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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
1
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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膝关节统计学形状模型的几何外形有效性验证
2
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 统计形状模型 主成分分析 几何外形 解剖参数
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基于统计形状模型的面部特征提取随机方法
3
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
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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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基于三维统计形状模型的肝脏分割 被引量:1
5
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
6
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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基于知识的多层Mumford-Shah向量值图像分割模型 被引量:4
7
作者 刘国才 王耀南 段宣初 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期356-363,共8页
针对多层Mumford-Shah模型不能正确分割对比度小且部分被遮挡的复杂医学图像问题,将目标形状先验知识窄带水平集统计形状模型集成到多层Mumford-Shah模型,提出了基于目标形状先验知识的多层Mumford-Shah向量值图像分割模型和求解该图像... 针对多层Mumford-Shah模型不能正确分割对比度小且部分被遮挡的复杂医学图像问题,将目标形状先验知识窄带水平集统计形状模型集成到多层Mumford-Shah模型,提出了基于目标形状先验知识的多层Mumford-Shah向量值图像分割模型和求解该图像分割模型泛函最小值的水平集逐层迭代算法.实验结果表明,该方法能够有效分割对比度小且部分被血管遮挡的早期青光眼病人视乳头图像. 展开更多
关键词 统计形状模型 多层Mumford-Shah模型 水平集方法 最小分割问题 医学幽像处理
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结合高斯过程和形变模型的超声图像分割方法 被引量:2
8
作者 倪波 刘志远 余钢 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第12期210-215,226,共7页
目标区域的先验形状在基于形变模型的超声图像分割方法中扮演着重要的角色。为了提高先验形状模型对目标轮廓形变细节的建模能力,提出了一种基于高斯过程的统计形状模型。目标的形状被表示成一种离散的随机时间序列;利用高斯过程的性质... 目标区域的先验形状在基于形变模型的超声图像分割方法中扮演着重要的角色。为了提高先验形状模型对目标轮廓形变细节的建模能力,提出了一种基于高斯过程的统计形状模型。目标的形状被表示成一种离散的随机时间序列;利用高斯过程的性质对训练集中的目标形状变化进行统计学习,从而生成目标的先验形状和先验概率。为给形变模型向目标区域的演化提供观测模型,结合超声图像中目标边缘内外灰度变化特征设计了一种径向纹理特征模型。分割的优化被转化为求最大后验概率的过程。基于真实的临床超声图像实验结果显示,与其他方法相比该方法在复杂形变区域和弱边缘区域提供了更准确和鲁棒的结果。 展开更多
关键词 超声图像分割 形变模型 高斯过程 统计形状模型 径向纹理特征模型
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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
9
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
10
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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基于ASM的图像中二维物体的定位方法研究 被引量:13
11
作者 蔡宇新 徐涛 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2003年第z1期191-194,共4页
文中以医学图像中脊柱的定位为应用背景 ,介绍了一种基于统计形状模型的主动形状模型 (ASM)的理论框架。它首先运用主分量分析方法建立目标轮廓的先验模型 ,而后通过不断调整模型参数来减少模型与目标轮廓的距离误差 ,最终在多次迭代后... 文中以医学图像中脊柱的定位为应用背景 ,介绍了一种基于统计形状模型的主动形状模型 (ASM)的理论框架。它首先运用主分量分析方法建立目标轮廓的先验模型 ,而后通过不断调整模型参数来减少模型与目标轮廓的距离误差 ,最终在多次迭代后达到模型与实际目标的匹配。与传统的目标定位方法相比 ,ASM模型具有较高的通用性和准确性 ,根据该模型得到的实验结果也说明了其在目标定位应用中的有效性。 展开更多
关键词 目标定位 主动形状模型 统计形状模型 主分量分析 医学图像
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基于配准与ASM方法的医学图像分割 被引量:3
12
作者 曹会志 罗述谦 《中国医学影像技术》 CSCD 北大核心 2006年第7期1108-1111,共4页
目的随着医学图像数据的急剧增长,建立从医学图像中自动分割特定解剖结构的算法。方法首先,获取的脑图像体数据集通过与参考体数据集的配准,使对应层图像包含与参考数据相似的解剖结构;然后利用训练得到的统计形状模型自动定位、分割指... 目的随着医学图像数据的急剧增长,建立从医学图像中自动分割特定解剖结构的算法。方法首先,获取的脑图像体数据集通过与参考体数据集的配准,使对应层图像包含与参考数据相似的解剖结构;然后利用训练得到的统计形状模型自动定位、分割指定的解剖结构。结果实验表明这种算法能取得良好的分割结果。结论本文提出的基于互信息的图像配准和统计形状模型的分割算法,能够实现从体数据中自动定位解剖结构所在的图像位置并分割出目标结构。 展开更多
关键词 医学图像 图像分割 统计形状模型 图像配准
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基于粒子滤波器算法的特征标记点匹配 被引量:2
13
作者 李晓捷 李光旭 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期249-253,265,共6页
利用等间隔方法在物体表面标定特征标记点构成训练样本集,所获得的统计形状模型质量较低。针对该问题,提出一种基于粒子滤波器算法的特征标记点匹配算法。通过球面保角映射将三维表面映射到二维变量化空间,并利用粒子滤波器算法框架将... 利用等间隔方法在物体表面标定特征标记点构成训练样本集,所获得的统计形状模型质量较低。针对该问题,提出一种基于粒子滤波器算法的特征标记点匹配算法。通过球面保角映射将三维表面映射到二维变量化空间,并利用粒子滤波器算法框架将物体表面局部几何特征量和整体空间结构特征相结合,实现特征点的最优匹配。实验结果表明,与利用等间隔方法相比,该算法获得的统计形状模型具有更高的通用性和专一性。 展开更多
关键词 统计形状模型 点分布模型 特征点匹配 表面映射 粒子滤波器
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基于球面保角映射理论的表面特征标记点匹配法
14
作者 汤春明 牛百铃 李光旭 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2016年第1期54-58,共5页
提出一种基于曲面参数化理论的半自动匹配方法.首先,选择任一样本数据作为参照模型,根据其表面几何特征手动标定特征标记点;其次,利用保角映射方法将全部样本数据映射到同一球形域,根据球面坐标对应关系实现在其他样本表面上特征标记点... 提出一种基于曲面参数化理论的半自动匹配方法.首先,选择任一样本数据作为参照模型,根据其表面几何特征手动标定特征标记点;其次,利用保角映射方法将全部样本数据映射到同一球形域,根据球面坐标对应关系实现在其他样本表面上特征标记点的自动标定;最后,利用迭代逼近点方法归一化特征标记点在空间的位置.实验考察了统计形状模型的通用性原则和专一性原则,并且比较了球面保角映射中不同约束条件对获得模型质量的影响.实验结果表明:利用球面保角映射3个基准点约束所得模型的专一性指标明显好于零质心约束方法,并且实验所需时间减少近50%. 展开更多
关键词 球面保角映射理论 特征标记点匹配 统计形状模型构建 活动形状模型 图像分割
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基于机器学习和几何变换的实时2D/3D脊椎配准 被引量:6
15
作者 陈智强 王作伟 +4 位作者 方龙伟 菅凤增 吴毅红 李硕 何晖光 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期1183-1194,共12页
在图像引导的脊柱手术中,实时高效的2D/3D配准是一项重要且具有挑战性的任务.通常的2D/3D配准一般是将三维图像投影到二维平面,然后进行2D/2D的配准.由于投影空间涉及到3个平移以及3个旋转参数,其投影空间的复杂度为O(n6),使得配准很难... 在图像引导的脊柱手术中,实时高效的2D/3D配准是一项重要且具有挑战性的任务.通常的2D/3D配准一般是将三维图像投影到二维平面,然后进行2D/2D的配准.由于投影空间涉及到3个平移以及3个旋转参数,其投影空间的复杂度为O(n6),使得配准很难兼具高准确性和高实时性.本文提出了一个结合机器学习与几何变换的2D/3D配准方法,首先,使用统计形状模型对目标脊椎进行建模,并构建了一种新的投影方式,使得6个投影参数中的4个可以使用几何的方法计算出来;接下来利用回归学习的方法学习目标脊椎的形状与投影参数之间的关系;最终,结合学到的关系和几何变换完成配准.本方法的两个姿态参数的平均预测误差为0.84?和0.81?,平均目标配准误差(Mean target registration error,m TRE)为0.87 mm,平均配准时间为0.9 s.实验结果表明本方法具有很好的实时性和准确性. 展开更多
关键词 2D/3D配准 机器学习 几何变换 统计形状模型 实时
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