正文

基于粒子群优化二维otsu的肺ct图像分割算法

studyer_domi  studyer_domi  2023-03-15  416

关键词：

1、内容简介

略
488-可以交流、咨询、答疑

2、内容说明

随着大气污染的加剧和环境的破坏，肺癌患者急剧增加，肺癌成为危害人类健康最大的恶性肿瘤，因此肺癌治疗迫在眉睫。当前，肺肿瘤检查的主要方式是使用 CT （ computed tomography ，计算机断层扫描）， CT 图像主要体现病变区域的信息，医生根据该区域的信息对病人进行诊断和治疗。在计算机辅助诊断 (Computer-Aided Diagnosis, CAD) 肺肿瘤的研究中，对肺部 CT 图像进行分割是首要步骤，分割的结果将对后续的图像处理工作产生直接影响。因此，提高肺部 CT 图像分割的效率和精确度，对诊断和治疗肺癌具有重要意义。本文采用二维 Otsu 算法分割肺部 CT 图像，针对传统二维 Otsu 算法耗时长、分割精度低等问题，对二维 Otsu 算法进行改进，并采用粒子群算法对二维 Otsu 算法进行优化，提出了基于粒子群优化二维 Otsu 的肺 CT 图像分割算法。首先，介绍了 CT 图像的成像原理、肺部 CT 图像的特点以及一维 Otsu 和二维 Otsu 算法的原理。针对传统二维 Otsu 算法计算量大、背景与目标划分出错等缺点，本文对灰度级 - 邻域均值二维灰度直方图进行了区域限定，限定在从 0 区域指向 1 区域的对角线范围内，以缩小二维阈值的搜索范围，降低了运算量。实验结果证明，改进后的二维 Otsu 算法减少了阈值分割时间，提高了阈值分割的效率。其次，由于二维 Otsu 算法计算时采用的穷举法需要耗费大量的时间，而粒子群算法具有很强的发现较好解的能力，本文选用粒子群算法对二维 Otsu 算法进行阈值搜索，以减少二维 Otsu 算法运算时间。针对传统粒子群算法寻优精度低、易于陷入局部最优、搜索后期收敛速度较慢等问题，本文采用线性递减的权重系数和动态的加速系数，提高了粒子的全局及局部搜索能力，防止算法陷入局部最优，改善粒子群算法的收敛速度。实验结果证明，改进后的粒子群算法的收敛速度和精确度都得到大幅度提升。最后，利用本文提出的基于粒子群优化二维 Otsu 的肺 CT 图像分割算法与其他两种算法分别对五幅不同的肺 CT 图像进行仿真实验。实验结果证明，本文基于粒子群优化二维 Otsu 的肺 CT 图像分割算法不仅提高了肺部 CT 图像的分割效率，还提高了阈值分割的精确度。在肺组织 CT 值与人体其他组织有显著差异的情况下，首先利用本文算法得到了最佳阈值，进行肺 CT 图像初分割，降低了阈值选择对图像分割的影响；然后，采用孔洞填充操作去除了肺外部的背景干扰；接着，通过边界追踪法能够得到了肺部区域边界，提取出肺部实质；最后用数学形态学方法修复了肺病变区域。经过这些操作能够快速准确地从肺 CT 图像中分割出肺实质，可用于肺部区域计算机辅助诊断。 关键词 二维 Otsu ；粒子群算法；图像分割；肺 CT ；灰度直方图

3、仿真分析

% 基于社会群体搜索算法的Ostu法灰度图像分割
% 该方法将图像分为前景和背景两部分，背景和目标之间的类间方差越大,说明构成图像的2部分的差别越大,
% 当部分目标错分为背景或部分背景错分为目标都会导致2部分差别变小。因此,使类间方差最大的分割意味着错分概率最小。

% 基于教学优化算法的Ostu法灰度图像分割
% 该方法将图像分为前景和背景两部分，背景和目标之间的类间方差越大,说明构成图像的2部分的差别越大,
% 当部分目标错分为背景或部分背景错分为目标都会导致2部分差别变小。因此,使类间方差最大的分割意味着错分概率最小。

4、参考论文

基于粒子群优化二维Otsu的肺CT图像分割算法.pdf

图像分割基于matlab粒子群算法优化模拟退火算法图像分割含matlab源码2020期

...化模拟退火算法图像分割简介（具体理论见参考文献）1基于模拟退火思想的粒子群算法1.1基本PSO算法首先,粒子群算法是由Eberhan博士和Kennedy博士最先提出的全局优化进化算法。该算法源于对鸟群捕食行为的灵感,其基本思想是通... 查看详情

图像分割基于matlab改进的萤火虫算法优化二维otsu图像分割含matlab源码2304期

⛄一、基于改进萤火虫算法的二维Otsu图像分割法简介图像分割是数字图像处理技术中的一种重要方法,它简化了图像并且改变图像的表现形式,从而使图像更容易被理解和分析.图像分割的精确度对后续任务的处理会起到直接的影... 查看详情

图像分割基于matlab改进的萤火虫算法优化二维otsu图像分割含matlab源码2304期

基于matlab编程的粒子群算法优化阈值分割，基于最大信息熵粒子群优化阈值分割

...分析的关键步骤。现有的图像分割方法主要分以下几类：基于阈值的分割方法、基于区域的分割方法、基于边缘的分割方法以及基于特定理论的分割方法等。从数学角度来看，图像分割是将数字图像划分成互不相交的区域的过程... 查看详情

图像分割基于matlabkmean聚类分水岭oust粒子群算法优化脂肪肝图像分割含matlab源码2277期

...易陷入局部极小值而不能得到全局最优解。PSO算法是一种基于群体的具有全局寻优能力的优化方法。本文将FCM聚类算法和PSO算法结合起来,将FCM聚类算法的聚类准则函数作为PSO算法中的粒子适应度函数,具体步骤如下:(1)读入待分割... 查看详情

阙值分割基于matlab粒子群算法自适应多阈值图像分割含matlab源码1459期(代码片段)

一、粒子群算法自适应多阈值图像分割简介理论知识参考：【基础教程】基于matlab图像处理图像分割【含Matlab源码191期】粒子群优化的多阈值图像自分割算法二、部分源代码clc;clear;closeall;%%输入图像；Imag=imread(\'24063.jpg\') 查看详情

阙值分割基于matlab粒子群算法自适应多阈值图像分割含matlab源码1459期(代码片段)

图像分割基于matlab粒子群算法和ostu和分水岭和k-means脂肪肝水平识别含matlab源码2397期

优化调度基于粒子群算法求解梯级水电站调度问题(代码片段)

粒子群算法1.1研究背景粒子群算法的发展过程。粒子群优化算法（ParticalSwarmOptimizationPSO），粒子群中的每一个粒子都代表一个问题的可能解，通过粒子个体的简单行为，群体内的信息交互实现问题求解的智... 查看详情

图像处理基于matlab压缩系数的粒子群和重力搜索算法图像的多级阈值分割含matlab源码1888期(代码片段)

...成果。一般而言，目前使用的图像分割方法可概括为基于区域的方法、基于边界的方法、基于聚类的方法以及基于阈值的查看详情

优化算法基于matlab量子粒子群算法求解单目标优化问题含matlab源码2203期

...取代码方式1：完整代码已上传我的资源：【优化算法】基于matlab量子粒子群算法求解单目标优化问题【含Matlab源码2203期】点击上面蓝色字体，直接付费下载，即可。获取代码方式2：付费专栏优化求解（Matlab）备注：点击上面蓝... 查看详情

svm预测基于粒子群算法优化实现svm数据分类matlab源码(代码片段)

一、神经网络-支持向量机支持向量机(SupportVectorMachine)是Cortes和Vapnik于1995年首先提出的，它在解决小样本、非线性及高维模式识别中表现出许多特有的优势，并能够推广应用到函数拟合等其他机器学习问题中。1数... 查看详情

图像分割基于matlab和声搜索算法图像多级阈值分割含matlab源码2044期

一、和声搜索算法的图像阈值寻优算法简介苹果图像识别是指将苹果果实从枝叶、土壤、天空等背景中分离出来,即图像分割。最大类间方差法(OTSU算法)是由日本学者大津展之(OTSU)提出的全局阈值选取方法。该方法存在缺乏自适... 查看详情

matlab教程案例23基于matlab图像分割算法仿真——阈值分割法otsu阈值分割法k均值聚类分割法等

FPGA教程目录MATLAB教程目录目录1.软件版本2.通过二值图实现图像分割3.通过Otsu阈值分割实现图像分割查看详情

图像分割基于matlab和声搜索算法图像多级阈值分割含matlab源码2044期(代码片段)

三维装箱基于matlab粒子群算法求解三维装箱优化问题含matlab源码950期

一、简介1粒子群算法的概念粒子群优化算法(PSO：Particleswarmoptimization)是一种进化计算技术（evolutionarycomputation）。源于对鸟群捕食的行为研究。粒子群优化算法的基本思想：是通过群体中个体之间的协作和信息共享来寻找最优解... 查看详情

优化覆盖基于matlab粒子群算法求解传感器覆盖优化问题含matlab源码1493期(代码片段)

一、粒子群算法简介1粒子群算法的概念粒子群优化算法(PSO：Particleswarmoptimization)是一种进化计算技术（evolutionarycomputation）。源于对鸟群捕食的行为研究。粒子群优化算法的基本思想：是通过群体中个体之间的协... 查看详情