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基于混合金字塔吉布斯随机场模型的图像分割

中国生物医学工程学报 2004年第1期23卷 79-82页

作者：林亚忠陈武凡杨丰周寿军第一军医大学医学图像处理全军重点实验室广州510515

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... 详细信息

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。

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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计算机辅助血管介入技术进展综述

计算机辅助设计与图形学学报 2022年第7期34卷 985-1010页

作者：李娜贺建安陈阳周寿军中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所深圳518055 中国科学院大学北京100049 东南大学计算机科学与工程学院南京211189

血管类疾病是人类健康的重大威胁.血管介入诊疗作为常用的微创手术面临多种临床负担,亟需计算机辅助技术的支撑.近年来,血管外和血管内的医学影像技术与人工智能方法的快速发展推动了计算机辅助血管介入技术的相关研究.通过回顾和系统... 详细信息

血管类疾病是人类健康的重大威胁.血管介入诊疗作为常用的微创手术面临多种临床负担,亟需计算机辅助技术的支撑.近年来,血管外和血管内的医学影像技术与人工智能方法的快速发展推动了计算机辅助血管介入技术的相关研究.通过回顾和系统分析计算机辅助血管介入的基本内容和关键技术及其应用之间的有机关系,包括多模态医学造影图像分析、导管导丝的位置跟踪、血管关联病灶的特性和形态识别等热点问题,并分析上述内容与手术规划和手术导航的关系,得出该领域的临床应用趋势是结合诊疗一体化的血管介入机器人技术.通过对研究现状和发展趋势的分析,得出各类研发内容所面临的挑战:分割模型对血管结构量化的精确性与拓扑提取的完整性、介入路径矢量化与多模态信息融合的准确性、动静脉血管分类和分段与路径导航的关联性以及血管介入的人机交互的水平和评价方式等问题.分析表明,上述问题的解决将不断地推动人工智能诊疗技术,尤其是机器人辅助血管介入的快速发展和临床应用.

关键词：血管造影图像分析计算机辅助血管介入人工智能机器人辅助血管介入诊疗一体化

基于高斯混合噪声和随机模型的冠脉造影数据仿真

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系统仿真学报 2013年第11期25卷 2655-2661页

作者：杨俊尚鹏周寿军郑曲波吴桂良中国人民解放军第四五八医院广州510602 中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055

提出了一种冠状动脉CT血管造影图像数据的仿真方法。该方法能在三维空间模拟血管目标和背景,可以为血管造影图像的分析计算提供一种仿真数据。方法的主要内容是:管状目标的常规形态和特异形态的模拟;多参数高斯混合噪声背景的产生;基于M... 详细信息

提出了一种冠状动脉CT血管造影图像数据的仿真方法。该方法能在三维空间模拟血管目标和背景,可以为血管造影图像的分析计算提供一种仿真数据。方法的主要内容是:管状目标的常规形态和特异形态的模拟;多参数高斯混合噪声背景的产生;基于Markov随机场的背景纹理生成;基于随机路径模型的心脏左冠状动脉树模拟;目标/背景数据合成与比例控制。由此可以生成多变的血管结构和复杂的背景。实验中利用上述方法有效模拟了多种典型血管形态及其狭窄结构,并有效生成了左冠状动脉树及其血管造影仿真数据。

关键词：血管仿真高斯混合模型 Markov随机场 CT冠状动脉造影

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医学图像轮廓跟踪的广义模糊粒子滤波方法

计算机学报 2005年第1期28卷 88-96页

作者：周寿军陈武凡王涌天第一军医大学医学图像全军重点实验室广州510515 北京理工大学信息工程学院光电工程系北京100081

在医学图像运动跟踪领域 ,轮廓线跟踪是描绘边缘运动的有力手段 .为避免观测噪声的影响 ,增加轮廓的时空局部约束并利用粒子滤波 (PF)技术解决该类跟踪问题是非常有效的 .为更好地优化计算PF的重要比率 (IR)以提高粒子滤波器的性能 ,该... 详细信息

在医学图像运动跟踪领域 ,轮廓线跟踪是描绘边缘运动的有力手段 .为避免观测噪声的影响 ,增加轮廓的时空局部约束并利用粒子滤波 (PF)技术解决该类跟踪问题是非常有效的 .为更好地优化计算PF的重要比率 (IR)以提高粒子滤波器的性能 ,该文提出了广义模糊粒子滤波 (GFPF)方法 ,通过与当前较好的无迹粒子滤波 (UPF)相比较 ,GFPF显示了很好的效果 ;另外 ,在似然估计方面 ,GFPF提供了独特的似然轮廓估计算法 .理论和试验证明 ,GFPF不仅能够很好地解决动态轮廓跟踪问题 ,还为当前各种PF算法的IR计算提供了全新的解决途径 .

关键词：无迹粒子滤波广义模糊粒子滤波试探分布重要比率似然估计

基于增强的粒子滤波算法的医学图像动态轮廓跟踪新方法

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第一军医大学学报 2004年第6期24卷 677-681页

作者：周寿军陈武凡第一军医大学医学图像全军重点实验室广东广州510515

关于医学图像的研究,感兴趣区的运动估计和跟踪是一个深受关注的领域。鉴于医学图像质量低、噪声大的普遍特点,从状态变量的非线性、非高斯分布前提出发,利用粒子滤波技术解决该类跟踪问题是一种具有挑战性的技术:由于经典粒子滤波器的... 详细信息

关于医学图像的研究,感兴趣区的运动估计和跟踪是一个深受关注的领域。鉴于医学图像质量低、噪声大的普遍特点,从状态变量的非线性、非高斯分布前提出发,利用粒子滤波技术解决该类跟踪问题是一种具有挑战性的技术:由于经典粒子滤波器的权值计算,尤其是重要密度函数的构造方法严重影响了粒子滤波器的性能,本文提出了重要改进。针对用粒子滤波方法估计动态轮廓线这一特殊应用,构造了具有特色的似然和先验概率密度算法。结合客观的理论评价标准和大量比较试验,该方法为精确估计动态轮廓线提供了较好的解决对策。

关键词：顺序蒙特卡罗方法粒子滤波重要密度似然估计医学图像

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医学图像分割及其发展现状

计算机学报 2015年第6期38卷 1222-1242页

作者：江贵平秦文健周寿军王昌淼南方医科大学生物医学工程学院广州510515 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055

医学图像分割是各种医学图像应用的基础,当前的临床辅助诊断、图像引导的外科手术和放射治疗中,医学图像分割技术显示出越来越重要的临床价值.由于医学图像种类繁多,常规影像包括磁共振（MR）成像、计算机断层（CT）成像、正电子发射计... 详细信息

医学图像分割是各种医学图像应用的基础,当前的临床辅助诊断、图像引导的外科手术和放射治疗中,医学图像分割技术显示出越来越重要的临床价值.由于医学图像种类繁多,常规影像包括磁共振（MR）成像、计算机断层（CT）成像、正电子发射计算机断层显像（PET）、超声（US）成像等,其中MR成像还可以产生多种不同时间参数序列的图像模态.为此,医学图像分割技术已成为面向不同的影像模态、临床目标、特定解剖学部位的一种独特的应用科学体系.结合现有的国内外研究成果,该文详细地介绍和系统地对比了图像分割方法并进行了分类,最后还对6个国际知名医学成像期刊和会议进行了统计分析,阐述了医学图像分割技术的研究趋势.

关键词：医学图像伪影医学图像分割医学图像配准人工智能

心脏序列图像运动估计新方法:基于广义模糊梯度矢量流场的形变曲线运动估计与跟踪

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计算机学报 2003年第11期26卷 1470-1478页

作者：周寿军梁斌陈武凡第一军医大学生物医学工程系医学图像全军重点实验室广州510515

应用动态轮廓线模型 (ACM)解决心脏运动估计问题是该领域的主要研究方法之一 .采用经典外力和传统ACM模型对感兴趣边缘进行搜索及跟踪时 ,普遍存在模型的局部适应性程度不高的缺陷 .为解决这一挑战性难题 ,该文提出了广义模糊梯度矢量流... 详细信息

应用动态轮廓线模型 (ACM)解决心脏运动估计问题是该领域的主要研究方法之一 .采用经典外力和传统ACM模型对感兴趣边缘进行搜索及跟踪时 ,普遍存在模型的局部适应性程度不高的缺陷 .为解决这一挑战性难题 ,该文提出了广义模糊梯度矢量流 (GFGVF)的概念 ,并构造出一组新的Snake平衡方程 ,该方程可对心脏内部边缘逐帧进行鲁棒跟踪 .为进一步跟踪每一特征点的运动 ,该文将前一步的轮廓跟踪结果作为似然条件 ,结合一致性和连续性先验条件 ,通过最大后验概率 (MAP)的方法对整个过程进行了优化计算 .通过对MR及CT两类心脏序列图像进行运动跟踪实验并对计算结果进行多种比较 ,此方法显示了较好的鲁棒性 .

关键词：心脏序列图像运动估计广义模糊梯度矢量流场动态轮廓线模型

一种基于模糊Gibbs随机场的运动估计新算法

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中国图象图形学报（A辑） 2004年第6期9卷 699-704页

作者：周寿军梁斌陈武凡第一军医大学生物医学工程系图像重点实验室广州510515

运动估计问题具有不适定性 ,单纯采用最大后验概率算法 ,实际上并未解决运动矢量的不连续、矢量的失真与随机噪声等棘手问题。本文应用模糊数据融合与 Gibbs分布的基本思想 ,将运动场风险约束条件的概率分布模式有效地纳入阶段非凸函数 ... 详细信息

运动估计问题具有不适定性 ,单纯采用最大后验概率算法 ,实际上并未解决运动矢量的不连续、矢量的失真与随机噪声等棘手问题。本文应用模糊数据融合与 Gibbs分布的基本思想 ,将运动场风险约束条件的概率分布模式有效地纳入阶段非凸函数 (GNC)算法的局部迭代过程中 ,从而提高了运动估计效果。首先建立 Gibbs的自适应能量模型 ,该模型可将基于特征和基于梯度的两类矢量按照优化约束条件进行融合 ;其次利用各种运动经验知识构造矢量的模糊风险决策表 ,该决策表可对 Gibbs能量方程的每一步迭代收敛结果进行监督和修正 ,从而实现模糊数据融合。从收敛性和鲁棒性两方面说 ,模糊融合后的结果在原有基础上有明显提高。

关键词：运动估计模糊数据融合能量模型阶段非凸函数 GNC Gibbs随机场

一种基于区域增长和结构识别的心血管X线造影图像分割方法

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生物医学工程学杂志 2014年第2期31卷 413-420页

作者：梅川吴桂良杨媛谢斓何家驹李绍林周寿军解放军第四五八医院广州510602 广州军区联勤部沿江东路干部休养所卫生所广州510110

针对冠脉造影图像,本文提出了新的血管分割算法和血管结构识别算子。血管分割中采用了新的血管函数获取血管特征图,并在区域增长算法中实施了自动化的种子点选择、主分支提取、血管细节修复等步骤。血管结构识别中采用了模糊算子,可以... 详细信息

针对冠脉造影图像,本文提出了新的血管分割算法和血管结构识别算子。血管分割中采用了新的血管函数获取血管特征图,并在区域增长算法中实施了自动化的种子点选择、主分支提取、血管细节修复等步骤。血管结构识别中采用了模糊算子,可以判别血管段、分支、交叉、末梢等结构。实验结果表明:新分割方法能够提取的血管面积较单纯区域增长算法平均增加了5%左右,并能够从低灰度区域中恢复出一些较细的血管段。实验对模糊识别算子验证后得出:对仿真血管结构的识别正确率达100%。对于实际分割出的各级血管结构进行判别,总体识别的正确率平均达90.59%。

关键词： X线造影血管函数血管分割区域增长血管结构识别