人體足部骨骼圖像分割與重建算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、運(yùn)用自動(dòng)化分割和三維重建技術(shù)來(lái)處理醫(yī)學(xué)圖像，輔助醫(yī)生進(jìn)行分析與診斷，避免了憑借醫(yī)生的主觀想象和臨床經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)閱片方法帶來(lái)的不足，能增加工作效率、提高診斷精確性、客觀的展示生物病理情況。在精確有效地提取出醫(yī)學(xué)圖像中相應(yīng)目標(biāo)特征量的基礎(chǔ)上進(jìn)行人體組織或器官的三維重建，是很多實(shí)用系統(tǒng)，如自動(dòng)化病理分析、基于圖像的手術(shù)導(dǎo)引與增強(qiáng)、虛擬手術(shù)平臺(tái)等的基礎(chǔ)。
　　 考慮到人體足部圖像的特殊性，如圖像噪聲點(diǎn)多、區(qū)域間對(duì)比度低以及存在不易判斷的偽

2、影區(qū)域等等，對(duì)足部圖像分割與重建的算法流程的各個(gè)環(huán)節(jié)與難點(diǎn)進(jìn)行了全面深入研究。本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 1.足部圖像預(yù)處理研究。分析了足部圖像的特征，確定了圖像預(yù)處理的綜合步驟。針對(duì)圖像的特點(diǎn)采取加權(quán)高斯低通濾波算法來(lái)去除噪聲，Canny算子來(lái)增強(qiáng)骨骼邊緣，最后采用基于最大類(lèi)間方差聚類(lèi)的直方圖均衡化去除圖像不相關(guān)細(xì)節(jié)，并調(diào)整全局對(duì)比度。
　　 2.足部圖像分割研究?？紤]到醫(yī)學(xué)圖像肉眼辨識(shí)不易、局部不存在明顯

3、灰度差異、骨骼邊緣難界定、形狀不規(guī)則等特點(diǎn)，以快速與精確分割為目標(biāo)，運(yùn)用了結(jié)合快速步進(jìn)算法的Level Set算法來(lái)進(jìn)行骨骼提取，去除血管、肌肉等無(wú)效信息，并可通過(guò)調(diào)整計(jì)算參數(shù)獲得最優(yōu)的目標(biāo)區(qū)域。最后采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)開(kāi)操作進(jìn)行圖像邊緣修復(fù)。
　　 3.足部圖像骨骼區(qū)域重建研究。討論了移動(dòng)立方體面繪制算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，分為對(duì)照索引值方法來(lái)構(gòu)造等值面、表面法向量估算、光照效應(yīng)步驟；討論了結(jié)合光線提前終止和LOD步驟的光線投射算法中的物質(zhì)