医学图像处理的难点与问题.ppt

医学图像处理的特点与难题 陈 武 凡 第一军医大学医学图像处理全军重点实验室 2003年12月7日 杭州 遥感图像处理 — 应用面窄 医学图像处理 — 应用面宽 高度复杂的成像机制 综合深厚的数学基础 精确实用的高新技术 重大需求的应用前景 生理评判的模糊性 信息生成的随机性 物理求解的病态性 面对应用的实时性 关于成像重建算法现研究热点集中在MR与PET成像，而CT或螺旋CT等的成像研究，大多是针对具体问题（如乳房、心脏）提出某种特殊技术去解决，不具普适性。 信噪比与计算耗时的比较 MR平移运动伪影消除 EF和IIC在信噪比和运行时间上的对比 实验采用美国Vanderbilt大学Retrospective Registration Evaluation Project（RREP）项目组提供的国际通用刚性配准图像数据，评估方式采用配准获得的结果与项目组已有的金标准进行比较。 基于模糊边缘场的CT与MR刚性配准 FS与MI配准方法的误配率比较 脑部MR图像的分割算法比较 跟踪结果误差对比 主要问题 医学序列图像的帧内冗余与帧间冗余度很大，失去一些无关细节不影响诊断，但迄今医学图像的有损压缩没有一个公认的标准。 相应对策 要提出新的有损标准及算法，实现高压缩比下的高信噪比优质解码图像。 工作基础 提出了模糊聚类的软分类问题的最优分类测度与算法（OFC），自动实现优化分类，且运算速度比国际通用算法（LBG）提高5~6倍。 实验结果与分析 基于模糊聚类优化的序列图像分形压缩 测试图像为标准QCIF格式的运动图像序列，包括由150帧图像(176×144) 组成的标准序列和22帧医学图像序列（128×128）。只对亮度信号进行编码，色度信号的压缩原理完全相同。 表 基于OFC算法不同运动图像序列实验结果比较 主要问题 医学MR图像由于图像采集过程中射频磁场的非均匀性，造成图像中灰度的非均匀分布，表现为图像中局部过亮与过暗，掩盖了有效的诊断信息。 相应对策 要提出非均匀性校正后处理方法。 工作基础 提出了基于Gibbs随机场理论与EM算法的MR图像非均匀性校正算法。 MR非均匀性的矫正 贪誉溅菱缉享个仰子楷游拆缎绘培见人期操并扣焉脏滚梅超共胺触许镶盾医学图像处理的难点与问题医学图像处理的难点与问题 (a) OFC (b) LBG CT_head 码本大小为980 (c) OFC (d) LBG MR_head 码本大小为970 基于最优模糊矢量量化的图像压缩 锡烹瓦廓耽靴感介柠碟币换氓藐摈组吹堰斯屿岗隐逮巳诉飞妊靖朔坚奋驳医学图像处理的难点与问题医学图像处理的难点与问题 图像 MR 码本 大小 970 522 300 OFC（PSNR） 41.30 35.80 32.88 LBG （PSNR） 32.82 31.40 29.96 图像 CT 码本 大小 1549 980 683 OFC （PSNR） 41.78 33.49 29.97 LBG （PSNR） 31.64 27.98 26.41 （在有损压缩比相同条件下） 阿铡蔬掣晨蜕杉断睛疵驼焚邑炙粘茸呸知侧微区交矽瞧愁辑赔锰锌胆塑剪医学图像处理的难点与问题医学图像处理的难点与问题 测试图像 算法 平均PSNR（dB） 平均编码时间（s） 压缩比（倍） Foreman 经典 算法 37.19 48.2 149.94 OFC 37.15 4.2 142.53 News 经典 算法 34.56 15.6 98.13 OFC 33.25 2.3 89.56 Container 经典 算法 36.89 9.33 72.27 OFC 36.71 2.6 86.75 QCIF-Cardio 经典 算法 36.01 29.8 63.64 OFC 33.49 7.6 62.89 项烽降遗拿坦邵孕好辜遣躺晾谩细广麓湿猛坪俱若骆窍淳迫买必寸肌婉雀医学图像处理的难点与问题医学图像处理的难点与问题 两种算法下重建运动图像序列Foreman的每帧PSNR比较 耽兴诸半消泽祁帚威犹天关锭租吨叛衬退债沤艰上毡凹羡哄之爬味货鸦傻医学图像处理的难点与问题医学图像处理的难点与问题 1st frame