基于流域分割的醫(yī)學圖像偽彩色處理.pdf

1、醫(yī)學圖像的可視化是計算機可視化技術在生物醫(yī)學工程上的重要應用，為醫(yī)療診斷和醫(yī)學研究提供了對人體組織進行觀察和分析的重要手段，在醫(yī)學臨床與醫(yī)學研究中都具有重要的意義和價值，醫(yī)學圖像的偽彩色化處理是醫(yī)學圖像可視化方面的重要應用之一。目前醫(yī)學圖像普遍采用灰度圖像的表示形式，由于人眼對灰度圖像的分辨能力遠低于對色彩圖像的分辨能力，以及醫(yī)學圖像本身所固有的復雜性、模糊性和邊界不清晰等特點，導致了醫(yī)學臨床診斷上的困難和不確定性。因此，對醫(yī)學圖像中的

2、病變組織或感興趣區(qū)域進行識別和分割，并應用醫(yī)學圖像偽彩色處理技術以合理的色彩進行顯示或進行三維重構，可以較好地提高醫(yī)學診斷的準確性。三維醫(yī)學圖像可視化是指運用計算機圖形學和圖像處理技術，將醫(yī)學影像設備測量得到的醫(yī)學體數據轉換成三維圖像，并能夠進行交互處理的理論、方法與技術，是計算機可視化在生物醫(yī)學工程上的重要應用。醫(yī)學圖像分割顯示是目前的一個研究熱點問題，是一個多學科交叉的研究領域，是計算機圖形學和圖像處理在生物醫(yī)學工程中的重要應用。它

3、涉及數字圖像處理、計算機圖形學以及醫(yī)學領域的相關知識。醫(yī)學圖像繪制在診斷醫(yī)學、手術規(guī)劃及模擬仿真、整形及假肢外科、放射治療規(guī)劃、解剖教學等方面都有重要應用。因此，對醫(yī)學圖像三維分割和繪制的研究，具有重要的學術意義和應用價值。 本文以三維醫(yī)學圖像的可視化為基礎，探討了醫(yī)學圖像的流域分割與醫(yī)學圖像的彩色增強，在結合了兩種技術的優(yōu)點基礎上，實現了基于流域分割的醫(yī)學圖像偽彩色處理。在圖像分割階段，本文采用基于區(qū)域信息的流域算法，在流域算

4、法中加入用戶信息，使得分割效率明顯提高。在圖像彩色增強階段，依據人眼對色彩分辨特征，采用適合于醫(yī)學圖像的偽彩色編碼，將灰度醫(yī)學圖像轉化為彩色，并通過基于人眼視覺統(tǒng)計特性假彩色增強對圖像整體色彩矯正。在圖像三維重建過程中，首先采用改進的流域分割算法將選定器官組織從醫(yī)學體數據中分離出來，然后通過灰度－彩色變換將各器官圖像賦予合理的色彩，再將各組織合成繪制出具有三維效果的彩色圖像，最后通過假彩色處理對圖像的整體色彩矯正，使矯正后的圖像特征符合

5、人眼視覺統(tǒng)計特性。本文實現了基于分割的三維醫(yī)學圖像彩色化顯示系統(tǒng)，該方法對圖像灰度特性的變化具有良好的適應性。實驗結果表明通過本文方法處理后的彩色圖像與原灰度醫(yī)學圖像相比較，分辨率顯著提高，色彩柔和，更適合于人眼觀察，各組織器官色彩區(qū)分明顯，突出顯示了感興趣組織，該方法在圖像灰度范圍變化時具有很好的適應性，在輔助醫(yī)療診斷中，對提高診斷準確性和科學性及診斷水平有很大幫助。 本文的主要工作有： （1）研究了基于流域算法的醫(yī)學

6、體數據分割方法。該方法是近年來發(fā)展起來的基于數學形態(tài)學的一種十分有效的圖像分割技術，它基本上克服了傳統(tǒng)的圖像分割方法的缺點。經典的流域算法存在過度分割以及計算時間較長的問題，本文采取了基于區(qū)域信息的交互式流域算法，在流域算法中加入用戶信息，從而使得醫(yī)學圖像分割的效果大大改善。 （2）對彩色圖像增強的基本原理、方法及流程進行了探討和綜述；研究了偽彩色圖像處理編碼，以及基于人眼視覺統(tǒng)計特性的假彩色處理的方法，并將其應用于醫(yī)學圖像的繪