超声三维图像数据重建与图像识别方法研究

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1、华中科技大学硕士学位论文超声三维图像数据重建与图像识别方法研究姓名：罗小安申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：周成平20070123摘要三维超声成像技术为医生提供了更具有真实感的人体内部空间三维器官和组织的图像，既可以实现虚拟内窥，还能够实现准确的空间定位等其它二维超声成像所不能提供的独特功能，因此，对三维图像数据重建的研究具有很大的现实意义。而医学影像在现代医学中的应用越来越广泛，阅读这些医学图像要求医生具有解剖学、电子技术、影像技术和声学等方面的专业知识，这也使得对这些图像的处理

2、和分析成为一个新的问题。本文针对精度要求较高的中心对称旋转扫描三维重建的方法，提出了一种粗定标条件下的高精度三维重建方法，用软件的方法弥补了硬件精度的不足，实现了在粗定标和低制造精度条件下的精确三维超声数据重建。同时，结合图像处理和分析，在图像目标识别方面作了初步的研究。本文主要内容有：（1）对不同扫描方式下采集到的超声图像的三维重建方法进行了综述，并对各种方法进行了评价。（2）对中心对称旋转扫描三维重建方法误差产生的原因进行了深入的剖析，并建立了误差模式下二维图像向无误差模式下映射的数学模型。（3

3、）建立了一种中心对称旋转扫描模式下，在粗定标条件下的高精度三维重建模型，通过引进参数对二维数据采集图像的空间位置进行精确描述，并通过优化方法对参数求解，实现了粗定标和低制造精度下的精确三维数据重建。（4）对图像识别和分类进行了简单的介绍，针对目标图像的轮廓特征，提出了一种新的轮廓描述子快速提取方法。实验表明，该描述子具有旋转、伸缩和平移不变性，具有一定的抗噪声能力，为图像分析理解打下基础。（5）对本文提出的带参数三维重建方法还需要进一步进行的研究工作和关于图像分析识别方法的研究作了展望。关键词：医学

4、影像超声成像三维重建图像分析图像识别IAbstract3Dultrasoundimagingofhumanbodyanatomyismorerealityfordoctors,anditcanprovideavirtualendoscopicfunctionanddeterminemorepreciselocationoftheinterestedobjecttoassistthediagnoseofdoctors.Moreover,ithasmanyotheravailablesuperiorit

5、ythantheconventionalbrightnessmodelimagingsystem.Thus,theresearchonthereconstructionmethodin3Dimagingissignificantfortheapplicationinpractice.Withthemoreandmorewidelyapplicationofimaginginmedical,toreadandunderstandtheseimages,itrequiresthedoctorshaves

6、pecialknowledgeinanatomy,electronictechnique,imagingtechniqueandacousticarea.Now,theprocessingandanalysisofthesemedicalimagesbecomesanimportantproblem.Thisdissertationaimsatthereconstructionmethodbasedonrotationscan,ascanningmoderequiresthehighestcalib

7、rationaccuracy,andareconstructionmodelwithparametersandsoftwarecalibrationwasdeveloped.Thismethoddegradestherequirementofhardwarecalibrationaccuracy,andcanobtainahighaccuracy3Dimagewithlowcalibrationandmanufacturelevel.Inaddition,someprimaryresearchwor

8、khasbeendoneinimagetargetrecognitioninthisdissertation.Themaincontentsofthisthesisinclude:(1)Itreviewedthereconstructionsystemswithdifferentscanmethodsandevaluatedthem.(2)Analyzedthereasonproducingreconstructionerrors,andestablishedthem