基于形状统计量的空中目标识别 被引量：4

1

作者 廖东平 朱孝开 +2 位作者 魏玺章 黎湘 庄钊文 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第8期1394-1396,共3页

对直升机和固定翼飞机这两类空中目标多普勒频谱测量能力进行分析,并在测量能力得到满足的前提下,针对目标的多普勒频谱提出了用形状统计量(偏度量和峰度量)作为目标识别的特征。通过对18种直升机和固定翼飞机仿真数据进行检验,证明这... 对直升机和固定翼飞机这两类空中目标多普勒频谱测量能力进行分析,并在测量能力得到满足的前提下,针对目标的多普勒频谱提出了用形状统计量(偏度量和峰度量)作为目标识别的特征。通过对18种直升机和固定翼飞机仿真数据进行检验,证明这种方法是有效的,并且适用于悬停直升机的探测与识别。 展开更多

关键词 目标识别 形状统计量 多普勒频谱测量能力 雷达波束驻留时间 脉冲重复频率

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基于形状统计模型的多类目标自动识别方法 被引量：6

2

作者 孙显 王宏琦 杨志峰 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期2626-2631,共6页

形状是人类视觉系统分析和识别目标的基础。针对现有方法的不足,该文提出了一种新的基于形状统计模型的多类目标自动识别方法。该模型定义形状基元对作为特征描述子,从样本图像中抽取典型基元对,聚类量化后组成形状字典。然后综合分析... 形状是人类视觉系统分析和识别目标的基础。针对现有方法的不足,该文提出了一种新的基于形状统计模型的多类目标自动识别方法。该模型定义形状基元对作为特征描述子,从样本图像中抽取典型基元对,聚类量化后组成形状字典。然后综合分析各类信息,通过无监督学习来统计目标的特征分布状况,构建类别形状模型。快速定位目标区域并辨识对象类别后,可结合图像分割获取精确形状。实验结果表明,该方法能准确、高效地提取多种类型和复杂结构的目标,较好解决了噪声干扰、旋转侧偏等问题,具有较强的实用价值。 展开更多

关键词 图像处理 目标识别 形状统计模型 无监督学习

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形状统计Mumford-Shah模型的MR图像左心室外轮廓分割 被引量：3

3

作者 陈强 王平安 夏德深 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期2044-2051,共8页

左心室的分割是左心室运动重建的前提,分割的精度直接影响重建的真实性.由于左心室外轮廓存在弱边界,甚至边界的断裂,使得精确分割左心室外轮廓变得相当困难.文章在详细分析左心室外轮廓的基础上,采用了形状统计Mumford-Shah模型的分割... 左心室的分割是左心室运动重建的前提,分割的精度直接影响重建的真实性.由于左心室外轮廓存在弱边界,甚至边界的断裂,使得精确分割左心室外轮廓变得相当困难.文章在详细分析左心室外轮廓的基础上,采用了形状统计Mumford-Shah模型的分割方法,同时对原模型做了如下两点改造:(1)用期望最大(EM)算法求得图像中每点属于心肌的后验概率,通过此后验概率构造“伪灰度”图像来替代原灰度图像,以达到目标与背景灰度呈阶跃型分布的目的;(2)用边缘图替代Mumfor-Shah模型中的梯度项,以增强弱边缘,提高分割精度.实验结果证明,此方法可以有效地改进分割精度,适合整个心动周期. 展开更多

关键词 Mumford—Shah模型 形状统计 EM算法 MR图像分割 活动轮廓模型

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引入形状统计先验的轮廓提取的概率方法 被引量：1

4

作者 樊鑫 梁德群 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期829-833,共5页

提出了轮廓提取的概率方法,同时将物体形状的统计先验信息和轮廓线的平滑性结合到轮廓的概率估计中首先应用主元分析对低维空间概率采样生成高维形状统计分布的样本,根据形状样本得到轮廓控制点样本,而后结合描述平滑性的先验概率,运用... 提出了轮廓提取的概率方法,同时将物体形状的统计先验信息和轮廓线的平滑性结合到轮廓的概率估计中首先应用主元分析对低维空间概率采样生成高维形状统计分布的样本,根据形状样本得到轮廓控制点样本,而后结合描述平滑性的先验概率,运用序列蒙特卡罗方法实现轮廓估计对实际拍摄的人手图像的实验表明,针对特定的形状,该方法在杂乱背景。 展开更多

关键词 轮廓提取 概率估计 序列蒙特卡罗方法 形状统计先验 主元分析

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结合形状统计的水平集图像分割 被引量：1

5

作者 陈强 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第17期5-8,共4页

给出了一种结合先验形状统计信息的Mumford-Shah模型的水平集实现方法。结合形状统计的水平集图像分割主要包括先验形状模型的构造和形状能量项的构造,针对这两个主要方面做了如下两点工作:(1)提出了一种简单可行的先验形状模型构造方法... 给出了一种结合先验形状统计信息的Mumford-Shah模型的水平集实现方法。结合形状统计的水平集图像分割主要包括先验形状模型的构造和形状能量项的构造,针对这两个主要方面做了如下两点工作:(1)提出了一种简单可行的先验形状模型构造方法;(2)重新构造了形状能量项,它综合考虑了全局和局部形状信息,且不含形状姿态参量,使曲面演化稳定可靠。带标记线左心室核磁共振(MR)长轴图像的实验结果和合成图像的分割结果证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 形状统计 形状配准 水平集 Mumford—Shah模型 图像分割

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膝关节统计学形状模型的几何外形有效性验证

6

作者 段化兵 谷雪莲 +4 位作者 李晓虎 周金成 常逸昊 王杰 郭笑辰 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期243-249,共7页

目的获取中国男性健康膝关节的解剖参数范围,并验证健康膝关节统计学形状模型(statistical shape model,SSM)在几何外形上的有效性,为基于膝关节SSM的假体设计提供依据。方法采集112例健康男性膝关节CT影像,建立三维膝关节模型,每例模... 目的获取中国男性健康膝关节的解剖参数范围,并验证健康膝关节统计学形状模型(statistical shape model,SSM)在几何外形上的有效性,为基于膝关节SSM的假体设计提供依据。方法采集112例健康男性膝关节CT影像,建立三维膝关节模型,每例模型都单独作为目标模型,剩余模型作为训练集进行主成分分析(principal component analysis,PCA),将得到的SSM向着目标模型进行拟合预测,得到SSM拟合模型。在样本模型和SSM拟合模型上分别标记出相同的解剖测量点,并得出17个线性参数和3个角度参数。对解剖参数值采用独立样本t检验和Mann-Whitney U检验进行统计学检验,若得出的P值均大于0.05,则证明SSM在几何外形上的有效性。结果解剖参数的定性和定量对比分析的结果显示,线性参数值的平均偏差均小于6 mm,角度参数值均小于2.5°;统计学检验的结果显示所有解剖参数的P>0.05,证明膝关节SSM拟合模型与真实健康模型在几何外形上不具有统计学差异。结论获得了健康膝关节解剖参数的参考范围,并验证了膝关节SSM模型在外形上与真实健康模型具有一致性。研究结果为基于膝关节SSM的假体设计提供依据。 展开更多

关键词 膝关节 统计学形状模型 主成分分析 几何外形 解剖参数

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一种基于统计形状先验的图像边缘增强新方法 被引量：3

7

作者 李昕 张丹普 付忠良 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期128-134,共7页

针对图像尤其是医学图像的边缘模糊或者缺失对图像后续处理带来的影响,提出了一种图像增强新方法。该方法在各向异性模糊方法框架下,将统计形状的先验加入到演化的过程中,使演化过程中物体边缘模糊的部分被增强,缺失的部分被补充。方法... 针对图像尤其是医学图像的边缘模糊或者缺失对图像后续处理带来的影响,提出了一种图像增强新方法。该方法在各向异性模糊方法框架下,将统计形状的先验加入到演化的过程中,使演化过程中物体边缘模糊的部分被增强,缺失的部分被补充。方法首先使用基于曲率的各向异性扩散,在去除噪声的同时保留了物体的边缘;随后利用最大后验概率和统计形状先验对物体的轮廓进行估计,从而使物体边界模糊和缺失的部分得到了加强。实验使用不同部位的医学超声图像,结果显示该方法能够对物体边缘进行有效、快速的增强,为后续处理提供了很好增强方法。 展开更多

关键词 图像边缘增强 图像去噪 统计形状先验 各向异性扩散

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一种基于NURBS的三维统计形状建模方法 被引量：1

8

作者 刘岩海 胡南 +2 位作者 郑小林 罗洪艳 王阁 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期35-36,共2页

针对当前主动形状模型构建中的实际问题,本文提出一种整合NURBS技术的三维统计形状建模方法。首先对目标样本进行多边形网格化处理,再对其进行NURBS建模和曲面空间变换,然后对NURBS曲面上的控制点进行主成分分析,以生成相应的统计形状... 针对当前主动形状模型构建中的实际问题,本文提出一种整合NURBS技术的三维统计形状建模方法。首先对目标样本进行多边形网格化处理,再对其进行NURBS建模和曲面空间变换,然后对NURBS曲面上的控制点进行主成分分析,以生成相应的统计形状模型。为了验证该方法的有效性,我们将该方法应用于部分人体器官的训练样本集进行建模测试。实验结果表明,该方法可较为合理和准确地描述目标形状的变化模式,并能提高建模效率,减少存储空间的占用。 展开更多

关键词 统计形状建模 NURBS 三维曲面 空间变换

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集成非线性统计形状先验的M-S图像分割模型 被引量：1

9

作者 刘国才 肖茂发 +3 位作者 段宣初 余志浩 阳维力 吴海燕 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期47-53,共7页

为克服噪声污染、血管遮挡、光照不均匀、对比度小、个体间差异大等视网膜和视神经细微组织结构医学图像分割中固有的困难,提出了一种集成非线性形状先验的医学图像分割新方法.该方法首先采用非线性的核函数将目标先验形状窄带水平集映... 为克服噪声污染、血管遮挡、光照不均匀、对比度小、个体间差异大等视网膜和视神经细微组织结构医学图像分割中固有的困难,提出了一种集成非线性形状先验的医学图像分割新方法.该方法首先采用非线性的核函数将目标先验形状窄带水平集映射到其核空间,然后在核空间进行主成分分析(PCA),以获取目标形状窄带水平集核空间的基底向量,并据此将目标形状先验知识集成到Mumford-Shah向量值图像分割模型,实现医学图像的分割.不同青光眼病人的视乳头图像分割实验结果表明,该方法能够有效地分割噪声大、对比度小且部分被血管遮挡的各阶段的青光眼病人视乳头图像. 展开更多

关键词 核主成分分析(KPCA) MUMFORD-SHAH模型 统计形状先验知识 水平集方法 医学图像分割

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基于统计形状模型的面部特征提取随机方法

10

作者 樊鑫 齐春 +1 位作者 梁德群 黄华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期603-606,共4页

针对在复杂背景和部分遮挡情况下提取面部特征轮廓的困难,提出了一种基于统计模型的随机方法.该方法将面部特征轮廓作为动态随机过程的状态序列,并应用统计方法建立人脸整体形状模型和特征形状模型,分别构造面部特征间和面部特征内控制... 针对在复杂背景和部分遮挡情况下提取面部特征轮廓的困难,提出了一种基于统计模型的随机方法.该方法将面部特征轮廓作为动态随机过程的状态序列,并应用统计方法建立人脸整体形状模型和特征形状模型,分别构造面部特征间和面部特征内控制点样本的预测方程,最后利用序列蒙特卡洛方法估计随机状态.该方法给出了面部特征提取的随机描述,打破了确定性方法对单高斯分布和轮廓形状线性变化的依赖性,实现了轮廓的准确可靠提取.对100幅正面人脸图像的实验结果表明,轮廓定位相对误差仅为2 7%.对标准人脸检测数据库中传统算法很难处理的复杂背景和部分遮挡情况,该方法能够正确定位面部特征轮廓. 展开更多

关键词 面部特征提取 随机状态估计 统计形状模型 序列蒙特卡洛方法

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基于统计信息及个体信息的统计形状模型的肝脏分割 被引量：2

11

作者 李春丽 张久楼 冯前进 《南方医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期23-27,共5页

目的提出一种精确有效的分割CT图像中的肝脏区域的算法。方法在统计形状模型的基础上加入灰度模型,其中灰度模型包含了训练集中图像的统计灰度信息和测试集中病人的特异性信息。既从整体上对肝脏组织分割进行控制,又从边缘细节上加以优... 目的提出一种精确有效的分割CT图像中的肝脏区域的算法。方法在统计形状模型的基础上加入灰度模型,其中灰度模型包含了训练集中图像的统计灰度信息和测试集中病人的特异性信息。既从整体上对肝脏组织分割进行控制,又从边缘细节上加以优化。结果对测试集中的10个数据进行测试,相较于传统方法,OE和ASD有明显的提高。结论提出有效的灰度模型不仅提高了分割的精度,而且增强了稳定性。 展开更多

关键词 统计形状模型 灰度模型 统计灰度信息 特异性信息 肝脏分割

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基于统计形状模型的三维足形状建模 被引量：8

12

作者 梅齐昌 高自翔 +1 位作者 Justin FERNANDEZ 顾耀东 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期96-101,共6页

目的构建足的三维统计形状模型(statistical shape model,SSM),揭示足形状的三维变化特征。方法 50名中国青年男性正常足数据用于三维统计形状建模,通过足面网格配准、点对齐及主成分(principal component,PC)降维分析等步骤,获得平均... 目的构建足的三维统计形状模型(statistical shape model,SSM),揭示足形状的三维变化特征。方法 50名中国青年男性正常足数据用于三维统计形状建模,通过足面网格配准、点对齐及主成分(principal component,PC)降维分析等步骤,获得平均足形态及在各PC维度标准差等参数化的足形态。结果通过PC降维分析,三维足型主要在长短及宽窄(PC1,48.01%)、足弓高度及足背厚度(PC2,11.38%)及大脚趾展收(PC3,7.48%)等维度变化。结论通过构建参数化的足三维SSM,可运用至基于该人群的鞋楦制作、鞋垫定制及临床足病快速诊断等应用。 展开更多

关键词 统计形状建模 足形态 鞋楦 主成分分析

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基于三维统计形状模型的肝脏分割 被引量：1

13

作者 肖求根 程明 王博亮 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期751-756,共6页

基于三维统计模型的肝脏分割是医学图像处理领域最近几年兴起的一种分割方法,其以分割效果好和错误率低得到研究者关注.但该分割算法对模型的初始定位敏感,人工定位容易引入误差,这限制了三维统计模型算法的进一步应用.描述了肝脏平均... 基于三维统计模型的肝脏分割是医学图像处理领域最近几年兴起的一种分割方法,其以分割效果好和错误率低得到研究者关注.但该分割算法对模型的初始定位敏感,人工定位容易引入误差,这限制了三维统计模型算法的进一步应用.描述了肝脏平均模型的构造和应用,改进了平均模型的加权形式,提出了基于统计直方图的全自动定位方法,简化了模型的定位. 展开更多

关键词 统计形状模型 三维 肝脏分割 定位

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基于统计形状模型的颅骨自动性别识别 被引量：5

14

作者 杨稳 刘晓宁 +2 位作者 朱菲 赵尚豪 王世雄 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2019年第6期282-287,共6页

颅骨性别识别是法医人类学的热门研究课题之一,在刑侦、考古人类学等领域具有重要的研究价值。以往的颅骨性别识别是人类学家通过经验观察形态或对具有性别二态性差异的特征进行测量分析确定的,主观性较强。文中提出了一种用于三维数字... 颅骨性别识别是法医人类学的热门研究课题之一,在刑侦、考古人类学等领域具有重要的研究价值。以往的颅骨性别识别是人类学家通过经验观察形态或对具有性别二态性差异的特征进行测量分析确定的,主观性较强。文中提出了一种用于三维数字化颅骨的自动性别识别方法。首先构建用于颅骨的统计形状模型,然后将高维颅骨特征投影到低维形状空间,最后使用Fisher判别分析在低维形状空间对颅骨进行分类。这种方法结合了测量法和形态学方法的优点,操作方便,无需专业人员和繁琐的手动测量。实验选择267个维吾尔族的颅骨模型,男性114个,女性153个。其中76个男性和102个女性的颅骨用来建立性别判别模型,其余的用来验证。实验结果表明,所提方法对维吾尔族男性和女性颅骨性别识别的正确率分别为94.7%和92.1%,留一交叉检验表明该方法具有较高的准确率。 展开更多

关键词 颅骨性别识别 统计形状模型 FISHER判别分析 留一交叉检验

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结合纹理与形状的Tagged MR图像左心室分割算法 被引量：3

15

作者 刘复昌 陈强 +2 位作者 孙权森 王平安 夏德深 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期30-40,共11页

分割带标记线核磁共振(tagged MR)图像是左心室运动重建的前提.由于标记线的加载破坏了左心室的轮廓边缘和区域灰度一致性,再加上乳突肌的存在,使带标记线核磁共振图像的左心室内外轮廓分割变得相当困难.在变分框架下,将纹理分类信息与... 分割带标记线核磁共振(tagged MR)图像是左心室运动重建的前提.由于标记线的加载破坏了左心室的轮廓边缘和区域灰度一致性,再加上乳突肌的存在,使带标记线核磁共振图像的左心室内外轮廓分割变得相当困难.在变分框架下,将纹理分类信息与形状统计先验知识引入Mumford-Shah模型中,提出了一种改进的分割带标记线核磁共振图像的左心室内外轮廓的方法.该方法基于支持向量机对S滤波器组提取的纹理特征的分类结果,构造了一种新的图像能量表示;针对乳突肌及边缘断裂现象,引入形状统计先验信息来约束曲线的演化.因为分割过程利用了有监督学习策略,较好地克服了标记线对左心室区域灰度的影响,提高了分割精度.实验结果表明,该方法较以往方法具有更高的分割精度和更好的稳定性. 展开更多

关键词 Mumford—Shah模型 S滤波器组 支持向量机 形状统计 左心室分割

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煤矸石粗集料理化性质和形状特征对混凝土强度的影响 被引量：18

16

作者 王艳 左震 +1 位作者 文波 高冠一 《矿业科学学报》 CSCD 2022年第5期554-564,共11页

随着天然集料的日益缺乏以及国家对固体废弃物再利用的高度重视,煤矸石集料的应用已引起广泛关注,但不同地区煤矸石粗集料理化性质和形状特征差异较大,会显著影响混凝土性能。本文选取陕西省不同矿区的煤矸石,采用宏观指标(压碎指标、... 随着天然集料的日益缺乏以及国家对固体废弃物再利用的高度重视,煤矸石集料的应用已引起广泛关注,但不同地区煤矸石粗集料理化性质和形状特征差异较大,会显著影响混凝土性能。本文选取陕西省不同矿区的煤矸石,采用宏观指标(压碎指标、吸水率、坚固性、表观密度、含泥量)和细观指标(矿物组成、化学成分、微观形貌和内部孔结构)评价煤矸石粗集料的理化性质,并分析了两者之间的关联性。针对煤矸石与天然碎石的形状差异,提出了球度、角数和纹理指数等煤矸石粗集料形状统计指标,并结合煤矸石粗集料宏观指标分析了对混凝土工作性与强度的影响规律。研究结果表明,石英、高岭石和伊利石含量高、微观形貌密实、孔隙率小的煤矸石粗集料,吸水率和压碎指标较低;与天然碎石相比,煤矸石粗集料球度较低,多呈不规则形状,角数和纹理指数高,表现为棱角较多且尖锐、表面更粗糙;压碎指标和吸水率低的煤矸石集料配制的混凝土,和易性好、强度高;当煤矸石粗集料压碎指标差异小时,其形状统计指标决定了混凝土强度,球度越高、角数和纹理指数越小,混凝土强度越低。 展开更多

关键词 煤矸石粗集料 形状统计指标 集料评价指标 混凝土强度

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基于形状不变矩的t-混合模型的图像分类 被引量：1

17

作者 张春燕 翟素兰 罗斌 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第10期67-69,72,共4页

提出一种基于物体形状不变矩特征,采用t-混合模型计算后验概率的统计形状分类的方法:采用Hu形状不变矩作为图像特征,用t-混合模型的EM迭代算法,估计出模型中未知参数,计算出形状类别的后验概率。实验结果表明,物体序列的形状不变矩具有... 提出一种基于物体形状不变矩特征,采用t-混合模型计算后验概率的统计形状分类的方法:采用Hu形状不变矩作为图像特征,用t-混合模型的EM迭代算法,估计出模型中未知参数,计算出形状类别的后验概率。实验结果表明,物体序列的形状不变矩具有良好的统计分布性质,按其后验概率分类的准确性较高。 展开更多

关键词 t-混合模型 EM算法 统计形状分类 不变矩

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基于频谱分析的Procrustes统计步态识别算法 被引量：3

18

作者 杨静 阮秋琦 李小利 《智能系统学报》 2011年第5期432-439,共8页

在信息安全越加重要的现代社会,步态识别以其特有的优势作为一种身份识别手段,得到了很多关注.提出一种基于Procrustes均值形状的傅里叶频谱分析(FSAOPMS)的适用于多视角的步态识别方法.利用Procrustes统计形状分析方法将步态序列中人... 在信息安全越加重要的现代社会,步态识别以其特有的优势作为一种身份识别手段,得到了很多关注.提出一种基于Procrustes均值形状的傅里叶频谱分析(FSAOPMS)的适用于多视角的步态识别方法.利用Procrustes统计形状分析方法将步态序列中人体轮廓的连续步态变化表示成一个紧致的Procrustes均值形状(PMS),将PMS作为原始步态特征,对PMS进行傅里叶频谱分析(FSA).计算不同步态序列的PMS幅度谱的欧式距离,利用最近邻(NN)分类器进行识别.在中国科学院自动化所的CASIA Gait Database数据库上进行了实验,与其他3种方法进行了比较,新方法具有很高的识别率,证明了该算法的有效性. 展开更多

关键词 步态识别 Procrustes统计形状分析 Procrustes均值形状(PMS) 傅里叶频谱分析(FSA) 多视角识别

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统计形状建模在骨盆形态与生物力学功能研究中的应用

19

作者 刘晨 徐柳 +2 位作者 Justin FERNANDEZ 梅齐昌 顾耀东 《医用生物力学》 2025年第4期1061-1068,共8页

骨盆作为连接脊柱与下肢的关键结构,不仅承载上半身重量,还在下肢运动与力传递中发挥重要作用,其复杂的形态与功能长期以来是一个重要研究热点。由于个体间存在显著差异,骨盆形态的多样性给形态与功能关系的研究带来了挑战。统计形状模... 骨盆作为连接脊柱与下肢的关键结构,不仅承载上半身重量,还在下肢运动与力传递中发挥重要作用,其复杂的形态与功能长期以来是一个重要研究热点。由于个体间存在显著差异,骨盆形态的多样性给形态与功能关系的研究带来了挑战。统计形状模型(statistical shape model,SSM)作为一种量化与描述形态变化特征的有效方法,已成为研究骨盆形态与功能关系的重要工具。本文综述了SSM在骨盆形态与生物力学功能研究中的应用进展,探讨其在揭示骨盆形态特征及其对生物力学功能影响方面的作用,并展望未来的潜在发展方向。通过综合分析现有文献资料,为临床医生、生物力学研究者及医疗器械设计者提供有益的参考与启示。 展开更多

关键词 骨盆 统计形状模型 生物力学 形态学 临床应用

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虚拟脊柱侧凸病例腰椎自动生成方法

20

作者 赵逸飞 张俊华 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期323-329,共7页

统计形状模型(SSM)是一种描述可变形物体形态学变化的模型,被广泛应用于三维(3D)肝脏分割、3D脊柱生成等任务。针对现有SSM在生成虚拟青少年特发性脊柱侧凸(AIS)腰椎病例数据时存在生成结果不真实且对AIS病例适用性较差的问题,提出一种... 统计形状模型(SSM)是一种描述可变形物体形态学变化的模型,被广泛应用于三维(3D)肝脏分割、3D脊柱生成等任务。针对现有SSM在生成虚拟青少年特发性脊柱侧凸(AIS)腰椎病例数据时存在生成结果不真实且对AIS病例适用性较差的问题,提出一种基于三维变分自编码生成式对抗注意力网络(3D-VGAN)的虚拟AIS腰椎自动生成方法。3D-VGAN模型由编码器、生成器和判别器组成,编码器和生成器在变分自编码器(VAE)模型的基础上结合空间注意力机制提取数据特征,同时利用残差模块解决了神经网络训练过程中的网络退化问题。为了克服生成-判别结构的3D-VGAN模型中存在的稳定性不强、生成器与判别器训练速度不匹配的问题,使用阈值训练法对3D-VGAN模型进行训练,提升了稳定性。在基于43例AIS病例腰椎3D模型的数据集上的实验结果表明:3DVGAN模型在病例重建实验中的结构相似性(SSIM)系数为0.99962,相比3D-VAE、3D-变分自编码生成式对抗注意力网络(VAEGAN)和SSM模型分别提高了0.08009%、0.00200%、0.12220%;在病例生成实验中的弗雷歇初始距离(FID)系数为275.65348,相比3D-VAE、3D-VAEGAN和SSM模型分别降低了8.42055%、0.97773%、7.31927%。上述实验结果验证了3D-VGAN模型通过注意力机制、残差模块和阈值训练法取得了更好的虚拟AIS病例腰椎数据生成性能。 展开更多

关键词 青少年特发性脊柱侧凸 生成式对抗网络 统计形状模型 图像生成 深度学习

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