医学图像分析的现状与展望 被引量：28

1

作者 陈武凡 秦安 +2 位作者 江少峰 冯前进 郝立巍 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期175-181,共7页

综述了医学图像分析的当前主要进展,包括理论模型、感兴趣区分割、图像配准与融合、时序图像的功能分析等传统研究。根据该领域的新进展,简述了基于内容的医学图像检索系统、标准数据集和评估准则的建立,以及医学图像分析商用软件等较... 综述了医学图像分析的当前主要进展,包括理论模型、感兴趣区分割、图像配准与融合、时序图像的功能分析等传统研究。根据该领域的新进展,简述了基于内容的医学图像检索系统、标准数据集和评估准则的建立,以及医学图像分析商用软件等较新颖的热点。最后总结了医学图像分析领域面临的主要挑战和未来发展方向。 展开更多

关键词 医学图像 图像分割 图像配准 运动估计 图像检索

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广义模糊集合论及其在图象处理中的新应用 被引量：8

2

作者 陈武凡 谢新鹏 洪文松 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期66-73,共8页

作者的早期研究成果广义模糊集合论在本文中得到进一步的完善，相对完整系统地探讨了广义模糊集合的性质，并给出了一些新的定义和运算公式。此外还将其运用到图象处理的某些领域如数字减影和目标识别，实验结果证实了它的优越性。

关键词 广义模糊集合论 图象处理 数字减影 目标识别

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并行磁共振成像的回顾、现状与发展前景 被引量：19

3

作者 陈武凡 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期649-654,共6页

经过20多年的发展,磁共振成像已经成为临床医学影像学检查最重要的手段之一,但缩短采集时间仍然是磁共振成像研究的重要问题之一。最近10年,成像速度的提高主要依赖于多通道线圈采集技术的出现和并行成像算法的发展。本研究介绍了并行... 经过20多年的发展,磁共振成像已经成为临床医学影像学检查最重要的手段之一,但缩短采集时间仍然是磁共振成像研究的重要问题之一。最近10年,成像速度的提高主要依赖于多通道线圈采集技术的出现和并行成像算法的发展。本研究介绍了并行成像的发展历程,并对现有重建算法及其应用进行了阐述、比较与分析。 展开更多

关键词 磁共振成像 并行成像

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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

4

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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基于主相位一致性的医学图像配准 被引量：21

5

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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基于互信息量和模糊梯度相似性的医学图像配准 被引量：21

6

作者 陈明 陈武凡 +1 位作者 冯前进 杨丰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1835-1838,共4页

本文分析了基于互信息量的医学图像配准算法中存在的鲁棒性问题 ,提出创建图像的模糊梯度场及建立模糊梯度相似性测度 ,并将其结合到互信息量配准算法当中 .实验证明 ,本方法很好的解决了传统基于互信息量的方法中存在的鲁棒性问题 ,能... 本文分析了基于互信息量的医学图像配准算法中存在的鲁棒性问题 ,提出创建图像的模糊梯度场及建立模糊梯度相似性测度 ,并将其结合到互信息量配准算法当中 .实验证明 ,本方法很好的解决了传统基于互信息量的方法中存在的鲁棒性问题 ,能够快速稳定地实现医学图像配准 . 展开更多

关键词 医学图像配准 互信息量 模糊梯度场 鲁棒性 模糊梯度相似性

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基于最大互信息量熵差分割的CT金属伪影消除 被引量：13

7

作者 马建华 陈武凡 +2 位作者 黄静 杨迪 毕一鸣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1779-1783,共5页

本文作者提出一种基于图像最大互信息量熵差分割的CT金属伪影消除算法.新算法首先利用各向异性高斯滤波对原始CT图像进行预处理,以抑制CT图像中的部分噪声和伪影;其后配合最大互信息量熵差分割算法,对预处理CT图像进行自适应多目标分割... 本文作者提出一种基于图像最大互信息量熵差分割的CT金属伪影消除算法.新算法首先利用各向异性高斯滤波对原始CT图像进行预处理,以抑制CT图像中的部分噪声和伪影;其后配合最大互信息量熵差分割算法,对预处理CT图像进行自适应多目标分割;接着通过对分割后的金属物图像及由金属引起的伪影进行正向投影,得到金属物的投影数据,并将此投影数据与原始CT图像的正向投影数据做"与"运算,以获取金属物投影在投影空间内的索引函数,再将原始CT投影数据减除金属物对应的投影数据部分,利用索引函数完成原始CT投影数据中的反馈式插值处理,得到修正的投影数据;最后对修正的投影数据采用滤波反投影完成CT图像重建.实验表明,本文算法对含有金属伪影的真实体模CT图像和临床CT图像的伪影消除均有尚佳表现. 展开更多

关键词 CT金属伪影 各向异性高斯滤波器 最大互信息量分割算法 反馈式插值算法

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基于标准剂量CT图像非局部权值先验的低剂量图像恢复 被引量：14

8

作者 毕一鸣 马建华 +3 位作者 路利军 刘楠 黄静 陈武凡 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1146-1151,共6页

本文提出一种基于标准剂量CT图像非局部权值先验的低剂量图像恢复方法,该方法首先将先前标准剂量图像与低剂量CT图像配准,并对低剂量CT图像进行预处理以抑制部分噪声,随后利用非局部均值的思想计算配准后的先前标准剂量CT图像的权值矩阵... 本文提出一种基于标准剂量CT图像非局部权值先验的低剂量图像恢复方法,该方法首先将先前标准剂量图像与低剂量CT图像配准,并对低剂量CT图像进行预处理以抑制部分噪声,随后利用非局部均值的思想计算配准后的先前标准剂量CT图像的权值矩阵,基于该权值矩阵对预处理后的低剂量CT图像进行加权均值滤波.仿真实验和临床脑灌注数据实验表明,本文方法在消除低剂量CT图像噪声和伪影的同时,还可提升图像分辨率,对临床脑灌注CT扫描的疾病诊断中尤为有效. 展开更多

关键词 低剂量CT 图像恢复 非局部权值先验 重复CT扫描

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基于投影数据非单调性全变分恢复的低剂量CT重建 被引量：12

9

作者 钱姗姗 黄静 +5 位作者 马建华 张华 刘楠 张喜乐 冯前进 陈武凡 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1702-1707,共6页

为获取低剂量CT图像的优质重建,本文提出一种基于投影数据非单调性全变分恢复的低剂量CT重建方法.新方法首先通过非线性Anscombe变换将满足Poisson分布的投影数据转化为近似Gaussian分布,其后对变换后的Gaussian型数据进行非单调性全变... 为获取低剂量CT图像的优质重建,本文提出一种基于投影数据非单调性全变分恢复的低剂量CT重建方法.新方法首先通过非线性Anscombe变换将满足Poisson分布的投影数据转化为近似Gaussian分布,其后对变换后的Gaussian型数据进行非单调性全变分最小化算法(Nonmonotone Total Variation Minimization,NTVM)滤波,最后对Anscombe逆变换数据实现传统的滤波反投影(Filtered Back Projection,FBP)CT重建.仿真和临床低剂量CT重建实验表明,本文方法在噪声清除、伪影抑制和缩短重建时间等方面均有上佳表现. 展开更多

关键词 低剂量CT 非单调性全变分 Anscombe变换 投影数据恢复

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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

10

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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基于稀疏表示的两级图像去噪 被引量：13

11

作者 何艳敏 甘涛 陈武凡 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2268-2272,共5页

在噪声较严重的情况下对图像进行恢复,至今仍是一个挑战。该文提出一种基于图像稀疏表示的去噪方法。在原子库训练中,引入基于相关系数的匹配准则和原子库裁剪方案,很好地处理了图像结构提取和人为噪声抑制之间的矛盾。实验结果表明,该... 在噪声较严重的情况下对图像进行恢复,至今仍是一个挑战。该文提出一种基于图像稀疏表示的去噪方法。在原子库训练中,引入基于相关系数的匹配准则和原子库裁剪方案,很好地处理了图像结构提取和人为噪声抑制之间的矛盾。实验结果表明,该方法在主客观去噪性能上较同类方法有了显著的提高,在噪声强度较大的情况下,获得了比当前先进方法更好的主客观图像恢复质量。 展开更多

关键词 图像处理 稀疏表示 原子库训练 原子库裁剪

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基于双目视觉的呼吸运动实时跟踪方法研究 被引量：5

12

作者 朱超华 陈武凡 +2 位作者 徐子海 陈超敏 贺志强 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期520-527,共8页

探讨一种基于双目视觉的呼吸运动实时跟踪方法,以减少在胸腹部的肿瘤放射治疗中由于呼吸等因素造成肿瘤位置动态位移而引起的治疗误差。使用由双摄像机组成的计算机视觉系统,实时匹配出标记物在左右两摄像机采集的图像中的具体坐标,依... 探讨一种基于双目视觉的呼吸运动实时跟踪方法,以减少在胸腹部的肿瘤放射治疗中由于呼吸等因素造成肿瘤位置动态位移而引起的治疗误差。使用由双摄像机组成的计算机视觉系统,实时匹配出标记物在左右两摄像机采集的图像中的具体坐标,依据双目成像的基本原理,计算出标记物在腹部表面的三维坐标值,结合时间参数,计算出该特征点三维坐标的变化情况,以此来完成对呼吸运动的实时跟踪。在目标跟踪过程中,使用鲁棒性强的SIFT(scale invariant feature transform)算法作为目标图像匹配的方法,并且在算法设计过程中,采用动态选择待匹配图像和局部搜索的策略。实验结果表明,目标图像匹配精确,减少了提取图像SIFT特征所需要的大量时间。在一个呼吸周期内,视觉测量的标记物的最大运动范围与实际测量值不超过0.2 cm,且能够做到实时性计算。该模型的运行精度高,能够较好地实时跟踪人体的呼吸运动。 展开更多

关键词 放射治疗 呼吸运动 图像跟踪 双目视觉 尺度不变特征变换(SIFT)

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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

13

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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基于邻域信息和高斯加权卡方距离的脊椎MR图像分割 被引量：6

14

作者 郑倩 卢振泰 +2 位作者 陈超 冯前进 陈武凡 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期357-362,共6页

提出一种基于邻域信息和高斯加权卡方距离的脊椎MR图像椎体的自动分割方法。由于成像过程中存在噪声和各向异性的影响,单个像素的灰度值对噪声敏感,为此采用5像素×5像素窗口,提取每个像素点邻域内的空间-灰度特征,该特征对噪声具... 提出一种基于邻域信息和高斯加权卡方距离的脊椎MR图像椎体的自动分割方法。由于成像过程中存在噪声和各向异性的影响,单个像素的灰度值对噪声敏感,为此采用5像素×5像素窗口,提取每个像素点邻域内的空间-灰度特征,该特征对噪声具有较强的鲁棒性。利用高斯加权的卡方距离度量两个像素的相似性,构造一种全新的相似度矩阵;而单一的尺度参数存在一定局限性,所以引入一种自适应的局部收缩因子,完成脊椎MR图像椎体的自动分割。实验结果表明,新算法克服了传统方法中常见的过分割和欠分割现象,覆盖率均在96%以上;分割的正常和退行性改变椎体光滑且清晰,具有分割结果准确、鲁棒性强的优点。作为一种一般性的分割方法,该算法可以拓展到其他器官的分割中。 展开更多

关键词 高斯核函数 卡方距离 局部收缩 相似度矩阵

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基于概率跟踪的冠状动脉造影图像的血管树提取 被引量：4

15

作者 周寿军 陈武凡 +2 位作者 冯前进 张建贵 王涌天 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1270-1274,共5页

采用传统的基于跟踪的方法分割冠状动脉X射线造影图像的血管时,易受血管节点和曲率的影响.对此,本文提出了基于多特征测度的概率跟踪模型和中心线优化算子,该方法能够准确地分割出血管树的骨架并进行中心线优化.实验中,该方法不仅避免... 采用传统的基于跟踪的方法分割冠状动脉X射线造影图像的血管时,易受血管节点和曲率的影响.对此,本文提出了基于多特征测度的概率跟踪模型和中心线优化算子,该方法能够准确地分割出血管树的骨架并进行中心线优化.实验中,该方法不仅避免了传统方法的弊端,而且具有较低的计算耗时、较高的鲁棒性、全自动性:一次选定跟踪的起点,可以自动提取出80%以上冠状动脉树. 展开更多

关键词 血管分割 血管跟踪 多特征测度 概率跟踪模型 冠状动脉X射线造影

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基于混合金字塔吉布斯随机场模型的图像分割 被引量：6

16

作者 林亚忠 陈武凡 +1 位作者 杨丰 周寿军 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期79-82,共4页

最大后验 (Maximumaposterior ,MAP)估计已被广泛应用于基于吉布斯随机场 (GibbsRandomFields,GRF)的贝叶斯图像分割中。然而迄今为止 ,严格意义上的MAP估计仍无法实现 ,近似的MAP分割也遇到如 :计算量极大和GRF模型参数无监督估计难等... 最大后验 (Maximumaposterior ,MAP)估计已被广泛应用于基于吉布斯随机场 (GibbsRandomFields,GRF)的贝叶斯图像分割中。然而迄今为止 ,严格意义上的MAP估计仍无法实现 ,近似的MAP分割也遇到如 :计算量极大和GRF模型参数无监督估计难等问题。因此 ,针对这些困难 ,通过利用混合金字塔结构 ,扩展了传统单分辨率意义上GRF模型 ,提出一种多分辨率的混合金字塔吉布斯模型 ,从而圆满地解决这些难题。实验表明 :提出的模型算法有很好的鲁棒性 ,且易于实现对图像快速、精确分割。 展开更多

关键词 混合金字塔结构 吉布斯随机场 多分辨率 图像分割

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基于KL距离加权和局部邻域信息的CV模型 被引量：7

17

作者 刘燕杰 卢振泰 +1 位作者 冯前进 陈武凡 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1447-1451,共5页

本文提出了基于Kullback-Leibler(KL)距离加权和局部邻域信息的Chen-Vese(CV)模型.引入KL距离作为内外部局部区域能量的权值系数;计算曲线附近点的局部邻域能量之和作为模型的内部能量,从而提高对边缘的检测性能,并降低区域内灰度不均... 本文提出了基于Kullback-Leibler(KL)距离加权和局部邻域信息的Chen-Vese(CV)模型.引入KL距离作为内外部局部区域能量的权值系数;计算曲线附近点的局部邻域能量之和作为模型的内部能量,从而提高对边缘的检测性能,并降低区域内灰度不均匀等因素对曲线进化的影响.验证实验采用大量实际临床数据,结果表明该算法能准确地分割医学图像,且能量函数有较好的收敛性. 展开更多

关键词 Chen-Vese(CV)模型 KL距离 局部邻域信息 医学图像分割

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基于小波变换的CT/PET图像融合最佳参数研究 被引量：5

18

作者 刘凌湘 陈武凡 +2 位作者 周凌宏 徐子海 陈超敏 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期498-503,共6页

为了提高基于小波变换图像融合的性能,在图像融合规则相对固定的情况下,提出一种确定最佳小波基函数和分解层数的方法。从图像的信息熵出发,通过比较低频子带图像熵差与原始图像熵差的接近程度,选择每一种小波基所对应的最佳分解层数;... 为了提高基于小波变换图像融合的性能,在图像融合规则相对固定的情况下,提出一种确定最佳小波基函数和分解层数的方法。从图像的信息熵出发,通过比较低频子带图像熵差与原始图像熵差的接近程度,选择每一种小波基所对应的最佳分解层数;在小波分解层数确定的情况下,结合图像融合评价方法,选择最佳的小波基函数。与引入融合效果的评价构成一个闭环系统来确定小波参数相比,该方法极大地简化了判别过程;将该方法应用于CT/PET图像融合,获得了较好的融合效果。实验结果表明,该方法简单可行,对基于小波变换图像融合的小波参数选取有一定的指导意义。 展开更多

关键词 CT/PET 小波变换 图像融合 小波基 分解层数

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MR图像刚性平移运动伪影的自动逆向迭代修正 被引量：9

19

作者 侯正松 江贵平 +1 位作者 王华峰 陈武凡 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期353-358,共6页

在MR扫描过程中患者的自主或非自主运动使获得的采集数据的相位发生偏移,因而重建图像含有运动伪影,严重地影响临床诊断。由于平移和旋转是最基本的刚性运动,故几乎所有刚性运动都可由他们复合而成。本研究针对MR图像刚性平移运动伪影... 在MR扫描过程中患者的自主或非自主运动使获得的采集数据的相位发生偏移,因而重建图像含有运动伪影,严重地影响临床诊断。由于平移和旋转是最基本的刚性运动,故几乎所有刚性运动都可由他们复合而成。本研究针对MR图像刚性平移运动伪影提出了一个新的后处理方法:逆向迭代修正法(IIC)。通过逆向模拟患者的平移运动,逐次修正信号在K空间中已偏移的相位,然后根据最小熵约束准则,判断所模拟的逆向运动平移量是否等于患者的实际运动平移量,即修正到原来的位置。实验表明,应用本研究提出的逆向迭代修正算法,运动伪影能被修正到一个较为理想的状态。在修正后图像质量及计算耗时方面,优于其他算法。 展开更多

关键词 运动伪影 后处理 逆向迭代修正(IIC)

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基于互信息量的医学图像自动弹性配准 被引量：5

20

作者 张煜 刘哲星 +1 位作者 李树祥 陈武凡 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期279-281,共3页

本研究采取一种基于互信息量的分级自动选点方法选取对应特征点集。得到对应点集后 ,利用改进的薄板样条插值方法来进行弹性配准。用此方法 。

关键词 自动弹性配准 互信息量 分级策略 薄板样条

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