医学图像预处理技术研究及三维重建软件实现

摘要

与计算机断层扫描和核磁共振成像等对人体器官的医学图像采集方法相同，为了检测细胞的病变或者癌细胞的状况，将细胞横向切割后放在切片上，通过透射电子显微镜成像技术可以满足医学工作者对细胞进行检测。采用三维立体成像技术，由连续的多幅切片图像构建出的细胞的三维结构图像，能够带给医疗工作者更加直观的病变区域状况。由于细胞在切割的操作中会使得细胞撕裂、折叠或者变形等情形，导致不同切片图像之间的配准不能采用基于刚体模型的图像配准技术。同时，由于切片图像拍摄时相机自动曝光与自动增益控制和非恒定光照条件等影响因素，导致不同切片图像的亮度存在差异。因此，本文将重点研究切片图像配准技术及切片图像之间的亮度统一化方法。最后，基于医学图像处理库、三维可视化处理库和上述研究成果，实现了一套医学图像三维重建软件。
　　(1)研究了切片图像之间的两级配准方法。首先基于切片图像上相应特征点对，研究了快速提取对应点和剔除错误匹配点的方法，实现切片图像的全局初步配准。其次，针对细胞图像，因切割操作导致的细胞撕裂、折叠或变形，使用改进的基于光流法的图像配准方法实现切片图像的像素局部配准。
　　(2)研究了切片图像的亮度统一化方法。在切片图像成像的过程中，由于相机自动曝光与自动增益控制和非恒定光照条件等因素影响，不同切片图像之间存在亮度的差异。本文修改了一种基于直方图的切片图像亮度统一化方法，消除切片图像之间的亮度差。实验结果证明本方法能够排除背景和未配准部分对亮度统一化的影响，使得相邻两幅图像的亮度更加一致。
　　(3)实现了一套医学图像三维重建软件。总结了多种医学图像分割方法和多种三维图像渲染技术，根据上述研究成果，实现了基于医学图像的处理函数库和三维可视化函数库的一套医学图像三维重建软件。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1引言

1.2课题研究的背景及意义

1.3国内外的研究现状

1.4论文的主要研究工作

1.5文章的结构安排

第二章 鲁棒的由粗到精的医学图像配准

2.1序列图像配准

2.2配准参数优化

2.3实验结果

2.4本章小结

第三章 切片图像亮度统一化

3.1 切片图像亮度变化机理

3.2 常用的亮度统一方法

3.3 改进的亮度统一方法

3.4 改进的亮度统一化的实验结果

3.5本章小结

第四章 图像分割与三维图像可视化

4.1医学图像分割

4.2 图像分割的实验结果

4.3 三维可视化

4.4 本章小结

第五章 医学图像三维显示系统设计

5.1系统开发平台

5.2库函数介绍

5.3 系统界面

5.4 系统框图

5.5 三维显示实验

5.7 本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果