基于Gibbs随机场与模糊C均值聚类的图像分割新算法 被引量：35

1

作者 冯衍秋 陈武凡 +1 位作者 梁斌 林亚忠 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期645-647,共3页

模拟C均值聚类(FCM)是一种非常经典的非监督聚类技术,已被广泛用于图像的自动分割.由于传统的FCM算法进行图像分割仅利用了灰度信息,而没有考虑象素的空间位置信息,因而分割模型是不完整的,造成传统FCM算法只适用于分割噪声含量很低的图... 模拟C均值聚类(FCM)是一种非常经典的非监督聚类技术,已被广泛用于图像的自动分割.由于传统的FCM算法进行图像分割仅利用了灰度信息,而没有考虑象素的空间位置信息,因而分割模型是不完整的,造成传统FCM算法只适用于分割噪声含量很低的图像.为了克服传统FCM算法的局限性,本文利用Gibbs随机场所描述的邻域关系属性,引入先验空间约束信息,提出拒纳度的概念,建立包含灰度信息与空间信息的新聚类目标函数,继而提出基于Gibbs随机场与模糊C平均聚类的GFCM图像分割新算法.实验证明,利用本文所提GFCM算法可以有效地分割含噪声图像. 展开更多

关键词 图像分割 模糊C均值(FCM)聚类 Gibbs随机场(GRF) 多级逻辑模型(MLL)

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基于Gibbs随机场的有限混合模型改进与脑部MR图像的稳健分割 被引量：5

2

作者 冯衍秋 梁斌 +1 位作者 陈明 陈武凡 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期193-198,共6页

有限混合 (FM )模型已经广泛地应用于图像分割 ,但是由于没有考虑空间信息 ,导致分割的结果对噪声很敏感 ,分割出的区域存在很多杂散的孤立点。本文在Gibbs随机场理论的指导下 ,将空间信息引入FM模型 ,提出了改进的脑部MR图像分割算法... 有限混合 (FM )模型已经广泛地应用于图像分割 ,但是由于没有考虑空间信息 ,导致分割的结果对噪声很敏感 ,分割出的区域存在很多杂散的孤立点。本文在Gibbs随机场理论的指导下 ,将空间信息引入FM模型 ,提出了改进的脑部MR图像分割算法。此外 ,由树形K平均聚类来估计初始参数 ,实现了全自动的图像分割。本研究进行了仿真MR图像和真实MR图像的分割实验 ,定量的数据分析表明 ,我们所提的改进算法对噪声不敏感 ,可以更精确地将脑部MR图像标记为灰质。 展开更多

关键词 有限混合模型 FM 期望最大化算法 EM GIBBS随机场 磁共振成象 MRI 图像分割

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磁共振成像PROPELLER数据网格化中的采样密度补偿新算法 被引量：5

3

作者 冯衍秋 陈武凡 +2 位作者 颜刚 黄鑫 陈阳 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期766-768,共3页

PROPELLER磁共振数据的重建是一个典型的K空间非笛卡尔采样数据的重建问题.由于现有网格化重建算法中的密度补偿需要计算每个采样点的密度补偿系数,须对非笛卡尔分布的数据进行卷积运算,给定N采样点,该卷积运算需要N×N/2次距离运算... PROPELLER磁共振数据的重建是一个典型的K空间非笛卡尔采样数据的重建问题.由于现有网格化重建算法中的密度补偿需要计算每个采样点的密度补偿系数,须对非笛卡尔分布的数据进行卷积运算,给定N采样点,该卷积运算需要N×N/2次距离运算,由于PROPELLER采集的数据量N很大,计算耗时非常长.本文提出PRO-PELLER数据网格化重建中的密度补偿新算法,通过基于网格化分量全为1的向量来计算在均匀网格点上的采样密度分布值进而加以补偿,使得算法复杂度大大下降.实验表明,本文算法比现有算法的运行时间缩短400多倍,而重建质量与原有算法基本相同. 展开更多

关键词 磁共振成像 PROPELLER 网格化重建 密度补偿

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磁共振成像PROPELLER采样数据重建中的运动估计新算法 被引量：4

4

作者 冯衍秋 陈武凡 +1 位作者 黄鑫 陈阳 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期361-367,388,共8页

PROPELLER(推进器)采样技术能够利用K空间中心重叠采样区域的数据来估计采集过程中受检查者的运动进而加以补偿,对运动伪影的消除效果非常显著。然而,由于其重建时的运动估计是基于最大化频域空间上相关系数的配准算法,该算法为了实现... PROPELLER(推进器)采样技术能够利用K空间中心重叠采样区域的数据来估计采集过程中受检查者的运动进而加以补偿,对运动伪影的消除效果非常显著。然而,由于其重建时的运动估计是基于最大化频域空间上相关系数的配准算法,该算法为了实现旋转估计与平移估计的分离,在进行旋转估计时,仅仅采用K空间数据的模,在数据量有限的情况下造成估计精度较低,在重建图像上表现为模糊及星条状伪影。本研究基于最大化图像空间上的互信息提出一种PROPELLER采样数据的运动估计新算法,首先由每个K空间带进行傅立叶逆变换后取模重建出系列临时图像,对这些图像进行模糊增强后以互信息作为相似性测度迭代搜索最优的运动参数。实验证明,该方法能显著提高PROPELLER采样数据重建中运动估计与补偿的精度,从而更好地消除伪影,特别是用于有运动时T1加权头部成像时。 展开更多

关键词 磁共振成像 PROPELLER 图像重建 运动估计

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PROPELLER磁共振成像数据重建中的仿射运动校正新算法 被引量：1

5

作者 冯衍秋 刘小武 陈武凡 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期904-909,共6页

PROPELLER(Periodically Rotated Overlapping ParallEL Lines with Enhanced Reconstruction)磁共振成像方法对刚性运动伪影的消除效果非常显著,已经在头部磁共振成像中获得了成功应用.但是刚性运动一般仅存在于头部成像中,人体其它部... PROPELLER(Periodically Rotated Overlapping ParallEL Lines with Enhanced Reconstruction)磁共振成像方法对刚性运动伪影的消除效果非常显著,已经在头部磁共振成像中获得了成功应用.但是刚性运动一般仅存在于头部成像中,人体其它部位成像往往伴随着不同程度的软组织拉伸变形.对于这种软组织变形必须基于非刚性运动模型才能准确地进行描述并加以校正.本文将PROPELLER采样中的每个k-空间条经过傅立叶逆变换重建得到临时图像,通过基于仿射运动模型的图像配准算法获得非刚性运动信息,然后根据仿射变换的频域性质,对PROPELLER采样中的每个k-空间条进行校正,最后经网格化重建得到最终图像.仿真实验与真实数据实验表明,相对于现有的PROPELLER重建算法,本文所提算法对于刚性运动与仿射运动造成的伪影均具有很好的校正效果. 展开更多

关键词 磁共振成像 PROPELLER 运动伪影校正 仿射变换

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基于主相位一致性的医学图像配准 被引量：21

6

作者 卢振泰 冯衍秋 +1 位作者 冯前进 陈武凡 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1974-1978,共5页

本文提出了一种新的图像特征——主相位一致性(Principal Phase Congruency,PPC),并在此基础上构造了一种新的基于主相位一致性的配准算法.首先计算不同尺度、方向上的相位一致性,然后利用主成分分析将它们进行融合,从而得到信息更加丰... 本文提出了一种新的图像特征——主相位一致性(Principal Phase Congruency,PPC),并在此基础上构造了一种新的基于主相位一致性的配准算法.首先计算不同尺度、方向上的相位一致性,然后利用主成分分析将它们进行融合,从而得到信息更加丰富的主相位一致性;将待配准图像的主相位一致性看作模糊集合,引入模糊数学中的贴近度概念,计算它们的模糊相似性.我们对模拟和真实数据进行了实验,结果表明在图像空间分辨率较低,有噪声影响等情况下该算法具有精度高、鲁棒性强的特点,特别适合于医学图像的配准. 展开更多

关键词 图像配准 相位一致性 主成分分析 主相位一致性 贴近度

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Rician噪声水平场的估计及其在MR图像去噪中的应用 被引量：2

7

作者 余丽玲 阳维 +3 位作者 冯衍秋 刘闽 冯前进 陈武凡 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期532-538,共7页

针对MR图像中空间变化Rician噪声的抑制问题,提出了一种噪声水平场的估计方法,同时结合方差稳定变换和BM3D算法实现MR图像的去噪。噪声水平场通过Rician噪声水平的局部估计和稀疏性约束模型进行估计,利用噪声水平场对噪声图像幅值进行... 针对MR图像中空间变化Rician噪声的抑制问题,提出了一种噪声水平场的估计方法,同时结合方差稳定变换和BM3D算法实现MR图像的去噪。噪声水平场通过Rician噪声水平的局部估计和稀疏性约束模型进行估计,利用噪声水平场对噪声图像幅值进行空间自适应方差稳定变换,使得噪声与信号幅值和空间位置无关,采用BM3D算法即可实现对噪声的抑制,最后通过方差稳定逆变换得到无偏的去噪图像。仿真实验中,噪声水平场估计的平均相对误差小于0.2%,利用空间自适应方差稳定变换进行去噪,相比方差稳定变换,去噪图像的峰值信噪比可提高2 dB;采用真实乳腺MR图像进行去噪实验,利用自适应方差稳定变换可得到较高的Q度量。结果表明,所提出的方法能有效估计Rician噪声水平场,并用于抑制MR图像中空间变化的噪声。 展开更多

关键词 Rician噪声 噪声水平场 方差稳定变换 BM3D

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采用MRF二次混合多阶先验的PET图像的贝叶斯重建 被引量：1

8

作者 陈阳 陈武凡 +2 位作者 冯衍秋 冯前进 马建华 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期83-88,93,共7页

在正电子发射成像(PET)中,很多方法被用来抑制重建图像中的噪声效果,其中。在所有方法中,贝叶斯重建或者最大化后验估计的方法被证明具有在重建图像质量方面相对于其他方法的优越性。基于贝叶斯重建,本研究提出了一种应用于贝叶斯重建... 在正电子发射成像(PET)中,很多方法被用来抑制重建图像中的噪声效果,其中。在所有方法中,贝叶斯重建或者最大化后验估计的方法被证明具有在重建图像质量方面相对于其他方法的优越性。基于贝叶斯重建,本研究提出了一种应用于贝叶斯重建中新的综合了二次一阶先验和二次二阶先验的马尔可夫随机场混合多阶先验。基于不同阶数的二次平滑先验的自身的不同性质,该新先验的设计的目的是实现自适应的发挥这些算子的作用。该混合先验能够保持其先验能量函数凸性,从而保证整体目标贝叶斯后验能量函数的凹性。模拟实验和实验结果的比较证明了对于PET重建,该先验在抑制背景噪声和保持边缘方面均具有很好的表现。 展开更多

关键词 贝叶斯重建 正电子发射成像 二次混合多阶先验 马尔可夫随机场 最大似然-期望最大法

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磁共振引导下术中开放式多通道射频接收线圈设计 被引量：1

9

作者 韩继钧 辛学刚 +1 位作者 冯衍秋 陈武凡 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期75-81,共7页

本研究的目的在于为超声聚能热消融术中开放式磁共振系统设计新型多通道射频接收线圈。首先针对低场磁共振引导超声聚能系统的设计要求,提出新型射频线圈结构,通过计算机仿真对该结构所形成的磁场进行分析,从而验证所设计的线圈模型,并... 本研究的目的在于为超声聚能热消融术中开放式磁共振系统设计新型多通道射频接收线圈。首先针对低场磁共振引导超声聚能系统的设计要求,提出新型射频线圈结构,通过计算机仿真对该结构所形成的磁场进行分析,从而验证所设计的线圈模型,并基于该结构模型实现原型线圈。水膜成像实验和测温实验表明,所设计线圈达到临床热消融术中测温要求,从而验证了该设计的可行性。本研究为低场磁共振系统设计了一种新型专用多通道射频线圈,使低场磁共振应用于监测及引导热消融手术成为可能。 展开更多

关键词 射频线圈 磁共振 测温 热消融

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基于K空间对称性的Ghost伪影消除方法 被引量：1

10

作者 叶恩茂 陈武凡 +1 位作者 冯衍秋 黄鑫 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期656-659,共4页

Ghost伪影是回波平面成像(EPI)中一个很普遍的伪影,一般的方法是在扫描实际图像前利用参考扫描的方法对伪影进行消除。本研究提出了一个利用K空间原始数据的共轭对称性来消除ghost伪影的方法,且可以自动进行而不需要参考扫描。理想的K... Ghost伪影是回波平面成像(EPI)中一个很普遍的伪影,一般的方法是在扫描实际图像前利用参考扫描的方法对伪影进行消除。本研究提出了一个利用K空间原始数据的共轭对称性来消除ghost伪影的方法,且可以自动进行而不需要参考扫描。理想的K空间数据是共轭对称的。首先利用K空间的上述特性估计产生ghost伪影的K空间数据奇数和偶数行间的相位差,然后用迭代的方法对K空间数据进行校正,直到达到最好的ghost伪影消除效果。实验证明,所提出的方法可以有效的对ghost伪影进行消除。 展开更多

关键词 回波平面成像 ghost伪影 共轭对称

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一种基于互信息量的并行磁共振图像重建新算法

11

作者 黄鑫 陈武凡 冯衍秋 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期850-855,共6页

平方和算法是多线圈采集技术与并行成像中常用的一种图像重建方法。但是,在数据采集过程中,某些类型的运动常常会使个别位置上的线圈数据发生异常,采用平方和算法会对最终的重建图像质量产生很大影响。本研究提出一种新的并行磁共振图... 平方和算法是多线圈采集技术与并行成像中常用的一种图像重建方法。但是,在数据采集过程中,某些类型的运动常常会使个别位置上的线圈数据发生异常,采用平方和算法会对最终的重建图像质量产生很大影响。本研究提出一种新的并行磁共振图像重建算法——加权平方和方法。算法以线圈图像间最大互信息量作为判据来统计破坏数据,在之后的图像结合过程中赋予不同的权值,最大限度地降低破坏数据对最终结合图像造成的影响,有效解决运动对原有算法造成的破坏。本算法分别对多线圈并行采集的体模数据与真实脑部数据进行了实验,结果显示:相比于现有方法,新算法可以有效地抑制破坏数据在重建图像中产生的伪影,重建图像在细节分辨率上也有更好的表现。 展开更多

关键词 并行磁共振成像 平方和方法 互信息量

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非笛卡尔并行磁共振成像数据的自适应约束重建新算法 被引量：1

12

作者 周爱珍 梅颖洁 +3 位作者 王聪 莫纪江 陈武凡 冯衍秋 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期183-188,共6页

多通道欠采样非笛卡尔轨迹数据重建是当前磁共振成像的研究热点,当欠采样因子比较大时,病态问题往往使得敏感度编码(SENSE)方法重建图像信噪比严重降低,传统的解决方法是在重建方程中引入Tikhonov约束或TV约束。提出自适应约束的SENSE... 多通道欠采样非笛卡尔轨迹数据重建是当前磁共振成像的研究热点,当欠采样因子比较大时,病态问题往往使得敏感度编码(SENSE)方法重建图像信噪比严重降低,传统的解决方法是在重建方程中引入Tikhonov约束或TV约束。提出自适应约束的SENSE重建算法,由先验图像的梯度特征并借鉴PM模型的思想决定惩罚函数,在梯度幅值较大的区域使用各向异性扩散的TV约束方式,在梯度幅值较小的区域使用各向同性扩散的Tikhonov约束方式。进行8通道2.6倍欠采样可变密度螺旋轨迹人体动静脉畸形瘤动脉注射X线的仿真实验。结果表明,与平方和(SOS)重建方法、传统无约束SENSE重建方法以及TV约束SENSE重建方法相比,本算法可以有效抑制部分数据成像带来的噪声和伪影,并能较好保护图像细节尤其是小细节信息,成像效果优于传统方法。 展开更多

关键词 并行磁共振成像 敏感度编码(SENSE) 非笛卡尔采样 自适应约束

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一种在永磁MRI系统上利用混合PRF/T_1的改进测温方法

13

作者 王雷 李璟 +3 位作者 朱剑锋 钟智辉 陈武凡 冯衍秋 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期161-168,共8页

研究基于混合PRF/T1的测温方法,以提高永磁MRI温度测量的准确度与可靠性。用琼脂凝胶仿真肝脏组织制作体模,将体模放在水浴中加热到65℃,然后置于0.3T永磁MRI系统用翻转角为40°与75°的梯度回波序列进行交替连续扫描,在降温中... 研究基于混合PRF/T1的测温方法,以提高永磁MRI温度测量的准确度与可靠性。用琼脂凝胶仿真肝脏组织制作体模,将体模放在水浴中加热到65℃,然后置于0.3T永磁MRI系统用翻转角为40°与75°的梯度回波序列进行交替连续扫描,在降温中温度每下降1℃采集一次数据直到36℃。对所采集数据,分别用质子共振频率(PRF)方法、水质子纵向弛豫时间(T1)方法、改进的混合PRF/T1方法计算温度变化,并以酒精温度计测温结果作为参考。比较这3种方法的测温准确度,3 d内分别进行3次测温实验,用3次实验结果的变异系数(COV)评价测温方法可重复性。结果表明,仅用PRF或T1方法的测温误差为±6℃,而改进的混合PRF/T1方法的测温误差为±3℃。PRF方法的COV=3.12%,T1方法的COV=7.53%,改进的混合PRF/T1方法的COV=2.63%。在永磁MRI系统上采用改进的混合PRF/T1方法比单一用PRF或T1方法的测温准度高且可重复性好,可以更好的满足肿瘤热消融对温度监控的需求。 展开更多

关键词 MRI测温 质子共振频率 T1测量 混合PRF T1

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