当今医学超声成像技术的发展趋势主要表现为数字化、多功能化和多维化。其中,超声三维或四维成像技术与常规二维超声成像相比,不仅可以实现更加直观形象的立体显示,而且可以减小常规B超扫描层厚,提高B超扫描图像质量。对基于不同数据采集方式的超声三维成像技术,一个重要制约因素是三维体数据的有效分割,分割算法的性能直接影响后续的三维重建和可视化。目前临床上使用的图像分割方法主要是基于人工提取轮廓的手动分割或基于内嵌软件的半自动分割,在分割速度和分割效果方面还存在许多问题。本文结合超声三维成像的研究背景,对基于多平面扫描的三维成像技术中的图像分割算法展开研究。在深入分析、研究已有超声图像分割算法的基础上,综合考虑分割速度和分割效果等因素,对两种广泛应用于医学超声图像分割的算法提出改进方案。超声仿真图像和实际图像的实验结果表明,改进算法得到了较为理想的分割效果。具体而言,主要包括以下研究内容:(1)基于分水岭图像分割算法的改进。经典分水岭图像分割算法采用固定阈值进行分割过程的控制,其特点是算法简单、分割速度快,但是对噪声敏感。医学超声图像受成像机理影响,存在固有的散斑噪声,采用经典分水岭算法直接进行图像分割,容易出现过分割现象。本文综合考虑多种图像信息,将图像灰度信息、空间信息和边缘信息融合到区域距离度量函数的定义公式中,并据此对初始分割图像进行相似区域合并。实验结果表明,改进算法在保证分水岭算法快速、高效的基础上,使分割结果更加准确、合理。(2)基于均值漂移(Mean Shift)图像分割算法的改进。均值漂移算法是一种搜索与样本点分布最相近模式的非参数统计迭代方法,不需要任何先验知识,具有计算简单,收敛速度快的特点。但是,在实际应用于医学超声图像分割时,由于图像信噪比较低,传统均值漂移算法的聚类合并策略不能很好地确定目标区域和背景区域边界,导致错误的分割边界和部分细节信息的丢失。本文根据对医学超声图像目标区域灰度特性的分析,提出基于灰度域带宽自适应的均值漂移分割算法改进思路,并采用简单的阈值方法进行有效的区域合并。实验结果表明,改进算法较好地解决了分割边界错误和细节信息丢失的问题,提高了分割准确率和运行速度。(3)医学超声图像分割平台的构建与集成。分割平台以Visual C++6.0为开发工具,借助其强大的MFC结构类框架,生成友好的工作界面。主要针对分水岭和均值漂移分割算法及其改进算法进行集成,使用户可以在一个界面友好的平台上对超声图像的分割效果进行比较,同时也为后续超声图像三维重建与可视化平台的构建打下一个基础。