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基于粗糙模糊聚类的脑MR图像分割技术(3)

时间:2018-08-15 11:33来源:毕业论文
(3)部分容积(Partial Volume,PV)效应。患者自身或者检测设施的移动,或者人体组织的黏连性,使靶结构的边界变得不清楚和不连续,图像呈现的软组织


(3)部分容积(Partial Volume,PV)效应。患者自身或者检测设施的移动,或者人体组织的黏连性,使靶结构的边界变得不清楚和不连续,图像呈现的软组织之间的界限模糊化,使得边界区域组织的分类精度变低。
(4)低对比度。由于人体各个组织吸收和反射系数不同,以及其他外界影响,使得图像灰度模糊,界限不明。这使得分割便得困难,图像有效性减低。
这些问题,使得图像本身不够清晰,对脑MR图像的精确分割带来负面影响,使得分割仍然是一个值得探究的课题。
1.3  国内外研究现状分析与发展趋势
2.1  聚类分析
    聚类分析是将存在于自然界的各类数据进行分类,从而把一个给定的数据集成一组簇,从同一群集中的两个对象是尽可能地相似,而有差别的集群中的对象尽可能相异。集群技术已经提出有效地应用于模式识别,机器学习,生物学,医学,计算机视觉,通信,遥感等许多聚类算法,以适应不同的要求。
 其中最广泛使用的基于原型划分的的聚类算法是硬c均值(HCM),其中,每个对象都需要被分配到一个集群。另一方面,模糊C均值(FCM),对这一部分要求相对不严格,增加了渐进成员。实际上,在同一时间它提供了机会,处理属于多个集群的数据。它分配成员到一个对象,这是负相关的对象,以簇的相对距离原型。此外,它可以与不确定性而产生处理重叠群的边界。
尽管FCM是一种十分有用的聚类办法,但是得到的隶属函数值并不总是很好地对应应属于的数据,并且它在一个的嘈杂的环境中可能是不准确的。在实际生活和应用中,噪音很难避免的。因此,要减少这种弱点,Krishnapuram[18]和Keller[18]提出了一个能度集群方法,它使用了在描述能度型隶属函数归属感程度。但是,可能性c均值(PCM)有时会产生重合的部分,为图像的分割带来误差。
粗糙集理论是用来处理一个图像问题的一个新方式,其表现为不确定性,模糊性和不完全性。它一直适用于模糊规则提取,推理不确定性,模糊建模等,Lingras[9]和West[9]介绍所谓粗糙C均值(RCM)一个新的聚类方法,它描述了一种由群集原型(中心)和一对下和上近似。下和上近似是被用来计算不同的权重。模糊和粗糙集组合提供了推理的一个重要方向,它们在某些方面是互补的,从而减少其不确定性。结合粗糙和模糊集,Mitra[19]等人, 提出了一种新C-means算法,每个集群由一个模糊下近似和边界模糊。在每个对象下近似须要一个不同的权重,这是它的模糊会员价值。然而,较低的近似的对象集群,应该对相应的重心和集群,以及它们的权重应该是独立于其他形心和集群。因此,粗糙模糊集,应该尽可能降低下近似的权重比例。同时,它对噪声也是很敏感。
2.2  粗糙集
      粗糙集理论具体是源于一个模糊近似概念的空间,一对 ,其中U≠Ø(论域),R是在U中的一个等价关系,即R关系的特点:自反、对称、传递。设R是一个等价关系,通过关系R来划分U,使其成为互不相交的等价类U/R = { , ... },并满足如下约束:(1)  U,   Ø对于任意的i;(2)   =Ø;对于任意的i  j;(3)  (i=1,2...N)=U。用U/R表示R的所有等价类, 表示包括元素x U的R等价类。
设X为U的子集,粗糙集通过两个准确集,来近似确定性不够强的部分,即粗糙集的上近似和下近似,定义如下:
                      (2.1)
X的下近似集是满足关系R所得到一定属于X的,U中的对象所构成的集合;X的上近似集是通过关系R判断,有可能属于X的,U中的对象所组成的集合,所以下近似一定属于上近似。 是一个普通的集合X中的代表性近似空间 或简称为粗糙集合。为此,引出X的R正域、边界域、负域的概念,其相关定义如下: 基于粗糙模糊聚类的脑MR图像分割技术(3):http://www.youerw.com/jisuanji/lunwen_21412.html
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