基于Snake模型的細胞圖像分割新方法研究.pdf

1、目的：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機醫(yī)學(xué)圖像在臨床診斷和治療中起著越來越重要的作用。從醫(yī)學(xué)圖像中分割出結(jié)構(gòu)并構(gòu)造出結(jié)構(gòu)的精確幾何模型是目前極富挑戰(zhàn)性的課題，其中邊緣檢測和圖像分割技術(shù)是最重要的圖像技術(shù)之一。醫(yī)學(xué)上判斷和研究細胞涂片，比較同一種細胞在不同生理、病理或?qū)嶒灄l件下形態(tài)大小等的變化，可以為病理分析和病情診斷提供新的科學(xué)依據(jù)。目前的細胞涂片判讀大多由人工完成，由于細胞形態(tài)多樣、變化多、數(shù)量多、交錯分布，結(jié)果分析的準(zhǔn)確性和效率嚴(yán)重地依

2、賴于醫(yī)生的經(jīng)驗知識和視覺估計，所得到的一般是定性的結(jié)論，而缺乏定量的描述、比較和分析。利用計算機圖像處理技術(shù)研制高效的輔助判讀和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能夠有效地輔助醫(yī)學(xué)研究。 在此研究中，最基本和首要的步驟是進行圖像中細胞的分割，才能進而開展細胞長度、寬度、面積等參數(shù)的計量分析，進而研究細胞內(nèi)各細胞器結(jié)構(gòu)變化、大分子分布變化等量化分析與處理工作。細胞分割工作是細胞體視學(xué)參數(shù)測定和定量計算的重要基礎(chǔ)，能夠為細胞的3D重建提供真實客觀的數(shù)據(jù)來

3、源，為病理研究、藥物療效的評估提供仿真依據(jù)。這一領(lǐng)域的研究具有很大的潛力，其中的核心技術(shù)和任務(wù)——細胞圖像分割算法的研究在理論上和應(yīng)用中都具有重要意義。 創(chuàng)新點：本文為了克服基本Snake模型的不足而設(shè)計了革新法，在改進外部能量函數(shù)、加強外部作用力、擴展外部能量作用范圍和增強抗噪聲能力的基礎(chǔ)之上，提出并引入了新的動態(tài)外部力，從凸、凹和尖角等多種情況確定了動態(tài)外部力的方向，并設(shè)計了動態(tài)外部力的大小設(shè)置策略。所定義的動態(tài)外部力能夠有

4、效地指引關(guān)鍵點朝著正確的目標(biāo)方向運動，設(shè)置簡明合理，計算簡便。此外，提出了改良的快速動態(tài)規(guī)劃算法，設(shè)計了輪廓線形變過程中關(guān)鍵點的動態(tài)增刪和間距控制、輪廓線分裂合并以及偽輪廓線識別的若干控制策略。 結(jié)論： 實驗表明，本文的兩種新算法分割的結(jié)果與物體的實際邊界非常吻合，其中革新法能夠有效地克服基本模型對初始輪廓位置要求高、難以逼近凹陷、尖角等復(fù)雜形狀邊界的缺點。革新法具有思路簡明合理、分割結(jié)果精確、運算量較小的優(yōu)點。不足之處