《醫學圖像處理中的分割與擬合問題研究》是依託山東大學，由李雪梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：醫學圖像處理中的分割與擬合問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李雪梅
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
三維曲面表示是計算機輔助幾何設計、計算機圖形學、圖像處理和數字內容創作等領域的共性基礎問題和核心技術,在理論和套用方面都有廣泛的需求。醫學圖像三維處理系統可幫助醫生進行輔助診斷，制定外科手術，提高診斷和治癒的準確性，在臨床醫學有重大的套用價值。基於醫學圖像建立虛擬人體曲面模型是醫學影像三維處理系統中急需解決的一個關鍵問題。課題研究基於醫學圖像構造虛擬人體模型中的圖像分割和曲線曲面擬合問題，主要研究內容包含四部分：（1）像素關聯性計算和基於像素關聯性的醫學圖像分割；（2）以圖像採樣公式為約束，反向求解圖像採樣原函式的理論和方法；（3）三維數據點參數化的數學理論和方法；（4）基於斷層數據構造保型擬合曲線和曲面。研究範圍涉及理論與方法、算法與技術以及原型系統。項目的主要目標是為基於醫學圖像構造虛擬人體表面模型提供新思路和途徑、提供一系列簡單、高效和魯棒的新方法和技術，具有很好的理論意義和套用價值。
結題摘要
本課題研究基於醫學圖像構造虛擬人體模型中的圖像分割和曲線曲面擬合問題，在自然科學基金等的資助下，課題組就項目中的研究內容開展了深入的研究工作，取得如下主要成果： （ 1）在基於像素關聯性的醫學圖像分割方面，用超像素作為聚類目標，提出一種基於超像素的具有抗噪性的快速FCM圖像分割；將圖像剪下套用到六邊形圖像處理中，提出了六邊形圖像剪下；（2）在反向求解圖像採樣原函式方面，提出了用分片二次多項式函式近似圖像原場景、反向求解獲得原場景的近似場景的方法；引入了視差繼承的概念，提出了基於視差繼承和遮擋信息的視差改良算法；發現了極小化曲線的應力能和極小化曲率變化率在許多情況下不能使曲線具有理想的形狀，提出了新的曲線最佳化模型；（3）在三維數據點參數化方面，用近似G1連續的B樣條曲面來擬合一個嘈雜的3D點雲,提出了基於免疫遺傳（IGA）的高精度的點雲重構算法；定義了一個結合了像素的顏色信息，空間信息和鄰域信息的距離函式，基於此距離函式，提出了一種有效的基於泛洪算法的超像素生成方法；（4）在基於斷層數據構造保型擬合曲線和曲面方面，基於加權的多邊形--隱式曲面誤差項，提出了一種魯棒的多層次單位隱式曲面劃分算法；給出了一種適用於格線縮放的分層顯著性計算方法。 在研期間取得的主要科研成果包括，在國內外重要期刊和會議發表學術論文20篇，申請專利1項，軟體著作權1項，獲得省部級以上科研獎勵2項。這些成果為基於醫學圖像構造虛擬人體表面模型中的分割和擬合問題，提供了簡便、實用和功能穩定的一些新技術，為解決圖像處理、CAGD中的這些關鍵問題和難點問題提供了新的途徑和方法。
