基于均值距离的图像分割方法

山东大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (4): 36-41.

基于均值距离的图像分割方法

王新沛1,刘常春1*,白曈2

1. 山东大学控制学院, 山东济南 250061; 2. 山东省肿瘤医院, 山东济南 250117

收稿日期:2010-01-16 出版日期:2010-08-16 发布日期:2010-01-16
通讯作者: 刘常春(1959-),男,山东烟台人,教授,博士研究生导师,主要研究方向为生物医学信号处理. E-mail:E-mail: changchunliu@sdu.edu.cn
作者简介:王新沛(1982-),女,山东济南人,博士研究生,主要研究方向为生物医学信号处理. E-mail: wangxinpei@mail.sdu.edu.cn
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2006AA02Z4D9)

An image segmentation method based on mean divergence

WANG Xin-pei1, LIU Chang-chun1*, BAI Tong2

1. School of Control Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China;
2. Shandong Tumor Hospital, Jinan 250117, China

Received:2010-01-16 Online:2010-08-16 Published:2010-01-16

摘要/Abstract

摘要：

针对医学图像分割中存在的分割类数不易确定的问题,利用常用均值间的不等式关系构造出了一种新的分割类数判据——均值距离函数,并将均值距离函数与模拟退火算法相结合,提出了一种基于均值距离的分割算法。该算法以均值距离函数作为目标函数,采用模拟退火算法进行优化,在整个搜索空间中寻找最优分割阈值,弥补了模糊C均值算法(fuzzy C-means,FCM)分类类数难以确定、搜索过程容易陷入局部极值的缺陷。实验结果表明,算法对含有病灶的医学图像能够进行自动分割,并且分割速度明显高于基于互信息的分割方法。

关键词: 图像分割, 医学图像, 均值距离, 模拟退火, 相似性

Abstract:

In the research of medical image segmentation, it is difficult to determine the number of segmentation classes. To solve the problem, a novel measurement for determining the number of classes named mean divergence function was formed according to the relation among three common means. And then an image segmentation method based on mean divergence and simulated annealing was proposed. In this method, the mean divergence function is used as an optimization object and simulated annealing is used as an optimization method to find the optimal segmentation threshold in overall search space. This overcomes the shortcomings of fuzzy C-means (FCM) clustering algorithm, such as it is hard to determine the number of classes and easy to get into a local extremum. Experimental results show that this method could automatically segment the medical image with focus, and the speed had significant improvement compared with the method based on mutual information.

Key words: image segmentation, medical image, mean divergence, simulated annealing, similarity

王新沛1,刘常春1*,白曈2. 基于均值距离的图像分割方法[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(4): 36-41.

WANG Xin-pei1, LIU Chang-chun1*, BAI Tong2. An image segmentation method based on mean divergence[J]. JOURNAL OF SHANDONG UNIVERSITY (ENGINEERING SCIENCE), 2010, 40(4): 36-41.

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