磁共振圖像中偏差場的校正.pdf

1、磁共振成像是無損的三維層析成像的人體檢測方法，經(jīng)常用于檢測軟組織如大腦中的腫瘤、損傷和其他異常情況。由于磁共振成像設(shè)備不完善及其對象自身的特異性，磁共振圖像總是不可避免的存在一定程度和范圍的亮度不均勻，也就是所謂的偏差場。偏差場是光滑、緩慢變化的乘性場。隨著磁共振成像應(yīng)用領(lǐng)域的擴展和深入，對磁共振圖像進行分割、配準和定量測量的要求也越來越普遍。圖像的亮度信息是圖像后處理主要的依據(jù)，而偏差場使圖像的局部統(tǒng)計特性發(fā)生變化，不同生理組織的亮度

2、交疊分布，它是圖像后處理的主要障礙，嚴重影響了磁共振圖像自動處理的精確性，所以校正偏差場是磁共振圖像后處理必不可少的一步。在這篇論文中，我們提出了改進的同態(tài)濾波方法來校正顱腦磁共振圖像中的偏差場。因為在大腦的病理學研究中整個大腦是所要研究的感興趣區(qū)域；而且非腦組織會干擾圖像后處理，所以我們在校正之前必須提取腦組織。 我們在手工描繪的感興趣區(qū)域的基礎(chǔ)上用散布濾波結(jié)合Otsu閾值分割的方法提取腦組織圖像。非線性各向異性散布濾波器可以

3、平滑圖像中的細小結(jié)構(gòu)，使區(qū)域中像素的亮度更加均勻，同時保持了面積較大區(qū)域的邊界。手工選擇感興趣區(qū)域后，非腦組織只是一些細小的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過散布濾波，這些非腦組織被除去了，而且圖像的亮度分布變成典型的雙峰形狀，分別代表背景和組織。由于Otsu閾值法能根據(jù)圖像的亮度分布自動選擇谷底處的亮度作為閾值分割圖像，所以基于散布濾波的Otsu閾值分割能夠得到令人滿意的組織圖像。 用同態(tài)濾波器處理圖像后，圖像出現(xiàn)邊緣偽跡和低頻信息丟失的現(xiàn)象，這是濾

4、波方法固有的缺陷，僅憑濾波器的改進很難克服。對于組織和背景之間的偽跡，我們結(jié)合歸一化卷積的方法消除；對于組織之間的偽跡，我們基于偏差場的特性提出了用雙三次B樣條平滑偏差場的方法。對偏差場的平滑不僅消除了組織間的偽跡，同時這也是用偏差場中的高頻信息補償校正圖像(偏差場中的高頻信息是相對的，對于原圖這是低頻信息，因為同態(tài)濾波中我們用的是高斯低通濾波器)。從原圖中除去平滑后的偏差場，就得到了最后的校正圖像。 這種方法校正磁共振圖像中的