基于卷积神经网络的肝脏分割算法研究
发布时间：2022-01-23 00:41
肝脏医学图像的精准分割是辅助医生对肝脏病症患者进行疾病诊断,形成准确的术前规划,术中指导,术后评价的重要前提,对临床手术起着很重要的指导作用。近些年来,肝脏分割算法的研究虽然得到了较大的发展,但是仍然面临一些亟待解决的难题,因此研究一种可以在临床上应用准确、适用性强的肝脏分割算法显得尤为重要。本文以图像处理、模式识别、机器学习理论为基础,以肝脏图像的自动、精准分割为目标,重点研究了分水岭算法、深度卷积神经网络在肝脏分割中的应用,实现了对肝脏图像自动精准的分割。并对具有复杂轮廓的肝脏图像实现了交互性分割,主要工作归结如下:（1）以经典的U-net为基础,结合分水岭算法,提出了一种基于分水岭修正与U-net的肝脏分割算法,主要解决全卷积神经网络在分割背景复杂、肝脏边界较模糊的肝脏影像数据容易错失位置信息的问题。该算法利用U-net将浅层特征和深层语义特征相融合进行分层学习的优势,得到肝脏图像的初始分割结果,并在此基础上结合分水岭算法对弱边缘响应良好的特点,根据修正条件对初始分割结果进行判断,进而利用分水岭形成的超像素块对其进行修正,输出最终的肝脏分割结果。通过在3DIRCADb和DataA...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１腐蚀操作示意图??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于空间约束的模糊C均值聚类肝脏CT图像分割[J]. 王荣淼,张峰峰,詹蔚,陈军,吴昊. 计算机应用. 2019(11)
[2]基于改进分水岭分割算法的致密荧光微滴识别[J]. 刘聪,董文飞,蒋克明,周武平,张涛,黎海文. 中国光学. 2019(04)
[3]基于序列间先验约束和多视角信息融合的肝脏CT图像分割[J]. 彭佳林,揭萍. 电子与信息学报. 2018(04)
[4]基于全卷积神经网络的肝脏CT影像分割研究[J]. 郭树旭,马树志,李晶,张惠茅,孙长建,金兰依,刘晓鸣,刘奇楠,李雪妍. 计算机工程与应用. 2017(18)
[5]结合先验稀疏字典和空洞填充的CT图像肝脏分割[J]. 王雪虎,杨健,艾丹妮,王涌天. 光学精密工程. 2015(09)
[6]基于最优值搜索框架的CT序列图像肝脏分割[J]. 李登旺,王杰,陈进琥,李洪升. 计算机学报. 2016(07)
[7]基于先验信息水平集方法的肝脏CT序列图像自动分割[J]. 赵于前,闫桂霞,徐效文,邹润民. 中南大学学报(自然科学版). 2015(04)
[8]改进的Fast Marching肝脏分割方法[J]. 宋晓,黄晓阳,王博亮. 信号处理. 2014(06)
[9]基于先验形状信息核图割模型的肝脏分割方法[J]. 罗清,林伟,秦文健. 计算机工程与设计. 2014(06)
[10]基于层次上下文活动轮廓的三维CT肝脏图像分割[J]. 吉宏伟,何江萍,杨新. 生物医学工程学杂志. 2014(02)
硕士论文
[1]基于改进FCN的CT肝脏影像自动分割算法研究[D]. 张杰妹.南昌航空大学 2019
[2]特定医学图像分割算法研究及可视化系统的设计与实现[D]. 丁新辉.河南大学 2019
本文编号：3603237
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１腐蚀操作示意图??
?陕西科技大学硕士学位论文???５ｂ?ｍ??结构Ａ?结构Ｂ?结构Ａ膨胀后??图２－２膨胀操作示意图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｉｌａｔｉｎｇ??（２）开运算与闭运算（Ｏｐｅｎｉｎｇ?ａｎｄ?Ｃｌｏｓｉｎｇ）：??开运算是先进行腐蚀再进行膨胀，其作用是用来消除小对象，在纤细出分离目标对??象，平滑较大物体边界的同时并不明显改变其面积。Ｂ对Ａ的膨胀是所有位２的集合。??记Ａ与Ｂ开运算为Ａ〇Ｂ，定义为公式（２－３）。??ＡｃＢ＝（ＡＯＢ）十?Ｂ?（２－３）??开运算的运算原理如图２－３所示：??ＨＭ?ＷｆｆｆＭ??圓丨ｌ＿??开操作前?开操作－腐讨操作（绿色）开操作－膨胀操作（绿色＋黄色）??图２－３开运算搮作示意图??Ｆｉｇ．?２－３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｐｅｎｉｎｇ??闭运算是先进行膨胀再进行腐蚀，其作用是填充目标区域内的细小空洞，连接临近??目标，并平滑边界。记Ａ与Ｂ闭运算为Ａ＊Ｂ，定义为公式（２－４）。??Ａ？Ｂ＝（Ａ？Ｂ）０Ｂ?（２－４）??闭运算的运算原理如图２－４所示：?????Ｈｐ??开操作前?闭操作－膨胀操作（绿色＋红色）闭操作－腐蚀操作（黄色）??图２－４闭运算操作示意图??Ｆｉｇ．?２－４?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｌｏｓｉｎｇ??通过以上四种形态学的基本知识可以生成许多其它形态学运算，为后续的应用奠定??理论基矗数学形态学具有计算量孝运算简单可以并行运算的特点，现如今已经成为??图像处理的重要研宄领域，在图像分割上也得到了广泛的应用。分水岭算法是一种经典??的
?陕西科技大学硕士学位论文???５ｂ?ｍ??结构Ａ?结构Ｂ?结构Ａ膨胀后??图２－２膨胀操作示意图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｄｉｌａｔｉｎｇ??（２）开运算与闭运算（Ｏｐｅｎｉｎｇ?ａｎｄ?Ｃｌｏｓｉｎｇ）：??开运算是先进行腐蚀再进行膨胀，其作用是用来消除小对象，在纤细出分离目标对??象，平滑较大物体边界的同时并不明显改变其面积。Ｂ对Ａ的膨胀是所有位２的集合。??记Ａ与Ｂ开运算为Ａ〇Ｂ，定义为公式（２－３）。??ＡｃＢ＝（ＡＯＢ）十?Ｂ?（２－３）??开运算的运算原理如图２－３所示：??ＨＭ?ＷｆｆｆＭ??圓丨ｌ＿??开操作前?开操作－腐讨操作（绿色）开操作－膨胀操作（绿色＋黄色）??图２－３开运算搮作示意图??Ｆｉｇ．?２－３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｐｅｎｉｎｇ??闭运算是先进行膨胀再进行腐蚀，其作用是填充目标区域内的细小空洞，连接临近??目标，并平滑边界。记Ａ与Ｂ闭运算为Ａ＊Ｂ，定义为公式（２－４）。??Ａ？Ｂ＝（Ａ？Ｂ）０Ｂ?（２－４）??闭运算的运算原理如图２－４所示：?????Ｈｐ??开操作前?闭操作－膨胀操作（绿色＋红色）闭操作－腐蚀操作（黄色）??图２－４闭运算操作示意图??Ｆｉｇ．?２－４?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｌｏｓｉｎｇ??通过以上四种形态学的基本知识可以生成许多其它形态学运算，为后续的应用奠定??理论基矗数学形态学具有计算量孝运算简单可以并行运算的特点，现如今已经成为??图像处理的重要研宄领域，在图像分割上也得到了广泛的应用。分水岭算法是一种经典??的
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于空间约束的模糊C均值聚类肝脏CT图像分割[J]. 王荣淼,张峰峰,詹蔚,陈军,吴昊. 计算机应用. 2019(11)
[2]基于改进分水岭分割算法的致密荧光微滴识别[J]. 刘聪,董文飞,蒋克明,周武平,张涛,黎海文. 中国光学. 2019(04)
[3]基于序列间先验约束和多视角信息融合的肝脏CT图像分割[J]. 彭佳林,揭萍. 电子与信息学报. 2018(04)
[4]基于全卷积神经网络的肝脏CT影像分割研究[J]. 郭树旭,马树志,李晶,张惠茅,孙长建,金兰依,刘晓鸣,刘奇楠,李雪妍. 计算机工程与应用. 2017(18)
[5]结合先验稀疏字典和空洞填充的CT图像肝脏分割[J]. 王雪虎,杨健,艾丹妮,王涌天. 光学精密工程. 2015(09)
[6]基于最优值搜索框架的CT序列图像肝脏分割[J]. 李登旺,王杰,陈进琥,李洪升. 计算机学报. 2016(07)
[7]基于先验信息水平集方法的肝脏CT序列图像自动分割[J]. 赵于前,闫桂霞,徐效文,邹润民. 中南大学学报(自然科学版). 2015(04)
[8]改进的Fast Marching肝脏分割方法[J]. 宋晓,黄晓阳,王博亮. 信号处理. 2014(06)
[9]基于先验形状信息核图割模型的肝脏分割方法[J]. 罗清,林伟,秦文健. 计算机工程与设计. 2014(06)
[10]基于层次上下文活动轮廓的三维CT肝脏图像分割[J]. 吉宏伟,何江萍,杨新. 生物医学工程学杂志. 2014(02)
硕士论文
[1]基于改进FCN的CT肝脏影像自动分割算法研究[D]. 张杰妹.南昌航空大学 2019
[2]特定医学图像分割算法研究及可视化系统的设计与实现[D]. 丁新辉.河南大学 2019
本文编号：3603237
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