最大熵三维图像分割算法研究.pdfVIP

全国第嚣萎篡’警联合貅会议舣集 。， 3．11最大熵三维图像分割算法研究 王毅1，赵海涛2，郝重阳‘ 1．西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072 0033 2．第四军医大学第一附属医院放射科，陕西西安71 摘要：将最大熵多闽值分割算法与改进遗传算法相结合，在IDL平台上成功实现了三维医学脑部图像中 脑白质、脑灰质、脑脊液的分割．实验证明，本文算法可有哪些信誉好的足球投注网站到较好的阈值用于三维分割，运算速度较传统 穷尽有哪些信誉好的足球投注网站法更快，且比原简单遗传算法具有更强的稳定性和精确性。 关键宇：三维图像分割最大熵遗传算法 三维数据场分割技术一直是图像分割技术中的一个难点、热点问题。目前．国内外已有的分割算法，可 J。 简单分为结构技术、随机技术和混合技术三类【I 结构技术，如水平集法12】等，关注度较高，但是其最终得到的仅为对边界面的描绘，缺少边界面内的体 素信息，适用于基于面绘制的三维重建算法；而阈值法f3】等随机技术是适应于体绘制的三维重建算法，口J，由 想双峰直方图的图像也可以进行较好的分割。但是，该算法在确定阂值、特别是多阈值时，存相i以下不足： ①计算量相当火；②分割结果对闽值的变化较为敏感。文献[5]将三维图像阈值分割问题定义为优化问题， Genetic 利用简单遗传算法(Simple 大熵结果并不稳定，从而得到的阈值也不够稳定和精确，导致图像的分割结果差异较火。 本文针对L述SGA最佳熵阈值算法的不稳定、不精确问题，通过引入模拟退火(Simulated 思想【61，拉仲rKSW熵函数，并以此作为遗传算法的适应度函数来确定三维医学图像的最佳熵阀值，从而町 存不火幅增力¨运算时问的情况下，提高算法柏j三维分割中的稳定性和精确性。实验结果表I!J：I本文算法可得到 满意的三维火腑图像分割结果。 KSW熵多阈值法[4】 火，即通过测量图像灰度直方图的熵找出最佳阈值。图l所示为256级灰度的待处理的三维医学腑部原始图 需的最佳阈值。 图I 三维脑部原始图像 根据Shannon熵的概念，对于灰度范刚为{0，1，…，f一1)的图像，其直方图的熵定义为： Ⅳ =一 n ¨∑脚 历 所 熵为： 84 3．图形影像处理技术 ％…㈦州蜘n。赫…仙。赫挚一娑…掣(2) 80 扛“+1 陪乍“ 窆竹 ∑露 ∑Pi 最佳闽值‘，12+，…，tk+为使总熵取得最大值： (3) (f；，f2‘，…，《)=arg。≤，I≤，：m§a．．x≤。≤，一1产，(f1，f2，…，。) 特别地，对于双阂值情况，tIt2，总熵为： 2 1 P竺(4) 80 ”““ i=t2+l 芝易 窆P， ∑P， 最佳阂值‘，f：为使总熵取得最大值 (5) (ri，，；)=arg。；，m．；，a：xs，一l，，(tl,t2) 二、对KSW双阈值