基于多特征表示的CT图像检索算法研究

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电子计算机断层扫描(ComputedTomography, CT)检查是疾病诊断的一种重要手段。为了给当前患者做出稳定可靠的疾病诊断,医生往往需要参考历史病历的CT图像。然而,面对庞大而复杂的CT图像数据库,如何高精度地检索出医生所需的CT图像已经成为当前计算机辅助诊断技术迫切需要解决的问题。CT图像因病变形状各异导致传统的基于单一底层视觉特征的CT图像检索结果不尽人意。因此,为了提高CT图像检索结果的准确率,本文从多特征角度出发来研究CT图像的特征表示,并提出了两种基于多特征表示的CT图像检索算法。
  1)由于传统的特征融合方法难以有效地融合CT图像的同质局部特征和异质局部特征,因此本文提出了一种基于细粒度相关性分析的CT图像检索算法。该方法首先进行CT图像分割处理,获得包含不同局部特征的细粒度样本;然后通过K-means聚类算法将具有相似特征的细粒度样本标上同一标签;接着构建细粒度样本不同底层视觉特征之间的相关函数,并通过相关函数优化处理和特征融合策略获得细粒度样本的融合特征;最后将CT图像的所有细粒度样本的融合特征重新组合在一起构建最终的CT图像特征表示。实验结果表明:在数据集EXACT09,TCIA,NEMA上的平均检索准确率分别为:0.9312,0.9717,0.9911。
  2)由于传统的图像哈希方法难以计算具有超高维度的图像数据以及无法联合多种特征进行图像哈希编码,因此本文提出了一种基于联合子空间哈希的CT图像检索算法。该方法首先对CT图像进行分割处理,获得一系列局部块;然后对局部块提取三种子空间投影矩阵:主成分子空间投影矩阵,二维主成分子空间投影矩阵和局部保留子空间投影矩阵;接着在联合稀疏哈希方法的基础上结合三种子空间投影矩阵来构建联合子空间哈希算法的目标函数;最后通过交替优化算法对目标函数进行优化处理,并获得CT图像的哈希表示。实验结果表明:在数据集EXACT09,TCIA,NEMA上的平均检索准确率分别为:0.9347,0.9735,0.9924。
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