基于單類支持向量機(jī)和免疫算法的MRI斷層圖像的三維頭模型重建.pdf

1、醫(yī)學(xué)圖像三維重建是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)問題，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理在生物醫(yī)學(xué)工程中的重要應(yīng)用。它是一個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，涉及到數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)。醫(yī)學(xué)圖像三維重建及可視化在診斷醫(yī)學(xué)、手術(shù)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(xué)等方面都有重要應(yīng)用。 傳統(tǒng)的三維重建方法主要有兩大類,一類是通過集合單元拼接擬合物體表面來描述物體的三維結(jié)構(gòu)，稱為基于表面的三維面繪制，又稱為間接繪制方法；另

2、一類是直接將體素投影到顯示平面的方法，稱為基于體數(shù)據(jù)的體繪制方法，又稱為直接繪制方法。 顱內(nèi)各組織的二維邊界呈高度非線性，必將導(dǎo)致顱內(nèi)各組織三維曲面的高度不規(guī)則，主要表現(xiàn)在顯著且頻繁的曲率變化及曲面的不連續(xù)性上。重建這樣高度非線性的三維曲面是三維重建領(lǐng)域的難點(diǎn)問題，這就對(duì)傳統(tǒng)的三維重建方法提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 支持向量機(jī)在解決高度非線性問題上有著強(qiáng)大的優(yōu)勢。本課題通過對(duì)顱腦各組織具體問題的細(xì)致分析和對(duì)支持向量機(jī)理論的深入研

3、究，首次將單類支持向量機(jī)理論引入到圖像三維重建領(lǐng)域，將三維不規(guī)則組織映射到高維空間獲得規(guī)則超球，描述高維空間最優(yōu)超球面的函數(shù)即為顱內(nèi)組織的三維數(shù)學(xué)模型。為解決單類支持向量機(jī)參數(shù)選取問題，將免疫優(yōu)化算法與K折交叉驗(yàn)證處理方法相結(jié)合，對(duì)顱內(nèi)各組織進(jìn)行三維數(shù)學(xué)建模。由于單類支持向量機(jī)應(yīng)用于三維重建目前尚無評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此本課題首次提出建模精度，即將確實(shí)是組織邊界點(diǎn)的支持向量數(shù)目與支持向量總數(shù)目的比值作為評(píng)價(jià)單類支持向量機(jī)圖像三維重建性能的標(biāo)準(zhǔn)。