模式识别与人工智能
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模式识别与人工智能  2009, Vol. 22 Issue (2): 275-281    DOI:
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基于图划分的形状统计主动轮廓模型心脏MR图像分割*
刘复昌1,朱近1,杨亚芳2,王平安3,夏德深1
1.南京理工大学 计算机科学与技术学院 南京 210094
2.南京医科大学 第二附属医院 南京 210011
3.香港中文大学 计算机科学与工程系 香港
Graph Cuts and Shape Statistics Based Cardiac MR Image Segmentation Using Active Contours Model
LIU Fu-Chang1, ZHU Jin1, YANG Ya-Fang2, HENG Pheng Ann3, XIA De-Shen1
1.School of Computer Science and Technology, Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094
2.The Second Affiliated Hospital, Nanjing Medical University, Nanjing 210011
3.Department of Computer Science and Engineering, The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong

全文: PDF (1971 KB)   HTML (1 KB) 
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摘要 为有效分析心脏功能,高精度分割左、右心室是必要的.心脏MR图像中存在图像灰度不均,左、右心室及周围其它组织灰度接近,存在弱边缘、边缘断裂及噪声造成边缘模糊等现象,给精确分割左、右心室轮廓带来困难.本文在基于图划分的主动轮廓方法基础上,通过对训练形状进行配准及变化模式分析,定义左、右心室轮廓形状变化允许空间,提出基于图划分的形状统计主动轮廓模型来分割心脏MR图像.该方法通过图划分理论将图像分割问题转化为最优化问题,所以能够得到全局最优解,具有较大的捕捉范围.还引入形状统计来引导曲线的演化,有效处理曲线演化时存在的边缘泄漏问题,提高分割精度.实验结果表明,本文方法较以往方法具有更高的分割精度和更好的稳定性,为临床应用提供一种较可行的方法.
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刘复昌
朱近
杨亚芳
王平安
夏德深
关键词 主动轮廓模型形状统计心脏核磁共振(MR)图像分割图划分图论    
Abstract:To analyze heart function effectively, it is necessary to segment the left and right ventricles precisely. In cardiac MR images, the weak edges, broken boundaries, region inhomogeneity and noises cause difficulties in segmenting the contours of left and right ventricle precisely. In this paper, the training samples are aligned and analyzed, and the allowable shape space of the left and right ventricles is constructed. An active contours model based on graph cuts and shape statistics is proposed for segmentation of cardiac MR images. It uses graph cuts based active contours (GCBAC) to convert the image segmentation into the globally optimal partition after transforming the image into a graph. Next, GCBAC uses graph cuts to iteratively deform the contour. Consequently, it has a large capture range. Then, the shape statistics is introduced into GCBAC. The introduction of shape statistics prevents the deformation curve form leaking out of actual boundaries. Experimental results demonstrate the proposed method achieves a higher segmentation precision and a better stability than other approaches and it provides a feasible way for clinical applications.
Key wordsActive Contour Model    Shape Statistics    Cardiac Magnetic Resonance (MR) Image Segmentation    Graph Cuts    Graph Theory   
收稿日期: 2007-08-31     
ZTFLH: TP391  
基金资助:江苏省自然科学基金项目(No.BK2006704-2)、香港特区政府研究资助局项目(No.CUHK/4180/01E、CUHK1/00C)资助
作者简介: 刘复昌,男,1982年生,博士研究生,主要研究方向为医学图像分析、模式识别等.E-mail: liufububai@yahoo.com.cn.朱近,男,1953年生,教授,主要研究方向为医学图像分析、三维运动重建等.杨亚芳,女,1965年生,副教授,主要研究方向为磁共振新技术的临床应用研究.王平安,男,1961年生,教授,博士生导师,主要研究方向为交互式科学计算可视化、三维医学图像、三维用户界面以及计算机图形学等.夏德深,男,1941年生,教授,博士生导师,主要研究方向为图像处理、卫星遥感、模式识别.
引用本文:   
刘复昌,朱近,杨亚芳,王平安,夏德深. 基于图划分的形状统计主动轮廓模型心脏MR图像分割*[J]. 模式识别与人工智能, 2009, 22(2): 275-281. LIU Fu-Chang, ZHU Jin, YANG Ya-Fang, HENG Pheng Ann, XIA De-Shen. Graph Cuts and Shape Statistics Based Cardiac MR Image Segmentation Using Active Contours Model. , 2009, 22(2): 275-281.
链接本文:  
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