基于多尺度变换的医学图像融合算法研究与应用

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1、Ｓｃ－ＺｈｅｊｉａｎｇｉＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕±专业学位论文，ＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＭａｓｔｅｒｓＴｈｅｓｉｓ中文论文题目：基于多尺度变换的医学图像融合算法研究与应用英文论文题目；ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐＤｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｅｄｉｃａｌＩｍａ化ＦｕｓｉｏｎＡｌ２〇ｒｉｔｈｎｉｓＢａｓｅｄｏｎＭｉｉｌｔｉＨＳｃａｌｃＴｒａｎｓｆｏｒｍ专业学位类别：含日制专业学位专业学位领域；控制工程作者姓名＝李加恒指导教师：戴义战教较李俊峰副纖完成日期：２０１６年３月学科门类

2、:工学单位代码:10338分类号:TP391.A密级:公开硕士学位论文基于多尺度变换的医学图像融合算法研究与应用作者姓名：李加恒学位级别：硕士学科专业：控制工程研究方向：工业过程控制与综合自动化指导教师：戴文战教授李俊峰副教授浙江理工大学机械与自动控制学院2016年3月AThesisforMasterDegreeResearchandApplicationofMedicalImageFusionAlgorithmsBasedonMulti-scaleTransformByLiJia-hengSupervisor:Prof.DaiWen-zhanProf.LiJun-fengSchoolo

3、fMachineryandAutomationZhejiangSci-TechUniversityHangZhou,ChinaMarch,2016浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所星交的学位论文是本人在导师指导下进行的巧究工作及取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：〇日签字日期：年月／＾学位论文版权使用授权书本学位论文作

4、者完全了解浙江埋工大学有权保留并向国象有关部口或机构送交本论文的复印件和磁盘，义许论文被查阅和借阅。＾本人授权逝聖望王丈堂可！乂将学位论文的全部或部分内容编入有关Ｌ数据库进行检索和传播，可乂采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：裏签字日期：４年＾月／〇日＞导师签名：签字日期：名年月口日／｝摘要随着科学技术的快速发展，医学图像融合技术已经成为信息技术中的一个重要组成部分，并在临床医学影像诊断领域中得到了广泛应用。医学图像融合技术能够解决单一成像设备获取数据信息量不足的问题，将不同成像

5、原理的医学图像融合成信息更为丰富、清晰、全面的新图像，能够方便快速地为医生提供治疗诊断依据。基于以上分析，本在在介绍图像融合基础知识的基础上，重点研究了医学图像融合算法，并开发医学图像融合软件。主要研究工作如下：1)针对医学图像融合算法未充分考虑源图像间差异性的不足，提出了一种基于互信息特征的多模态融合算法。源图像经过提升小波变换分解为低频子带和高频子带。由于相邻的低频子带系数间具有相关性的特性，并且图像的大量基础信息都在低频子带中，所以采用区域平均能量加权的融合规则。对于高频子带，根据各高频子带互信息值的大小，通过选取阀值将高频子带分为高互信息量部分和低互信息量部分。对低互信息高频子带

6、采用区域梯度能量与区域标准差相结合的融合规则，对高互信息高频子带采用边缘强度取大的融合规则。2)对基于互信息特征的医学图像融合算法做了大量的图像仿真实验和研究。对于灰度图像融合，分别采用CT图像和MRI图像、MR-T1和MR-T2图像进行融合仿真。对于彩色图像，采用SPECT图像和MRI图像进行融合仿真。通过与目前较新的融合算法进行比较，实验结果表明提出的基于互信息特征融合算法得到的融合图像纹理清晰，信息丰富，灰度级更为分散，对比度更好，在视觉上相比其他算法也较好。同时客观性评价指标也表明，采用本文融合算法得到的图像在空间频率和边缘强度上有所提升，能有效地保留源图像的重要信息。3)针对医

7、学图像的特性，以及新的图像融合算法的改进，设计并开发出多模态医学图像融合软件。图像融合软件采用C++语言开发，以Windows系统为平台，通过调用OpenCV(OpenSourceComputerVisionLibrary)中的库函数对图像进行处理。通过图像前期预处理方法，提升了源图像中边缘纹理等重要信息。在图像配准中，增加图像的手动和自动配准方案，提高图像的配准精度。在图像融合中，设计不同的融合方案：灰度图像间的融合、灰度图像与彩