Collaboration of Symmetric Region Grow and Active Contouring---Theoretical Studies and Applications to Biomedical Imaging

影像分割技術在影像處理與分析中扮演關鍵的角色：將一張原始影像切割成 M 塊互不相重疊的群域；其中 M-1 塊我們稱之為擷取物件或感興趣的群域，剩下那被「排擠」的一塊則稱之為該張影像的背景。在眾多的影像分割演算法中，傳統上可分為植基於閘值的、植基於群域的、植基於外型或輪廓的、或混雜的方法。然而過去的研究顯示，若就計算的複雜度、運算時間、影像分割結果的穩定度 (指受到參數設定的影響程度)、影像分割的正確度 (通常指符合專業人士要求的驗證) 而言，單一類別的影像分割演算法通常難以達到預期的效果。醫學影像的處理與分析對此的要求尤其嚴格。本研究計畫擬提出一個混雜演算法；該方法結合了利用一般值基於群域影像分割方法的對稱特性與動態輪廓模塑具保留邊緣與防止過度分割的特性，可快速且穩定的將醫學影像中感興趣的群域切割出來。此部分的研究將著重於個別對稱群域影像分割和動態輪廓模塑的理論探討與如何將二者結合，同時我們亦將評估如何將我們之前在模糊連結對稱群域影像分割的研究成果結合至本計劃的架構中。在執行本計劃的三年期中，我們將建構一元件化的軟體研究平台。此平台除了可執行一般的影像處理功能 (讀取/儲存多種影像格式—含常用的醫學影像 DICOM or digital imaging and communications in medicine格式、基本的2D/3D 影像顯示與操控和量測、進階的容積和表面呈像—volume/surface rendering、基本的影像處理功能等) 之外，可以元件的方式載入對稱群域影像分割、動態輪廓模塑、二者的混雜 (symRG-ACＭ) 、模糊連結對稱群域影像分割的程式物件，同時可以案例研討 (case study) 的方式分析本計劃欲探討的主題：實驗鼠的三維影像模塑與顱顏影像分析和正顏術模擬。此部分的研究將涵蓋以下的工作重點：(1) 規劃與設計所提平台的物件結構與操作介面；(2) 取得相關的生醫影像 (如臉部表面雷射掃瞄、電腦斷層攝影、牙科的根尖片與環口片等) 的不同影像格式；(3) 分析不同影像的特性 (在以往的研究中，我們曾探討醫學影像的管狀結構與微陣列晶片的影像特性，本計劃則將較多探討老鼠切片的各器官、顱顏、牙齒等影像特性)；(4) 設計可供使用者 (尤其是醫師) 互動操作的軟體程式工具，以輔助醫學影像分析的正確度和量測或修正影像處理的結果；(5) 研究所提系統的元件擴充性。目前我們已獲致初步的軟體平台設計成果，在本計劃的執行過程中將精煉其物件和元件設計，在理論推導、程式的執行速度/參數變化的低感受度/醫學影像分析結果的可信度深入研究，藉由協同與共同主持人的協助實作於更為複雜的臨床應用。

Project ID:PB9609-4095
External Project ID:NSC96-2221-E182-042