基于粒计算的医学HRCT图像增强

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粒计算理论,主要用于处理不同粒层次上大量的不完整、不确定问题所包含的信息,它是时下相当热门的研究领域。粒计算有着特殊的任务:其一,对于不同的领域,不考虑其低层次的差异,通过概括它们的共性,以此得出综合性的高层次认识;其二,总结出隐含结构被明确化的特定领域与具体领域之间相互独立的原理。粒计算通过多个视角,用系统、结构化的方法对复杂问题求解,有着一定的独立性,而着眼于每一个视角的理解和研究又分为多个层次。图像增强作为最基本的图像处理方法之一,主要通过对感兴趣区域的细节信息进行突出,同时去除、削弱不重要的信息或是不需要的区域,从而对图像中有用的区域信息进行加强,便于理解和区分,从而得到满意的效果。增强的目的主要是:其一,利用多种技术使图像清晰,以此改善图像在视觉上的效果;其二,将图像转换成为方便于人和机器分析解译的某种形式。图像增强仅对某一部分信息的辨别能力作处理,以有效提高图像的利用价值。作为多种处理空间域的技术理论基础,有效的将直方图运用于对图像的增强处理中。直方图均衡作为一种简单有效的图像增强技术,往往存在着细节信息损失严重的缺陷。在医学肺部诊断中,使用的胸部HRCT图像有其自身的特性,通过对粒计算理论和直方图增强方法各自特点进行研究,发现三者之间的相互联系,找到结合的切入点。提出一种基于医学图像粒的多直方图均衡化增强方法,将原始图像看作是一个知识粒,利用粒计算理论对其划分,得到多个图像粒,分别对每一个图像粒作直方图均衡化,最后将均衡化后得到的所有的图像粒进行合并。使得图像对比度被明显增强,细节特征也有所增加,最主要的是没有损失灰度级,取得了令人满意的结果。对于灰度图像,总会有某些灰度级包含大量的信息,但是显示结果却相差无几。一般来说,人眼对于灰度级的分辨能力仅几十级,不能够提取图像中的这类信息。可是,对于不同亮度和色度的色彩的分辨能力,却是分辨灰度级能力的几十甚至上百倍。于是,引入图像伪彩色增强技术,对多直方图均衡化后所得图像作进一步的伪彩色增强处理,使处理后的图像视觉效果得到改善,提高了其利用价值。将以上方法应用于胸部HRCT图像,分别做了大量的实验,并与传统的经典增强算法进行对比。结果表明,本文提出的基于粒计算的医学HRCT图像增强方法优于传统的图像增强方法,更加适合于对医学图像作处理和分析,同时对医学图像的显示质量显著提高,方便医生作诊断和研究。
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