種改進分水嶺算法的mri腦腫瘤圖像分割-研究碩士研究生開題報告-在線瀏覽
2025-03-07 23:02本頁面
【正文】 要工整。山東中醫(yī)藥大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文開題報告 論文題目： 一種改進分水嶺算法的MRI腦腫瘤圖像分割 研究 學(xué)號 201302179 研究生姓名 楊瑞雪 導(dǎo)師姓名及職稱 馬志慶 教授 學(xué)科專業(yè) 生物醫(yī)學(xué)工程 研究方向 醫(yī)學(xué)圖像處理 所屬院所 理工學(xué)院 擬授學(xué)位 醫(yī)學(xué)科學(xué)碩士學(xué)位 二O 一五年 三 月 九 日填說 明（科室）范圍內(nèi)舉行，須成立開題考核小組，于第四學(xué)期4月底之前完成，開題時間和論文答辯時間必須間隔1年以上。（可復(fù)?。?，教研室、所屬學(xué)院（所）、研究生處各一份，原件交所屬學(xué)院（所）存檔。，雙面打印。因此只有在臨床上盡早地發(fā)現(xiàn)并加以治療，才能有效地減少腦腫瘤對人類和社會造成的巨大危害。腦腫瘤的分割技術(shù)在腦腫瘤的診斷和治療上起著重要的作用，通過對腦腫瘤的分割，醫(yī)生可以測量腫瘤的大小、位置等各種參數(shù)，對它進行定量的分析和跟蹤比較，確定腫瘤的生長狀態(tài)和變化過程。由于腦部MRI序列圖像的數(shù)據(jù)量龐大，人工分割耗時耗力，而且人工分割的結(jié)果受醫(yī)生的專業(yè)知識和操作熟練度的影響，往往因人而異，主觀度較大，很容易產(chǎn)生不可預(yù)測的結(jié)果。 國內(nèi)外研究歷史及現(xiàn)狀 由于臨床應(yīng)用和科學(xué)研究的需要，研究人員提出了許多MR圖像腦腫瘤的分割方法，但每種算法都無法在任何條件下的一般圖像中取得好的效果[2] 。具體的歸納為以下幾點：[3] (1)由于磁共振成像原理、技術(shù)上的限制和圖像采集過程中各種因素的影響，圖像存在部分容積效應(yīng)、場偏移效應(yīng)、噪聲和運動偽影等（2）腦的組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，MRI腦圖像中正常組織主要包括腫瘤、水腫以及腫瘤內(nèi)部的壞死、囊變，而且每種組織結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜。（4）不同個體的組織結(jié)構(gòu)存在較大差異，甚至同一個人在不同年齡段也會有較大的差異。磁共振圖像中腦腫瘤分割的研究主要從圖像處理、模式識別、人工智能等領(lǐng)域?qū)D像中病變組織進行分析，形成了幾類腦腫瘤分割方法：(1)基于區(qū)域的分割方法。 (2)基于邊緣的分割方法。 (3)其它分割方法。本文所采用的分水嶺算法是一種基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的分割方法。分水嶺算法是把圖像看成是跌宕起伏的山形地貌，把圖像中每一點的像素值表示成該點的海拔高度，每個局部極小值區(qū)域形成一個集水盆，盆地之間的山脊就是分水嶺。（1）模擬浸水法。（2）模擬降水法，其基本思想是當(dāng)雨滴落到山地模型上時，就會沿著山坡注入谷底，雨滴所經(jīng)過的路線形成一個連同分支，注入同一谷底的雨滴形成的所有連同分支就形成一個盆地。 Vincent[3]于1991年提出的基于浸沒技術(shù)的分水嶺分割算法，成為許多后來改進分水嶺算法的一個很好的技術(shù)。運用此算法可得到單像素寬的并且封閉的區(qū)域輪廓。無法區(qū)分出有意義的區(qū)域。文獻[13]針對傳統(tǒng)分水嶺算法在分割過程中較少用到邊界特征信息、圖像過分割現(xiàn)象比較突出的缺點,提出利用能量驅(qū)動的分水嶺算法，將其應(yīng)用到人腦MR圖像中，但是該計算方法較為復(fù)雜，且對其他弱邊界醫(yī)學(xué)圖像分割精度不高。近年來，也有學(xué)者對分水嶺過分割的直接成因梯度谷底[15,16]即局部梯度極小值作相應(yīng)的處理，提出了一種人工填充梯度谷底閾值的方法來減少分割區(qū)域數(shù)量。文獻[17]在解決梯度谷底閾值時引入互信息，以互信息為目標(biāo)函數(shù)來計算分割圖像與原圖像的互信息量。盡管現(xiàn)階段已經(jīng)有了許多MRI腦腫瘤分割方法，但該領(lǐng)域仍然存在著許多亟待解決的問題[18],如：（1）大量分割算法沒有實現(xiàn)自動分割，還依賴于人為的手動干預(yù)。 （3）由于實際中沒有大量的實驗數(shù)據(jù)供研究，算法的有效性和魯棒性得不到充分的驗證。 隨著腦腫瘤分割技術(shù)的發(fā)展，分割方法朝著全自動、分割速度快、分割精度高、自適應(yīng)性和魯棒性高、三維化方向發(fā)展 ?；谀芰框?qū)動的分水嶺算法在MRI海馬圖像分割中的應(yīng)用[J]計算機輔助設(shè)計與圖像學(xué)學(xué)報,2008,20(6):748752.[14]黃展鵬,易法令,[J].計算機應(yīng)用研究,2010,27(11):43604362.[15][J]中國圖像圖形學(xué)報,2001,6(3):214218.[16][J].計算機應(yīng)用研究,2008,25(2):475478.[17]夏倩倩,宋余慶,劉哲,[J].計算機應(yīng)用與軟件,2015,01:221224+274.
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