二维Otsu脑MR图像分割研究(2)
1.4 本文主要研究工作和内容安排 4
2 核磁共振成像原理以及图像分割方法概述 4
2.1 核磁共振成像技术 4
2.2 图像分割技术 7
2.2.1 基于阈值的图像分割方法 8
2.2.2 基于边缘检测的图像分割 9
2.2.3 区域分割方法 10
2.2 其他分割方法 12
2.3.1基于知识的分割方法 12
2.3.2 基于小波变换的分割方法 12
2.3.4基于遗传算法的分割方法 13
2.4 本章小结 13
3 基于Otsu阈值分割算法的图像分割 14
3.1 引言 14
3.2 Otsu算法求取阈值的原理分析 14
3.3 仿真对比实验 16
3.3 本章小结 18
4 阈值分割算法的改进 18
4.1 二文Otsu分割方法 18
4.2 优化的二文Otsu算法 21
4.3 优化的二文Otsu快速算法 24
4.4 仿真实对比验 26
4.5 二文Otsu快速算法在医学图像分割上的应用 28
4.6 本章小结 30
5 总结与展望 31
致 谢 33
参考文献 34
1 绪论
1.1 引言
进入二十一世纪，脑健康将和知识型经济紧密结合。目前，随着知识型经济时代的发展，有关人类脑健康的研究已成为发达国家关注的焦点。二〇〇〇年九月十吹冰日，中国正式把每年九月命名为“脑健康月”。中国医疗保健促进交流会脑健康专业委员会的谢广源等一千多位学者专家发出提议，将每年的九月十吹冰日定为“脑健康日”。
然而，随着人们生活节奏的加快、环境变化、交通意外、人口老龄化等问题的日益加重，颅脑损伤、心脑血管疾病、颅脑肿瘤、帕金森、癫痫等疾病的发病率也随之日益上升。而抑郁症的病发率已经上升至世界一百五十种常见病病发率的第四名，并且还有上升的趋势，大约有百分之十至百分之十五的抑郁症患者会通过自杀来结束自己的生命。危害人类健康的“头号杀手”这一称号非脑部疾病莫属。
近四十年来，核磁共振技术在医学诊断方面的应用已经日趋成熟，在临床应用中扮演着越来越重要的角色。核磁共振技术被广泛认为是医学领域中继CT技术之后的又一重大突破。该技术的优点有：
(1) 在医学影象的检查方法中，该技术最具优势的一点，就是其拥有较好的软组织分辨能力。比如：它能够清晰的区分筋膜、肌肉、脂肪、肌腱等软组织结构，并且能够精准分辨脑白质与灰质。
(2) 拥有多方向检查的能力，不用改变被检者的位置，都可以有较好的成像效果。这一技术中设定了很多可调参数，可以清晰地显现病变的范围，病变的程度等等信息。还能够准确定位发病源。因此对许多疾病的诊断有其独树一帜的优势，而且没有观察不到的区域，这是其他的医学检查方法所做不到的。
(3) 属于无创技术，且没有X射线辐射伤害，真正防止了在医学检查中检查设备对人体的伤害。
(4) 不需要造影剂就可以清晰地显示人体的内脏，使病人避免了在身体上涂抹造影剂后所带来的不便。
但核磁共振成像（MRI）也有其不足和禁忌：
(1) 核磁共振成像设备和检查项目花费高昂，不仅给医院，也给患者带来了一定的经济上的负担。
(2) 核磁共振成像检查持续时间比较长，扫描的速度不如CT，一般的脑部扫描需要三十分钟上下，心脏扫描则需要一个小时，甚至更长的时间。