基于內(nèi)容的全局相似醫(yī)學(xué)圖像檢索方法研究.pdf

1、隨著數(shù)字化成像設(shè)備，如，數(shù)字化CT、MRI、X射線、超聲、PET等設(shè)備的高速發(fā)展，現(xiàn)在的醫(yī)療機(jī)構(gòu)每天都要產(chǎn)生大量數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像。大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)每年的數(shù)字圖像數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，對(duì)于高效的數(shù)字圖像存儲(chǔ)、管理工具的需求日益迫切。在使用傳統(tǒng)的文本信息檢索不能完全滿足應(yīng)用需求的情況下，基于內(nèi)容的圖像檢索(Content-Based Image Retrieval，CBIR)技術(shù)越來(lái)越受到重視，也成為研究熱點(diǎn)之一。
　　本文在系統(tǒng)地分析基于內(nèi)容的

2、醫(yī)學(xué)圖像檢索關(guān)鍵技術(shù)以及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)全局相似的醫(yī)學(xué)圖像檢索方法進(jìn)行研究，并取得了良好的效果。本文主要研究工作包括:
　　(1)面向多部位的醫(yī)學(xué)圖像的全局相似檢索。基于剛性配準(zhǔn)的檢索方法可以獲得很高的準(zhǔn)確性，但是耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，難以實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文提出使用梯度相位互信息以及圖像重心，分別估計(jì)兩幅匹配圖像的角度偏差和平移偏差。實(shí)驗(yàn)表明，新算法具有與基于剛性配準(zhǔn)的檢索方法相同的準(zhǔn)確性，同時(shí)計(jì)算耗時(shí)大幅縮短。
　　(

3、2)面向同一部位醫(yī)學(xué)圖像的相同解剖范圍檢索。提出融合先驗(yàn)知識(shí)的線性加權(quán)相似度組合方法。基于鮑威爾優(yōu)化算法，根據(jù)先驗(yàn)知識(shí)，合理地排列不同類型特征的相似度。采用少量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練鮑威爾算法，依次優(yōu)化不同類型特征的相似度的組合權(quán)重。得到的組合相似度達(dá)到了良好的檢索準(zhǔn)確性，而且鮑威爾算法的尋優(yōu)過(guò)程快速收斂。
　　(3)面向多部位的醫(yī)學(xué)圖像的相同標(biāo)注類檢索。通過(guò)組合多種全局和局部特征相似度來(lái)提高檢索性能。首先提出分段聚類構(gòu)造碼書(shū)的方法，在獲得良

4、好的檢索準(zhǔn)確性的同時(shí)大幅縮短了計(jì)算用時(shí);然后組合大數(shù)量的相似度在多個(gè)公共數(shù)據(jù)集上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出“和規(guī)則”的檢索準(zhǔn)確性總體優(yōu)于“乘積規(guī)則”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并輔以理論分析，對(duì)實(shí)際應(yīng)用提供可靠的依據(jù)。
　　(4)面向多部位的醫(yī)學(xué)圖像相同標(biāo)注類檢索結(jié)果的排序優(yōu)化。引入排序支持向量機(jī)對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)計(jì)算相似度與相似性之間的互信息來(lái)濾除冗余的相似度，并以互信息選擇的相似度作為排序支持向量機(jī)的輸入，進(jìn)行排序優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)與分析表明，該方法大幅提