一种序列断层图像准自动分割方法。首先选择一张基片,对基片上待分割区域交互地选择一个控制多边形,按照一定规则使控制多边形的顶点自动探索到待分割区域的轮廓上;然后对新生成的控制多边形采取中点逼近法对每条边进行递归操作,使每条边的中点探索后到达待分割区域相应的轮廓线上,最终求得待分割区域完整的轮廓线。对后续序列图像,其初始轮廓线采用前一张图像的轮廓线,然后通过中点逼近法得到该图像的轮廓线。通过实验证明,该方法能够较快地精确地得到序列图像连续不断开的轮廓线,较好地保持了待分割区域的形状,并且能够避开图像中的大量噪音,同时将分割问题转化为一维线性问题,提高了运算的效率和灵活性。因此,该方法具有较高的实用价值。最后总结了全文的工作,并指出了存在的不足和今后的发展方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 图像分割概述
• 1.2 图像分割研究现状
• 1.3 论文选题的背景、意义
• 1.4 主要研究内容和组织结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 图像分割经典方法
• 2.1 基于区域的分割方法
• 2.1.1 阈值法
• 2.1.2 区域生长与分裂合并法
• 2.1.3 聚类
• 2.2 基于边缘的图像分割
• 2.2.1 微分算子法
• 2.2.2 曲面拟合法
• 2.2.3 Hough变换法
• 2.3 基于特定理论的图像分割
• 2.3.1 基于统计学的图像分割
• 2.3.2 基于数学形态学的图像分割
• 2.3.3 基于模糊理论的图像分割
• 2.3.4 基于形变模型的图像分割
• 2.4 本章小结
• 第三章 交互式图像分割
• 3.1 硬分割
• 3.1.1 基于Graph Cuts的方法
• 3.1.2 Boykov和 Jolly的方法
• 3.1.3 Blake的方法
• 3.1.4 GrabCut
• 3.2 基于透明度的景物提取
• 3.2.1 Knockout
• 3.2.2 Ruzon的方法
• 3.2.3 Chuang的方法
• 3.3 本章小结
• 第四章 图像分割新方法理论及实现
• 4.1 图像增强
• 4.2 基片轮廓线的生成
• 4.2.1 初始控制点的选取
• 4.2.2 阈值范围的生成
• 4.2.3 基片终极控制多边形的生成
• 4.2.4 中点逼近法获取轮廓线
• 4.3 后续序列断层图像的分割
• 4.3.1 终极控制多边形的形成
• 4.3.2 后续序列断层图像分割实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验结果与分析
• 5.1 基片轮廓线形成实例
• 5.1.1 区域内部选点的方式
• 5.1.2 区域外部选点的方式
• 5.2 序列断层图像分割实例
• 5.2.1 下颌骨分割实例
• 5.2.2 冠突分割实例
• 5.2.3 序列图像分割收敛性实例
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢