颈动脉磁共振图像的血管中心线提取

脑卒中的发病与颈动脉易损斑块密切相关,早期识别颈动脉血管形态和分析颈动脉粥样斑块成分对于评估脑卒中发生风险具有重要意义。磁共振图像是诊断颈动脉疾病的有力工具,而颈动脉血管中心线提取是观察血管形态和定量分析斑块成分的基础。本文针对磁共振黑血图像的特点,在管状结构滤波预处理和阈值分割结果的基础上,采用一种树枝搜索算法提取血管中心线,并在7套磁共振黑血图像上进行了测试,结果表明,算法对于颈动脉血管大部分区域能够有效提取中心线。

深度递归卷积神经网络的偏振应用

衡量焦平面分割(DoFP)偏振相机插值算法好坏时,有两个备受关注的误差量:线性偏振度(DoLP)和偏振角度(AoP)。将深度递归卷积网络(DRCN)插值算法引入到偏振相机的插值上来。DRCN插值算法是全卷积的一个网络。整个网络的卷积核大小为3*3,在高分辨率图像重建部分采用16层的卷积递归,减少了网络的训练参数数目。在文中给出了DRCN单幅图像的插值误差、DoLP以及AoP的插值误差,误差采用常用的均方误差根进行计算。并将DRCN算法与双三次插值进行比较,从4幅中的单幅图像插值效果来看,该算法插值误差比双三次插值的误差小。同时在计算出来的DoLP、AoP的插值误差上,该插值算法也要好于传统的双三次插值算法。文章中给出了定性的比较,利用两个不同分辨率的Do FP偏振相机对同一场景进行拍摄,可以看出DRCN插值后计算出来的DoLP比双三次计算出来的DoLP更加接近于真实的DoLP。

一种适用于运动样本的FPM成像校正方案

目的:为解决FPM重建方法受样本移动干扰大的问题,设计新的数据采集和重建方案,加入平移校正和旋转校正部分,进行结果对比研究。方法:使用交替点亮采集方案,相位相关法进行平移校正,Hough法进行旋转校正,用仿真数据测试结果并进行误差分析。结果:含校正数据能清晰辨认出重建结果,而无校正数据几乎无法辨识,校正方案的有效性得到验证。结论:该校正方案适用于出现样本位移和旋转的FPM法校正,能够提高重建结果质量,增强FPM方法的鲁棒性和适用范围。

分频能量调整在高分辨傅里叶显微技术中的应用

目的高分辨傅里叶显微技术(FPM)是利用一组不同角度入射光下采集的低分辨率图像重建高分辨率图像的技术,该技术主要的理论基础是相位还原和综合孔径技术。低分辨图像和高分辨率图像在频域中的差异体现在高频段中的能量,高分辨率图像高频段能量更多。但是此前的方法重建的图像在高频段内的能量仍然较少。针对该问题,提出了一种新的FPM迭代更新模式——分频能量调整(BE)。方法基于高分辨率图像在傅里叶空间的能量分布的先验,在迭代过程中加入分频能量调整,来约束更新过程中的能量分布,从而使重建图像在能量上更接近于高分辨率图像,进一步提高图像的分辨率,突出边缘信息。结果在光学分辨率检验板和蚕豆气孔数据上对比增加光瞳函数恢复的FPM方法(EPRY-FPM)和添加分频能量调整的FPM方法(BE-FPM),实验表明,BEFPM能进一步提高重建图像分辨率,突出边缘信息。为验证算法的鲁棒性,对样本添加模拟产生的高斯噪声和椒盐噪声,重建结果的视觉效果表明本文方法对噪声的鲁棒性更优。结论本文方法能进一步提高重建图像的分辨率,并且突出边缘信息。在噪声图像中比EPRY-FPM的更新模式具有更高的鲁棒性。在生物样本中,很多的图像具有相似的分布,而相似分布的样本在傅里叶空间的能量分布具有一致性,因此,BE-FPM方法在部分高分辨率样本重建大样本,单幅高分辨率样本重建同类样本等问题上有较大的应用潜力。

虚拟结肠镜中皱襞预匹配的结肠配准

目的虚拟结肠镜是一种采用CT或者MRI图像重建出结肠3维结构,通过漫游虚拟结肠来检测结肠组织,一般用于早期结直肠癌筛查。结肠配准能够有效提高息肉检测的效率和精确度,但由于仰卧和俯卧位下的结肠图像形变太大,现有的配准方案中特征点的提取没有考虑到较多特殊情况,因此需要寻找一个新的配准方案完成完整的结肠配准。方法提出了一种新的结肠图像配准方法,能够完成不同体位获取的虚拟结肠图像之间的配准。首先提取可以反映结肠结构信息的皱襞特征,用模板匹配和特征匹配方法找出两幅结肠中匹配的皱襞对。然后将匹配对的中心点作为标记点,做基于标记点的非刚性粗配准,最后将两幅图做B样条配准完成细配准。这种方法能够将结肠内部较大的形变先矫正,使得两幅图之间的形变缩小到一定范围,然后利用传统配准方法能够完成配准。结果在5套数据中,找到能够成功匹配的皱襞区域数量占所有分割出的皱襞区域总数量的62%左右,匹配错误率为4.7%左右。完成皱襞粗配准后,结肠形变明显趋于一致,灰度值相对误差减小,最终完成了结肠配准。结论先进行皱襞匹配再做基于匹配好的皱襞的映射关系做结肠配准,能够将存在较大形变的两套结肠匹配起来。在之后的工作中需要量化特征点选取对配准结果的影响,同时在做配准评估时,单纯采用灰度差值不能很好完成评估,因为灰度特征只能一定程度反映整体差异,不能很好体现结构差异,需要添加其他评估标准辅助配准评估。