X線胸片圖像肺野分割算法研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人們生活水平提高，肺部疾病開(kāi)始日益突出。近年，肺癌發(fā)病率逐年增長(zhǎng)，已成為危害和影響人類生命安全的主要因素。X線檢查由于具有輻射小、價(jià)格低、操作簡(jiǎn)單、實(shí)用強(qiáng)等特點(diǎn)，仍是放射科影像檢查的首選手段。X線胸片記錄著胸部健康與病灶的信息，目前，基于X線胸片的肺部疾病檢查占到影像診斷領(lǐng)域的40％左右，因此X線胸片有著重要的醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究?jī)r(jià)值。然而，X線胸片圖像存在很多缺陷和不足，如:分辨率較低、圖像中各個(gè)組織之間相互重疊，致使X線胸片中

2、幾乎沒(méi)有一種組織存在著明確的邊界，導(dǎo)致病灶很容易被其它組織掩蓋，難以分辨或很容易遺漏，嚴(yán)重影響肺部疾病的診斷。因此，有關(guān)肺部疾病的計(jì)算機(jī)輔助診斷已成為當(dāng)代醫(yī)療科學(xué)研究領(lǐng)域的重大課題。
　　本文以X線胸片計(jì)算機(jī)輔助診斷為背景，結(jié)合X線胸片圖像中的一些問(wèn)題，對(duì)其中的X線胸片圖像肺野分割部分進(jìn)行研究。在分析和總結(jié)現(xiàn)階段肺野分割方法基礎(chǔ)上，結(jié)合X線胸片圖像的特點(diǎn)，采用改進(jìn)二維Otsu算法，提出一種基于Otsu與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)相結(jié)合的肺野分割方

3、法，首先，利用二維Otsu算法得到胸片圖像的全局閾值對(duì)胸片圖像進(jìn)行初次分割;接著，在全局閾值基礎(chǔ)上逐漸縮小閾值，選取肺野局部區(qū)域分割的最佳閾值，對(duì)肺野圖像進(jìn)行二次分割，通過(guò)兩次分割處理得到較完整的肺野二值圖像;最后，通過(guò)對(duì)肺野二值圖像進(jìn)行填補(bǔ)、邊緣平滑、輪廓提取等操作，實(shí)現(xiàn)胸片圖像肺野分割。由于該方法實(shí)現(xiàn)肺野分割操作復(fù)雜、閾值選取不精準(zhǔn)，導(dǎo)致分割的實(shí)效性和精確度不高。因此，為了進(jìn)一步提高分割的效率和精確度，本文又提出一種基于遺傳算法的O

4、tsu肺野分割方法，該方法是以改進(jìn)的二維Otsu算法作為遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)，同時(shí)結(jié)合X線胸片圖像特點(diǎn)，對(duì)遺傳算法的編碼、選擇、交叉、變異等遺傳操作進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，充分發(fā)揮了遺傳算法的全局搜索能力、整體尋優(yōu)策略和對(duì)全局最優(yōu)解逼近性等優(yōu)點(diǎn)，搜索X線胸片圖像肺野分割的全局和局部的最優(yōu)閾值，通過(guò)全局和局部最優(yōu)閾值實(shí)現(xiàn)肺野分割，提高分割的效率和準(zhǔn)確度。
　　經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中選取的54張X線胸片圖像進(jìn)行肺野分割測(cè)試，本文提出的基于遺傳算法的Ot