磁共振圖像中偏差場(chǎng)的校正.pdf

1、磁共振成像是無損的三維層析成像的人體檢測(cè)方法，經(jīng)常用于檢測(cè)軟組織如大腦中的腫瘤、損傷和其他異常情況。由于磁共振成像設(shè)備不完善及其對(duì)象自身的特異性，磁共振圖像總是不可避免的存在一定程度和范圍的亮度不均勻，也就是所謂的偏差場(chǎng)。偏差場(chǎng)是光滑、緩慢變化的乘性場(chǎng)。隨著磁共振成像應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展和深入，對(duì)磁共振圖像進(jìn)行分割、配準(zhǔn)和定量測(cè)量的要求也越來越普遍。圖像的亮度信息是圖像后處理主要的依據(jù)，而偏差場(chǎng)使圖像的局部統(tǒng)計(jì)特性發(fā)生變化，不同生理組織的亮度

2、交疊分布，它是圖像后處理的主要障礙，嚴(yán)重影響了磁共振圖像自動(dòng)處理的精確性，所以校正偏差場(chǎng)是磁共振圖像后處理必不可少的一步。在這篇論文中，我們提出了改進(jìn)的同態(tài)濾波方法來校正顱腦磁共振圖像中的偏差場(chǎng)。因?yàn)樵诖竽X的病理學(xué)研究中整個(gè)大腦是所要研究的感興趣區(qū)域；而且非腦組織會(huì)干擾圖像后處理，所以我們?cè)谛Ｕ氨仨毺崛∧X組織。 我們?cè)谑止っ枥L的感興趣區(qū)域的基礎(chǔ)上用散布濾波結(jié)合Otsu閾值分割的方法提取腦組織圖像。非線性各向異性散布濾波器可以

3、平滑圖像中的細(xì)小結(jié)構(gòu)，使區(qū)域中像素的亮度更加均勻，同時(shí)保持了面積較大區(qū)域的邊界。手工選擇感興趣區(qū)域后，非腦組織只是一些細(xì)小的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過散布濾波，這些非腦組織被除去了，而且圖像的亮度分布變成典型的雙峰形狀，分別代表背景和組織。由于Otsu閾值法能根據(jù)圖像的亮度分布自動(dòng)選擇谷底處的亮度作為閾值分割圖像，所以基于散布濾波的Otsu閾值分割能夠得到令人滿意的組織圖像。 用同態(tài)濾波器處理圖像后，圖像出現(xiàn)邊緣偽跡和低頻信息丟失的現(xiàn)象，這是濾

4、波方法固有的缺陷，僅憑濾波器的改進(jìn)很難克服。對(duì)于組織和背景之間的偽跡，我們結(jié)合歸一化卷積的方法消除；對(duì)于組織之間的偽跡，我們基于偏差場(chǎng)的特性提出了用雙三次B樣條平滑偏差場(chǎng)的方法。對(duì)偏差場(chǎng)的平滑不僅消除了組織間的偽跡，同時(shí)這也是用偏差場(chǎng)中的高頻信息補(bǔ)償校正圖像(偏差場(chǎng)中的高頻信息是相對(duì)的，對(duì)于原圖這是低頻信息，因?yàn)橥瑧B(tài)濾波中我們用的是高斯低通濾波器)。從原圖中除去平滑后的偏差場(chǎng)，就得到了最后的校正圖像。 這種方法校正磁共振圖像中的