形變模型理論及其在醫(yī)學(xué)圖像分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文圍繞形變模型理論及其在圖像分析領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了一些探索性的研究,具有理論意義和實際應(yīng)用價值.本文對國內(nèi)外正在發(fā)展的形變模型理論進(jìn)行了廣泛的調(diào)研和分析,并確定了基于形變模型理論在醫(yī)學(xué)圖像分析領(lǐng)域的應(yīng)用作為主要研究目標(biāo).本文以形變模型理論為研究核心,分析了其理論基礎(chǔ),從力學(xué)角度詳細(xì)闡述了其形變行為的物理機制;討論了該理論在醫(yī)學(xué)圖像分析中包含圖像分割、圖像非剛性配準(zhǔn)等方面的具體應(yīng)用.本文主要在以下幾個方面作了拓展和創(chuàng)新性的工作.1.研究了

2、形變模型的基礎(chǔ)理論模型.主要包括模型的描述方法,模型的能量函數(shù)組成,能量最小化方法以及形變模型在應(yīng)用中的局限之處與改進(jìn).詳細(xì)闡述了模型每個能量分量的性質(zhì),并且從幾何上解釋了形變模型在各個能量分量作用下的行為過程.這部分內(nèi)容也是全文的基礎(chǔ),后續(xù)工作都在這個基礎(chǔ)上展開的.2.深入探討了形變模型的物理本質(zhì),從彈性力學(xué)角度系統(tǒng)分析了形變模型行為機制.3.提出了一種新的有效利用目標(biāo)圖像先驗知識約束來改進(jìn)形變模型圖像分割的方法.引入主分量分析方法建

3、立同類形狀醫(yī)學(xué)圖像輪廓曲線的先驗?zāi)Ｐ?使形變模型的行為不僅受到傳統(tǒng)能量作用,同時還受到保持先驗?zāi)Ｐ拖嗨菩缘募s束,從而將傳統(tǒng)方法中的能量函數(shù)最優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為求模型初始化曲線與約束曲線的相似性問題,有效克服了傳統(tǒng)形變模型的不足:初始位置敏感性和局部最優(yōu).在建立先驗?zāi)Ｐ偷倪^程中,采用最小描述長度作為目標(biāo)函數(shù)來實現(xiàn)輪廓點的自動選取,克服了傳統(tǒng)統(tǒng)計方法要求圖像輪廓曲線標(biāo)記點一一對應(yīng)的缺點.4.提出了一種自適應(yīng)Hermite樣條形變模型(AHSCM