基于阈值区间的水平集算法在耳蜗分割中的应用 被引量：5

1

作者 刁现芬 陈思平 +1 位作者 梁长虹 汪元美 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期262-266,共5页

为了获取独立的三维耳蜗模型,提出了一种交互式、半自动、由粗到细、结合三维显示反馈的耳蜗分割方法.浏览二维切片,调节图像强度区间并选取感兴趣区域,从颞骨螺旋CT(computed tomography)图像中对耳蜗进行粗分割;采用基于阈值区间的三... 为了获取独立的三维耳蜗模型,提出了一种交互式、半自动、由粗到细、结合三维显示反馈的耳蜗分割方法.浏览二维切片,调节图像强度区间并选取感兴趣区域,从颞骨螺旋CT(computed tomography)图像中对耳蜗进行粗分割;采用基于阈值区间的三维水平集(level set)分割算法对耳蜗进行细分割.应用可视化技术,对分割结果进行实时显示,显示结果作为用户进行参数调节的参考依据,经过多次人机交互,直至获得满意的分割结果.利用临床颞骨螺旋CT图像进行耳蜗分割实验,结果表明该方法适合于分割结构复杂且表面光滑的目标. 展开更多

关键词 耳蜗 图像分割 水平集算法 可视化

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采用V势阱函数的距离归一化水平集算法 被引量：1

2

作者 孙超 许悦雷 +1 位作者 毕笃彦 汪云飞 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第4期271-274,共4页

针对距离归一化水平集算法存在速度下降和弱边缘不敏感的问题,在双势阱函数的基础上提出一种新的V势阱函数。该函数统一了演化速度的数学表达形式,在避免零势阱修正的同时,降低了零势阱附近的演化速度。实验结果表明:与双势阱函数相比,... 针对距离归一化水平集算法存在速度下降和弱边缘不敏感的问题,在双势阱函数的基础上提出一种新的V势阱函数。该函数统一了演化速度的数学表达形式,在避免零势阱修正的同时,降低了零势阱附近的演化速度。实验结果表明:与双势阱函数相比,V势阱函数具有更好的速度和弱边缘检测性能。 展开更多

关键词 水平集 距离归一化水平集算法 V势阱函数 双势阱函数

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三维窄带水平集算法在内耳分割中的应用

3

作者 刁现芬 陈思平 +2 位作者 吴佩娜 梁长虹 汪元美 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期919-924,共6页

为减少从颞骨螺旋CT(computed tomography)图像中分割内耳的手动交互量,阐述了基于区域竞争的窄带水平集算法的基本原理及其特点,构造了合适的速度函数来控制水平集函数的演化,并将该算法应用于颞骨螺旋CT图像中内耳的分割.通过建立三... 为减少从颞骨螺旋CT(computed tomography)图像中分割内耳的手动交互量,阐述了基于区域竞争的窄带水平集算法的基本原理及其特点,构造了合适的速度函数来控制水平集函数的演化,并将该算法应用于颞骨螺旋CT图像中内耳的分割.通过建立三维模型表面上的点与3个正交截面的对应关系,可以快速确定弱边界所在的位置,然后在正交截面上手动编辑以去除多余的组织,得到完整的内耳.对3个病人的5例颞骨图像进行内耳分割实验,实现了4例内耳的完整分割、1例严重畸形内耳的不完整分割.分割1例内耳约需10 min.该方法具有分割速度快、手动交互少、结果表面均匀的优点. 展开更多

关键词 内耳 图像分割 窄带水平集算法

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基于水平集的弱边缘医学超声图像分割算法 被引量：4

4

作者 闫晟 刘明刚 侯朝焕 《电子测量技术》 2008年第5期28-30,74,共4页

图像分割在医学超声图像的定量、定性分析中均扮演着重要的角色,并直接影响到后续的分析、处理工作。但在医学超声图像中,待分割的图像目标经常包括弱边缘,这为利用传统图像分割算法对目标进行分割带来了困难。本文通过对Chan-Vese水平... 图像分割在医学超声图像的定量、定性分析中均扮演着重要的角色,并直接影响到后续的分析、处理工作。但在医学超声图像中,待分割的图像目标经常包括弱边缘,这为利用传统图像分割算法对目标进行分割带来了困难。本文通过对Chan-Vese水平集方法进行研究,利用零水平集曲线的平均边缘能量来对其演化速度进行控制,实现了对图像中目标弱边缘的检测。本文方法在对包含弱边缘的医学超声图像进行分割时,得到了很好的效果。 展开更多

关键词 图像分割 水平集算法 目标边缘

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融合边缘与区域信息的水平集分割算法 被引量：5

5

作者 李惠光 孙思佳 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第18期175-177,201,共4页

针对测地线主动轮廓(GAC)模型容易产生边界泄露且对初始位置敏感及局部图像拟合(LIF)模型容易陷入局部极小的问题,提出融合边缘与区域模型的水平集算法。通过设置权值,该算法能自适应地调整GAC模型和LIF模型在融合算法中所占的比例。对... 针对测地线主动轮廓(GAC)模型容易产生边界泄露且对初始位置敏感及局部图像拟合(LIF)模型容易陷入局部极小的问题,提出融合边缘与区域模型的水平集算法。通过设置权值,该算法能自适应地调整GAC模型和LIF模型在融合算法中所占的比例。对不同图像的实验结果表明该算法的迭代收敛速度比GAC模型和LIF模型要快,分割效果明显优于GAC模型和LIF模型。 展开更多

关键词 测地线主动轮廓(GAC)模型 局部图像拟合(LIF)模型 水平集算法 灰度不均匀

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牙弓曲线约束的多水平集主次统计模型的Levelset算法

6

作者 梁英蓬 唐平 +3 位作者 陈松龄 江小平 李芳 夏迁 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2014年第4期1239-1241,1245,共4页

为了有效地从CT图像中分割下颌神经管,提出了牙弓曲线约束的多水平集主次统计模型的Levelset算法。该算法在分析目前下颌神经管分割算法存在的问题,利用多水平集主次统计模型设计回馈控制,并基于局部牙弓曲线约束分析方法提出。实验表... 为了有效地从CT图像中分割下颌神经管,提出了牙弓曲线约束的多水平集主次统计模型的Levelset算法。该算法在分析目前下颌神经管分割算法存在的问题,利用多水平集主次统计模型设计回馈控制,并基于局部牙弓曲线约束分析方法提出。实验表明算法能有效提高下颌神经管分割的收敛速度与精度。 展开更多

关键词 牙弓曲线 多水平集算法 主次统计模型 下颌神经管

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一种新的自适应水平集融合算法 被引量：2

7

作者 林亚忠 顾金库 郝刚 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第13期216-218,共3页

在处理不均匀图像时,自适应距离保持水平集演化(ADPLS)算法速度快、不受初始轮廓影响,但精度较低;LBF算法精度高,但速度较慢同时易受初始轮廓影响。针对上述2种算法的优缺点,提出一种新的自适应融合算法。该算法根据图像信息自动调整AD... 在处理不均匀图像时,自适应距离保持水平集演化(ADPLS)算法速度快、不受初始轮廓影响,但精度较低;LBF算法精度高,但速度较慢同时易受初始轮廓影响。针对上述2种算法的优缺点,提出一种新的自适应融合算法。该算法根据图像信息自动调整ADPLS与局部二值拟合算法在融合算法中所占比重,实现不同算法的优势互补。实验结果证明,该融合算法在分割精度、速度及稳定性等方面有明显提高。 展开更多

关键词 图像分割 水平集融合算法 自适应距离保持水平集演化算法 局部二值拟合算法

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一种改进的快速C-V水平集红外图像分割 被引量：7

8

作者 危自福 毕笃彦 马时平 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2010年第3期347-352,共6页

当红外图像中包含较强噪声时,C-V模型水平集分割方法会产生大量冗余轮廓;同时,C-V水平集采用偏微分方程(PDE)实现,存在计算量大、分割速度慢的缺点。为此,本文提出了改进的快速算法,该算法保留了C-V模型的全局优化特性,并通过窗口滤波... 当红外图像中包含较强噪声时,C-V模型水平集分割方法会产生大量冗余轮廓;同时,C-V水平集采用偏微分方程(PDE)实现,存在计算量大、分割速度慢的缺点。为此,本文提出了改进的快速算法,该算法保留了C-V模型的全局优化特性,并通过窗口滤波整合图像邻域空间信息来构建曲线进化的外部速度,从而提高C-V模型的抗噪性并减少分割中产生的冗余轮廓;采用基于双链表的快速水平集算法来实现曲线的演化,去除了传统算法中的重新初始化和PDE求解的过程,减少了迭代步数,提高了分割的速度。实验结果表明,本文算法对边缘模糊、噪声较大的红外图像能实现快速而有效的分割。 展开更多

关键词 图像分割 红外图像 C-V模型 快速水平集算法

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基于C-V模型的改进快速水平集图像分割法 被引量：5

9

作者 徐东 彭真明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2817-2821,共5页

针对水平集方法计算复杂度高,无法满足实时系统要求的缺陷,提出一种改进的快速水平集算法。该算法对快速水平集算法进行简化,采用单链表表示轮廓曲线。利用C-V模型的二值拟合项来设计曲线演化的速度函数,保留了C-V模型的全局优化特性。... 针对水平集方法计算复杂度高,无法满足实时系统要求的缺陷,提出一种改进的快速水平集算法。该算法对快速水平集算法进行简化,采用单链表表示轮廓曲线。利用C-V模型的二值拟合项来设计曲线演化的速度函数,保留了C-V模型的全局优化特性。还给出了一个基于单链表中轮廓点个数变化的水平集演化终止准则。该算法不仅明显提高了分割速度,且对噪声图像也能实现高效的分割。 展开更多

关键词 C-V模型 单链表 快速水平集算法 图像分割

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改进水平集模型的海岛边界快速分割方法研究 被引量：3

10

作者 王振华 何婉雯 +2 位作者 孙婧琦 曲念毅 黄冬梅 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2019年第7期1206-1216,共11页

海岛是海洋开发和利用的一个重要载体。海岛边界的快速分割方法研究具有重要的科学价值和战略意义。遥感技术由于具有远距离对地观测的特点,为研究海岛提供了重要的数据资源。鉴于遥感数据波段数多、实时性强和面积覆盖广等特点,提出了... 海岛是海洋开发和利用的一个重要载体。海岛边界的快速分割方法研究具有重要的科学价值和战略意义。遥感技术由于具有远距离对地观测的特点,为研究海岛提供了重要的数据资源。鉴于遥感数据波段数多、实时性强和面积覆盖广等特点,提出了一种海岛边界快速分割模型。该模型分为两方面:基于K均值聚类算法实现海岛边界的粗分割;将海岛边界的粗分割结果作为输入,基于水平集方法实现海岛边界优化。以福建省福州海域某两个海岛的边界分割为例,将改进模型与传统的Chan-Vese模型、测地活动轮廓模型和二值化高斯滤波水平集模型进行比较,结果表明:改进模型的计算耗时和迭代次数较传统分割模型至少降低了50%;改进模型的海岛边界结果精度更加逼近目视解译分割结果。由此可见,改进模型有效地解决了传统分割模型效率低、过分割等现象,为海岛普查等提供了一种快速分割方法。 展开更多

关键词 遥感数据 水平集分割算法 海岛边界

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基于栅格地图的分层式机器人路径规划算法 被引量：20

11

作者 余翀 邱其文 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期528-538,546,共12页

采用分层规划的思想,给出一种基于栅格地图的最优路径规划算法.分层路径规划算法的第1层为拓扑层规划,采用Voronoi图起泡生成算法描述全局可行域的拓扑关系;第2层采用广义水平集算法,解决拓扑层的最优路径搜索问题;第3层为栅格层的路径... 采用分层规划的思想,给出一种基于栅格地图的最优路径规划算法.分层路径规划算法的第1层为拓扑层规划,采用Voronoi图起泡生成算法描述全局可行域的拓扑关系;第2层采用广义水平集算法,解决拓扑层的最优路径搜索问题;第3层为栅格层的路径再规划.在栅格层借鉴窄带水平集的思想,通过拓宽拓扑路径,得到一个机器人安全通行的窄带区域,并在此区域实行局部快速匹配算法,改善了拓扑路径,提高了算法的效率,并提高规划的实时性. 展开更多

关键词 分层路径规划 栅格地图 Voronoi图起泡生成算法 广义水平集算法 局部快速匹配算法

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快速稳定的局部二元拟合分割算法 被引量：2

12

作者 林亚忠 顾金库 +1 位作者 郝刚 蔡茜 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第5期1249-1251,共3页

基于局部区域信息的局部二元拟合(LBF)模型在处理弱边界或灰度不均匀的图像分割方面有一定优势,但该方法非常依赖于初始轮廓,不当的初始轮廓不仅会导致分割时间较长,甚至分割失败。针对这一不足,提出一种快速稳定的LBF模型。首先通过添... 基于局部区域信息的局部二元拟合(LBF)模型在处理弱边界或灰度不均匀的图像分割方面有一定优势,但该方法非常依赖于初始轮廓,不当的初始轮廓不仅会导致分割时间较长,甚至分割失败。针对这一不足,提出一种快速稳定的LBF模型。首先通过添加带有变权系数面积项的LBF模型进行初始分类以获取较好的初始轮廓,然后采用传统的LBF模型对图像进行进一步的分割。实验证明,在保证良好分割效果的前提下,该方法对初始轮廓的选择更加灵活,分割速度明显快于传统的LBF模型。 展开更多

关键词 图像分割 活动轮廓模型 水平集算法 局部二元拟合模型 偏微分方程

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基于CV模型与改进ME模型的肺癌检测算法 被引量：1

13

作者 朴春赫 曹鹏 +1 位作者 赵海 朱宏博 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期639-644,共6页

针对CT影像中恶性肺结节病灶难以自动检测的问题,提出了一种基于CV模型与改进ME模型分割区域之间的面积差异的肺部CT影像癌症检测算法.该方法利用在肺部CT影像中结节边界的模糊程度是判断恶性肺结节的最重要指标这一特性,首先通过CV模... 针对CT影像中恶性肺结节病灶难以自动检测的问题,提出了一种基于CV模型与改进ME模型分割区域之间的面积差异的肺部CT影像癌症检测算法.该方法利用在肺部CT影像中结节边界的模糊程度是判断恶性肺结节的最重要指标这一特性,首先通过CV模型和改进ME模型两种交互式目标分割算法分别对肺部CT影像分割,因这两种分割方法收缩效果不同,故得到两种不同的结节区域,再计算这两种区域之间的面积差异得到该区域的模糊程度,最后计算得到模糊程度比较阈值,以此判断是否存在癌症.实验结果表明,该算法对于肺部CT影像中的癌症检测具有较高的准确率. 展开更多

关键词 图像分割 水平集算法 CV模型 ME模型 肺结节检测

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基于曲线进化的目标检测算法

14

作者 马波 张田文 《信号处理》 CSCD 2003年第3期237-241,共5页

提出了基于曲线进化的运动目标检测算法。对于运动目标检测问题定义了新颖的能量模型,并给出了相应的曲线进化方程。结合水平集算法,所提出的曲线进化模型能够自动的适应拓扑变化,检测出多个运动目标区域及轮廓。从计算物理学领域引入... 提出了基于曲线进化的运动目标检测算法。对于运动目标检测问题定义了新颖的能量模型,并给出了相应的曲线进化方程。结合水平集算法,所提出的曲线进化模型能够自动的适应拓扑变化,检测出多个运动目标区域及轮廓。从计算物理学领域引入基于偏微分方程的水平集窄带算法,在构造窄带时无需显示的知道曲线的位置,并能够快速的实现。 展开更多

关键词 目标检测算法 曲线进化 图像编码 边缘检测 直方图 水平集算法

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一种心肌延迟强化磁共振图像的半自动分割算法

15

作者 杨聪 伍卫国 苏远歧 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期6-11,共6页

针对心肌延迟强化磁共振图像分割中边界模糊的问题,提出了一种基于水平集的半自动分割算法。该算法通过结合多相水平集算法和Chan-Vese模型,可以同时分割心肌内膜、外膜和心肌梗塞区域的边界。根据心脏左心室的圆形特征,通过增加圆形惩... 针对心肌延迟强化磁共振图像分割中边界模糊的问题,提出了一种基于水平集的半自动分割算法。该算法通过结合多相水平集算法和Chan-Vese模型,可以同时分割心肌内膜、外膜和心肌梗塞区域的边界。根据心脏左心室的圆形特征,通过增加圆形惩罚项,使得分割心肌内膜的曲线在迭代过程中逐渐接近于圆形,从而解决了心肌内膜边界模糊的问题。根据心肌内膜和外膜之间的距离关系,提出了动态气球力,通过将两条演化曲线之间的距离约束在一定范围内,使得曲线在真实边界附近收敛,从而提高了分割心肌外膜边界的精度。由于正常心肌与发生梗塞的心肌在灰度上存在着明显的差异,采用Chan-Vese模型代替阈值法分割心肌梗塞区域以获取光滑的目标边界。该算法已在STACOM 2012国际竞赛数据集上进行了验证测试,结果表明,算法的平均Dice相似性系数为0.72,较其他算法的平均Dice系数提高了0.07~0.12;算法具有较好的实验可重复性的同时也具有更好的稳定性。 展开更多

关键词 心肌延迟强化磁共振 水平集算法 心肌梗塞 边界模糊

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考虑海流影响的AUV航路规划算法对比研究

16

作者 盛亮 余鹏 +2 位作者 赵莉 胡瑞卿 王浩 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2021年第4期101-106,共6页

针对海洋环境约束复杂、最优航路求解难的问题,将海流因素融入蚁群算法、量子粒子群算法以及水平集算法这3种较适于水下航路规划的典型算法中,进行了理论对比分析和仿真对比验证。结果表明:二维有流环境中,水平集算法所规划的最优航路... 针对海洋环境约束复杂、最优航路求解难的问题,将海流因素融入蚁群算法、量子粒子群算法以及水平集算法这3种较适于水下航路规划的典型算法中,进行了理论对比分析和仿真对比验证。结果表明:二维有流环境中,水平集算法所规划的最优航路性能要优于蚁群算法和量子粒子群算法;水平集算法的规划速度是蚁群算法的7.4倍、量子粒子群的11.6倍;水平集算法的鲁棒性在3种算法中表现最优。 展开更多

关键词 海流 水下航行器 蚁群算法 量子粒子群算法 水平集算法

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集成式2PR-R型柔顺并联机构优化设计及精密定位性能研究

17

作者 宋晓蕾 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第7期125-131,共7页

以精密定位装置在平面内的定位精度作为任务需求,设计具有平面二自由度的2PR-R柔顺并联机构作为本体构型,通过矢量映射关系建立该机构的Jacobian矩阵,验证其多输入-多输出的运动性能。进一步,基于2PR-R柔顺并联机构的运动特性,以机构静... 以精密定位装置在平面内的定位精度作为任务需求,设计具有平面二自由度的2PR-R柔顺并联机构作为本体构型,通过矢量映射关系建立该机构的Jacobian矩阵,验证其多输入-多输出的运动性能。进一步,基于2PR-R柔顺并联机构的运动特性,以机构静态刚度与一阶固有频率分别作为两个子目标构建多目标函数。以机构的Jacobian矩阵作为运动约束条件,以材料体积分数为不等式约束条件,构建该机构优化问题的数值模型,运用水平集算法进行优化问题的解算。最后,采用SolidWorks拟合机构优化结果的边界曲线,并由有限元软件进行相同工况条件下的力学分析。结果表明:平面2PR-R柔顺并联机构优化模型具有微米级运动特性,与原型并联机构具有相同的运动特性。 展开更多

关键词 2PR-R柔顺并联机构 Jacobian矩阵 水平集算法 拓扑优化

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求总极值问题的最优性条件(英文) 被引量：12

18

作者 邬冬华 田蔚文 张连生 《运筹学学报》 CSCD 2000年第1期33-42,共10页

郑权提出了求总极值问题的积分－水平集的概念性算法，同时给出了最优性条件．本文提出了修正的积分－水平集算法，并且给出了类似的总极值存在的最优性条件。

关键词 总极值问题 积分-水平集算法 最优性条件

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C/C复合材料微观尺度烧蚀形貌演变研究 被引量：3

19

作者 宋永善 齐乐华 +2 位作者 张守阳 张佳平 李逸仙 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期787-791,共5页

为了模拟C/C复合材料高温烧蚀环境下的形貌演变规律,基于水平集算法,耦合扩散方程建立了C/C复合材料在微观尺度烧蚀模型,计算了C/C复合材料的微观形貌演变过程,并将计算过程中发现的圆柱形凸起形貌与C/C复合材料烧蚀后的微观形貌进行了... 为了模拟C/C复合材料高温烧蚀环境下的形貌演变规律,基于水平集算法,耦合扩散方程建立了C/C复合材料在微观尺度烧蚀模型,计算了C/C复合材料的微观形貌演变过程,并将计算过程中发现的圆柱形凸起形貌与C/C复合材料烧蚀后的微观形貌进行了对比,二者吻合较好。在此基础上,分析了气体扩散和非均匀氧化反应对纤维和基体烧蚀形貌演变的影响规律,为研究C/C复合材料微观烧蚀机理奠定基础。 展开更多

关键词 C/C复合材料 烧蚀 形貌演变 水平集算法

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耳蜗长度的无创伤性测量及其横断面的提取 被引量：3

20

作者 刁现芬 陈思平 +1 位作者 梁长虹 吴佩娜 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期149-152,共4页

针对耳蜗尺寸小、形状复杂的特点,给出了一种测量人类耳蜗长度的无创伤性测量方法。首先,使用三维窄带水平集算法从颞骨螺旋CT图像中分割出耳蜗。其次,采用自动跟踪算法提取耳蜗底周质心。再次,采用人机交互的方法提取耳蜗中周、顶周部... 针对耳蜗尺寸小、形状复杂的特点,给出了一种测量人类耳蜗长度的无创伤性测量方法。首先,使用三维窄带水平集算法从颞骨螺旋CT图像中分割出耳蜗。其次,采用自动跟踪算法提取耳蜗底周质心。再次,采用人机交互的方法提取耳蜗中周、顶周部分的质心。最后,提取的耳蜗质心点之间使用Cardinal样条插值,得到光滑的耳蜗中心线,该中心线的长度即为所测耳蜗的长度。借助耳蜗中心线,还可实现沿耳蜗长度方向任一位置的垂直横断面的提取。该方法不仅可测量形状正常的耳蜗,对于耳蜗畸形的情况同样适用。应用颞骨螺旋CT数据测量的耳蜗长度与显微解剖测量结果进行了比较,无显著性差异。 展开更多

关键词 耳蜗长度 图像分割 窄带水平集算法

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