基于反饋機制的多尺度醫(yī)學圖像融合算法研究.pdf

1、醫(yī)學影像成像技術不斷發(fā)展與完善，為醫(yī)療診斷提供大量可靠的單模態(tài)醫(yī)學診斷圖像。但是，這些圖像都有其反映的側重點，是針對組織器官的某一特征的，其所呈現(xiàn)的信息是局部、片面、不完整的。許多學者對如何將不同模態(tài)醫(yī)學圖像信息在同一張圖像上呈現(xiàn)出來這一課題進行了研究。本文對此課題進行了探討，其核心是基于反饋機制的多尺度變換域醫(yī)學圖像融合算法研究。通過圖像融合技術，實現(xiàn)不同模態(tài)醫(yī)學圖像之間的融合，達到圖像信息增強的效果，從而得到信息更全面豐富、分辨率更

2、高的圖像。為病情確診和診治方案的提出提供可靠的依據。研究內容及創(chuàng)新點如下:
　　本文先對醫(yī)學圖像（如CT、MRI、PET等）的成像原理進行了分析，又對各自特點進行了歸納總結;然后對空間域算法、頻率域算法、小波變換、多分辨率幾何變換在圖像領域中的應用進行分析。對空間域與頻率域、小波變換與輪廓波變換、輪廓波變換與非下采樣輪廓波變換等三組理論對比分析，提出了一種基于NSCT變換的自適應多模態(tài)醫(yī)學圖像融合算法。依據分解后的高低頻子帶圖像特

3、點的不同，分別提出了如下融合方法:低通子帶圖像反映源圖像的基本信息，采用子塊與區(qū)域能量相結合的方法;而高頻子帶圖像呈現(xiàn)源圖像紋理輪廓邊緣等細節(jié)信息，采用改進的拉普拉斯能量和取大的方法;同時結合反饋系統(tǒng)理論，利用遺傳優(yōu)化算法，自適應調整融合規(guī)則中的可變參數，獲得最優(yōu)的融合系數;最后，對系數進行重構得到融合圖像。
　　針對NSCT變換計算復雜度高、耗時長、實時性差等缺點，提出NSST域的醫(yī)學圖像融合算法。與NSCT相比，NSST計算更

4、高效、結構更靈活、圖像處理性能更優(yōu)越。在融合規(guī)則的設計過程中，結合脈沖耦合神經網絡，模仿人類視覺系統(tǒng)，使融合結果更加符合人眼視覺系統(tǒng)。將低頻子帶系數與PCNN模型相結合，采用區(qū)域點火強度取大的方法;高頻子帶圖像采用視覺敏感度、結構相似度、改進的梯度能量、區(qū)域能量等多因子相結合的策略;同時結合粒子群優(yōu)化算法，使其構成閉環(huán)系統(tǒng)。融合后的高低頻子帶系數，經逆NSST重構圖像。
　　使用二值圖像及偽彩色圖像作為源圖像，應用本文所提出的算法