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基于内容的乳腺X线影像钙化病灶检索技术研究

作　者: 常瑞峰
导　师: 宋立新
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 图像检索 钙化病灶 特征融合 多距离度量 相关反馈
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 29次
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内容摘要


乳腺癌是一种威胁妇女健康最常见的恶性肿瘤,发病率近年继续增高。早期发现、早期诊断、早期治疗对治疗乳腺癌、降低死亡率极其重要。乳腺钼靶X线摄影因其简便有效,已成为乳腺癌筛查中最常用的方法。细小、颗粒状的微钙化点是乳腺癌一个重要的早期表现。所以,及时发现乳腺X线影像中的微小钙化点并判断其是否有恶化倾向成为乳腺癌早期诊断的关键技术。使用基于内容的图像检索(Content-Based Image Retrieval,简称CBIR)系统不仅省去了设计和训练分类器的负担,而且充分利用了既往诊断乳腺钙化点的原始经验资料,从而可以有效地帮助医生提高钙化点诊断的准确度。本文在系统地分析基于内容的图像检索关键技术及发展趋势基础上,对基于内容的医学图像检索面临的关键问题进行了系统、深入和较为全面的研究。主要分两方面展开研究:其一是微钙化点检测;其二是基于内容的乳腺X线图像检索。主要研究内容如下:(1)针对感兴趣区域进行微钙化点检测,依据微钙化点是淹没于极高频噪声和低频背景中的高频信号的性质,在空间域利用高帽变换去除大部分低频背景,利用开运算去除奇异点,再利用阈值化分割技术得到二值图像;在频率域应用小波变换的多分辨率分析对感兴趣区域进行检测,去除一部分低频背景和一部分极高频噪声,利用阈值分割技术得到二值图像;将两种方法得到的结果进行与运算,即可消除低频背景和极高频噪声,实现微钙化点的定位。实验表明,该方法得到较高的阳性检出率并且降低了假阳性。(2)在分别研究单一特征和利用单距离相似性度量的特征融合的检索算法的基础上,提出了一种基于多距离特征融合和相关反馈的乳腺X线影像钙化病灶检索方法,该方法针对不同特征采用多距离度量方法计算相似性,并结合用户的反馈信息动态调整各个特征分量的权值来完成查询。实验表明,该方法有效地提高了检索性能。(3)为了将研究的算法集成系统实现,论文通过MATLAB的GUI界面实现检索系统的人机交互功能。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 课题背景及研究意义  11-12
  1.2 国内外的研究现状  12-15
    1.2.1 钙化点检测的国内外研究现状  12-13
    1.2.2 基于内容的图像检索技术的国内外研究现状  13-15
  1.3 论文的主要研究内容  15-16
  1.4 本文的结构安排  16-17
第2章 乳腺X 线影像微钙化点检测方法  17-27
  2.1 钙化点检测的主要方法  17-19
    2.1.1 基于小波变换的多分辨率技术  17
    2.1.2 基于神经网络的方法  17-18
    2.1.3 多种技术的综合应用  18-19
  2.2 本文采用的微钙化点检测方法  19-26
    2.2.1 数学形态学方法  19-22
    2.2.2 小波变换  22-25
    2.2.3 逻辑与运算  25-26
  2.3 本章小结  26-27
第3章 基于内容的图像检索技术  27-32
  3.1 图像特征的提取  27-29
    3.1.1 颜色特征  27-28
    3.1.2 纹理特征  28
    3.1.3 形状特征  28
    3.1.4 空间关系特征  28-29
    3.1.5 语义特征  29
  3.2 图像的相似性度量方法  29-30
  3.3 相关反馈技术  30-31
  3.4 基于内容的图像检索技术的性能评价  31
  3.5 本章小结  31-32
第4章 基于内容的乳腺X 线钙化病灶检索技术  32-51
  4.1 预处理  32-36
    4.1.1 感兴趣区域提取  32-34
    4.1.2 钙化点检测  34-36
  4.2 特征提取  36-42
    4.2.1 灰度特征  37
    4.2.2 形状特征  37-39
    4.2.3 纹理特征  39-42
  4.3 相关反馈算法  42-45
    4.3.1 基于特征权值调整的相关反馈算法  42-43
    4.3.2 特征归一化  43-44
    4.3.3 图像特征权值调整  44-45
  4.4 多距离相似性度量方法  45-47
    4.4.1 最优查询规则的确定方法  46
    4.4.2 相似度计算  46-47
  4.5 钙化病灶检索的实验结果及分析  47-50
  4.6 本章小结  50-51
第5章 检索系统设计及实现  51-61
  5.1 基于内容的乳腺X 线钙化病灶检索系统结构  51-52
  5.2 检索界面设计  52-60
    5.2.1 查询图像选择及显示  53-55
    5.2.2 检索数据库设置  55-57
    5.2.3 结果显示界面  57-60
  5.3 数据管理  60
  5.4 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-66
攻读学位期间发表的学术论文  66-67
致谢  67

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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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