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基于小波变换的PET/CT图像融合算法研究

作　者: 周生龙
导　师: 张涛
学　校: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
专　业: 机械电子工程
关键词: 医学图像融合 像素级融合 融合规则 小波变换 无下采样轮廓波变换
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 15次
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内容摘要


医学图像融合是当今医学领域重要的研究方向。通过融合将不同的医学图像信息互补,即将多幅源图像的重要信息体现在一幅融合图像中。融合图像意在获取比任意一幅源图像更为清晰的细节以及更丰富的信息,提供更为全面、准确的图像数据,提高疾病的检出率。论文以CT、PET图像为研究对象,重点研究基于小波变换的图像融合算法,进而提出性能更好的基于NSCT的医学图像融合算法。论文首先介绍了医学图像融合算法的发展背景以及研究现状,进而阐述了医学图像与非医学图像的独有特性。通过分析CT、PET图像各自的优势及不足引出PET/CT图像融合的必要性。对现有的融合规则,包括基于像素点的绝对值取大规则和基于区域的加权平均、区域相似度规则进行了对比分析。在融合图像的评价方面,将主观视觉分析与客观评价指标相结合,本文采用了互补的客观评价指标——互信息和边缘保持度。最后以单独两章的内容分别介绍了目前较为流行的基于小波变换的图像融合算法以及本文提出的基于无下采样轮廓波变换的医学图像融合算法。实验证明,论文中提出的算法能较好地融合CT、PET图像,融合图像很好地保留了CT、PET图像各自的信息——骨骼和软组织均清晰,互信息和边缘保持度指标均高于小波算法,同时具有很好的视觉效果。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 研究背景及现状  11-13
    1.1.1 医学图像融合的背景  11-12
    1.1.2 研究现状  12-13
  1.2 医学图像融合的意义  13-14
  1.3 本文主要工作与结构安排  14-17
    1.3.1 主要工作  14
    1.3.2 文章结构安排  14-17
第2章 医学图像融合  17-27
  2.1 医学图像的特点  17-18
  2.2 医学图像融合的分类  18-20
    2.2.1 基于成像方式的分类  18-19
    2.2.2 基于融合层次的分类  19-20
  2.3 CT成像原理及成像特点  20-22
    2.3.1 计算机断层成像(Computed Tomography,CT)  20-21
    2.3.2 CT图像特点  21-22
  2.4 PET成像原理及特点  22-23
    2.4.1 正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)  22
    2.4.2 PET成像特点  22-23
  2.5 PET/CT图像融合的必要性  23-27
第3章 小波变换与图像融合基础  27-39
  3.1 小波变换基础  27-31
    3.1.1 傅里叶变换的缺陷  27-29
    3.1.2 小波理论  29-31
  3.2 图像融合规则  31-35
    3.2.1 基于独立像素点的规则  32
    3.2.2 基于区域的规则  32-35
  3.3 融合算法的性能评价  35-39
    3.3.1 互信息  35-36
    3.3.2 边缘保持度  36-39
第4章 基于小波变换的医学图像融合算法  39-53
  4.1 小波理论在图像融合中的应用  39-43
    4.1.1 图像的小波分解  39-41
    4.1.2 基于小波分解的图像融合模型  41-42
    4.1.3 融合规则的选择  42-43
  4.2 小波基与分解层的选择  43-48
    4.2.1 小波基特性分析  43-44
    4.2.2 小波基的选择及效果分析  44-47
    4.2.3 小波基的层数选择及效果分析  47-48
  4.3 算法设计  48-49
  4.4 实验结果与性能分析  49-50
    4.4.1 实验结果  49-50
    4.4.2 性能分析  50
  4.5 本章小结  50-53
第5章 基于NSCT的医学图像融合算法  53-67
  5.1 NSCT基础  53-58
    5.1.1 Contourlet变换  53-57
    5.1.2 NSCT基本原理  57-58
  5.2 NSCT特点  58-59
  5.3 NSCT多方向性在图像分解中的应用  59-61
    5.3.1 NSCT方向区域  60
    5.3.2 方向模板  60-61
  5.4 算法设计  61-62
  5.5 实验与分析  62-66
  5.6 本章小结  66-67
第6章 总结与展望  67-69
参考文献  69-75
在学期间学术成果情况  75-76
指导教师及作者简介  76-77
致谢  77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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