牙科應(yīng)用中醫(yī)學(xué)圖像的修復(fù).pdf

1、自100多年前倫琴發(fā)現(xiàn)“X”射線以來(lái)，醫(yī)學(xué)圖像經(jīng)歷了革命性的發(fā)展。當(dāng)代醫(yī)學(xué)圖像的研究充分表現(xiàn)出了多學(xué)科、大跨度交叉的特點(diǎn)。醫(yī)學(xué)(特別是解剖學(xué)、神經(jīng)學(xué))知識(shí)、物理概念、數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)思想有機(jī)的融合在醫(yī)學(xué)圖像處理研究之中。CT、MRI、PET等多種醫(yī)學(xué)成像模式的應(yīng)用，以及醫(yī)學(xué)圖像的三維可視化，特別是內(nèi)部器官和腦的三維體積測(cè)定可視化，已經(jīng)成為日常病人診斷和護(hù)理程序標(biāo)準(zhǔn)的組成部分。病理圖像的自動(dòng)識(shí)別和診斷需要開(kāi)發(fā)圖像修復(fù)、分割、量化、

2、增強(qiáng)以及可視化的有效算法。 本論文主要針對(duì)牙齒CT掃描圖像修復(fù)問(wèn)題。從臨床應(yīng)用的需要出發(fā)，對(duì)現(xiàn)有的基于塊采樣的紋理合成修復(fù)算法進(jìn)行了改進(jìn)。在應(yīng)用程序框架結(jié)構(gòu)中，需要對(duì)CT掃描圖片進(jìn)行三維成像、分割、配準(zhǔn)等臨床應(yīng)用，而破損的或被污染的CT圖片對(duì)后期處理的精度帶來(lái)很大的困擾。從臨床應(yīng)用的角度出發(fā)，必須提出相應(yīng)的解決方法。 基于塊采樣的紋理合成技術(shù)是三大類紋理合成技術(shù)起步最晚的一個(gè)，是當(dāng)今紋理合成技術(shù)的研究熱點(diǎn)。采用基于樣本的

3、紋理合成修復(fù)算法來(lái)完成對(duì)牙齒CT掃描圖片的修復(fù)。由于牙齒CT掃描圖片如下的特性：低信噪比、低對(duì)比度、組織特性的可變性、不同軟組織之間或病灶與背景之間邊界的模糊性、形狀結(jié)構(gòu)、特別是微細(xì)結(jié)構(gòu)(血管、神經(jīng)等)分布的復(fù)雜性等，傳統(tǒng)的修復(fù)并不能很好的解決特定的牙齒CT掃描圖片。在算法實(shí)現(xiàn)中，設(shè)計(jì)了新的紋理塊搜索和匹配策略，同時(shí)用GPU硬件加速來(lái)達(dá)到實(shí)時(shí)交互的效果。到目前為止，還沒(méi)有一種通用的，完全自動(dòng)的圖像修復(fù)工具。臨床中的醫(yī)學(xué)圖像修復(fù)還大部分處

4、于手工修復(fù)。因此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)也是以醫(yī)生手工修復(fù)的結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.討論了醫(yī)學(xué)圖像的快速高效修復(fù)。由于牙齒CT圖像自身的特點(diǎn)，改進(jìn)了傳統(tǒng)的基于塊采樣的紋理合成修復(fù)算法，使之能對(duì)牙齒CT圖像有好的處理結(jié)果。 2.為了滿足臨床應(yīng)用的需要,算法必須要有交互性,因此算法的時(shí)間必須合理控制。為了在質(zhì)量和速度之間達(dá)到平衡，將算法設(shè)計(jì)為適合GPU和CPU并行運(yùn)算。 通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)表明，算法對(duì)于牙齒