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[图像处理] 一种基于近似树的三维心血管图像的匹配算法

  • 简介:1.引 言 在计算机辅助诊断和治疗心血管疾病过程中,由于心血管始终处于运动状态,因此医生需要了解心血管的运动过程,从而帮助诊断和治疗。通过匹配不同时刻的三维心血管图像,可以实现对心血管运动轨迹的观察和分析。由于心血管的结构可以用树状结构描...
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目录 1.引 言
2.算 法
3 实验结果及数据分析 参考资料 1ZHANG KaiZhong, Dennis Shasha et al. Approximate tree matching in the presence of variable length don’t cares[J]. Journal of algorithm, 1994, 1(1): 33-66.
2K Zhang, D Shasha. Simple fast algorithms for the editing distance between trees and related problems[J]. SIAM J. Computing, 1989 18(6): 1245-1261.
3余霞,辜嘉,舒华忠,一种基于链码的三维心血管图像的匹配算法 中国图象图形学报 2004 9(7)794-799
4Wagner R.A, Fischer M.J. The string to string correction problem[J]. J. ACM, 1974, 21: 168-173. 简单介绍 摘要 为了实现不同时刻的三维心血管图像的匹配,本文提出了一种基于近似树的心血管图像匹配算法。算法首先将三维心血管表示成树的结构,然后介绍了包含VLDC(variable length don’t cares)结点的近似树匹配算法。然而在心血管树匹配的过程中,匹配的具体对象是曲线而不是通常意义下的结点,因此本文提出了包含VLDC曲线的近似树匹配算法,并重点介绍了其中的VLDC曲线的匹配过程。在实验中对相邻时刻的心血管图像进行了匹配,实验结果令人满意。
1.引 言
在计算机辅助诊断和治疗心血管疾病过程中,由于心血管始终处于运动状态,因此医生需要了解心血管的运动过程,从而帮助诊断和治疗。通过匹配不同时刻的三维心血管图像,可以实现对心血管运动轨迹的观察和分析。由于心血管的结构可以用树状结构描述,因此三维心血管图像的匹配问题实际上可以转化成树的匹配问题。图1就是一幅用树状结构描述的心血管图像。由于不同时刻的心血管图像存在一定程度的差异,即心血管的拓扑结构是在不断变化的,因此这里的心血管树(后面我们提到的心血管树都是指由心血管中轴线形成的树)之间的匹配并不是简单的结构相同的树的匹配,而是近似树匹配。
1996年,Zhang等人提出了一种近似树匹配算法[1]。在近似树匹配算法中,待匹配树中存在长度可变的结点,Zhang等人将这样的近似树匹配称为包含VLDC结点的近似树匹配(Approximate Tree Matching in the Presence of Variable Length Don’t Cares,简称为包含VLDC结点的近似树匹配)。
本文在Zhang方法的基础上提出了一种适应于三维心血管图像匹配的包含VLDC曲线的近似树匹配算法,并且实现了不同时刻心血管图像的匹配。
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2.算 法
2.1 包含VLDC结点的近似树匹配算法
2.1.1 VLDC结点的定义
包含VLDC结点的近似树匹配算法主要是针对两棵树之间的操作,其中一棵树是待匹配树,另一棵为目标树,目的是将待匹配树匹配到目标树。下面给出两种VLDC结点的定义[1]。
1.如果待匹配树中某个结点与目标树中某个结点到它叶子结点的路径中的某部分结点进行替换操作。我们称这种结点为 path-VLDC 结点,用“|”表示,如图2(a)所示。

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