图3-6 不同带宽参数聚类结果二维直方图
a)VOI中的结节 b)图a的二维直方图 c)初始带宽参数分割结果直方图 d)最佳带宽参数分割结果直方图
图3-6是分析带宽参数对Mean-Shift分割结果的影响。可以看出,当用不适合的带宽参数时,分割结果会造成过分割和欠分割现象。图3-6a是图3-6c中的结节,图3-6b是图3-6a的灰度-空间位置关系二维直方图,x和y方向表示空间位置特征,而z方向表示灰度特征。图3-6c是带宽参数为初始带宽参数时的分割结果,可以看出没有把结节上的像素全部聚成一个簇,从而产生了过分割。图3-6d是带宽参数为最佳带宽参数时的分割结果,即把结节上的像素全部聚成一个簇,显示分割结果正确。
区域生长方法的分割结果如图3-4c所示,用本章算法的分割结果如图3-4d所示。比较图3-4c和d的结果可以看出,传统区域生长方法只能分割结节中心的高亮区域,却不能包含结节周围的模糊影;而本章算法则能精确分割结节边缘,且其结果符合医生手工勾画出的边缘。
图3-7是对含有不同类型结节的分割结果,表明该算法对毛玻璃型结节、孤立型结节(包括直径小于5mm的结节)、粘连肺壁型结节、粘连血管型结节都是有效的。但是对于空洞型结节该算法是无效的。
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图3-7 本章算法分割几种类型结节的结果
a)孤立型结节 b)粘连肺壁型结节 c)粘连血管型结节 d)空洞型结节
在相同的迭代步长k=0.1下,本章算法分割如图3-7中的4个结节。最佳带宽参数选择范围与文献[27]中算法在分割同样的这4个结节时,其带宽参数选择范围的对比见表3-1。可以看出,本章算法大大缩小了带宽参数的选择范围,也即减少了迭代次数。如对于图3-7a中的孤立型小结节,文献[27]算法的最佳带宽参数选择范围为0.5~13,而本章算法的最佳带宽参数选择范围为1.500~4.025,缩小了大约四分之一。
表3-1 带宽选择范围的对比
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