磁共振腦部圖像殼核區(qū)域有監(jiān)督蟻群分割算法研究.pdf

1、文中主要采用群智能算法中的蟻群優(yōu)化理論開(kāi)展對(duì)磁共振圖像腦部基底節(jié)區(qū)內(nèi)的殼核區(qū)域進(jìn)行圖像分割研究。殼核是帕金森病(Parkinsons?Disease, PD)發(fā)病的主要區(qū)域，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行精細(xì)分割研究是一項(xiàng)具挑戰(zhàn)性的課題，不僅在腦科學(xué)研究理論上有較強(qiáng)的科學(xué)價(jià)值,有助于后期 PD鑒別診斷的特征參數(shù)提取，而且為腦部其他更小區(qū)域的精細(xì)分割打下理論基礎(chǔ)。
　　對(duì)磁共振圖像腦部基底節(jié)區(qū)內(nèi)的殼核區(qū)域進(jìn)行有監(jiān)督蟻群分割算法研究。由于采用搜索輪廓與

2、殼核模板的方差作為目標(biāo)函數(shù)，所以提出的有監(jiān)督的蟻群算法模型的求解過(guò)程就是把圖像分割過(guò)程變成求解目標(biāo)函數(shù)極小值的過(guò)程，也就是尋找搜索空間的最優(yōu)路徑問(wèn)題。
　　嘗試一種新的尋找搜索空間的方案。該方案采取的是對(duì)于所給定模板輪廓上的每個(gè)點(diǎn)，求其法線，然后在法線方向取搜索空間。在文中對(duì)提出的方案和王曉年等提出的基于模板輪廓線質(zhì)心的搜索空間方法進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)證明采用提出的方案既可以逼近殼核的形狀，操作起來(lái)又比較簡(jiǎn)單，分割效果也比較好；而如若采

3、用王曉年等提出的方案，由于殼核的形狀的特殊性，它的質(zhì)心離邊界比較近，導(dǎo)致搜索空間的點(diǎn)集中且有許多重復(fù)點(diǎn)，甚至搜索空間的波動(dòng)明顯不符合殼核的大致形狀，導(dǎo)致分割結(jié)果差異較大。
　　通過(guò)對(duì)模板的一般性假設(shè)，詳細(xì)描述了對(duì)該類(lèi)問(wèn)題的求解方法和過(guò)程。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提出的有監(jiān)督蟻群分割算法在與實(shí)際模板在本層內(nèi)及上下相鄰層之間的形態(tài)相似性和單一層內(nèi)的連續(xù)性方面，都要好于在文中介紹的模糊聚類(lèi)分割算法、區(qū)域生長(zhǎng)分割算法、GVF Snake模型的圖像