荧光图像融合与伪彩色增强技术

【摘要】荧光成像技术属于光学分子成像，采用荧光报告基团进行标记，可用于观察肿瘤细胞在体内的生长，和其它传染病的过程。本文针对荧光成像系统获得的可见光与近红外图像的融合展开研究，实验对象为注射过麻醉剂的小白鼠，其中麻醉剂中包含有荧光标记物ICG。可见光图像仅能观察到体表或体腔的表面特征，近红外图像可观察到小白鼠体内的荧光标记区域，两者的融合图像需完成对原始图像信息的综合，更全面的展示目标承载的信息量。为达到融合目的、并且能清晰的观察该区域，主要的工作包括：首先，对像素级图像融合中的加权平均、基于PCA变换和小波变换融合展开研究，着重讨论的为小波变换融合算法，其中对于小波离散分解后的低频、高频分量的处理分别介绍了一些算法，并且对这几种融合算法进行了仿真。通过对仿真结果的主观、客观评价分析了不同方法的优劣。其中从主观和客观综合评价，小波变换融合算法实现的结果最佳。客观评价因子主要包括信息熵、平均梯度、交叉熵、偏差和交互信息量。其次，对于融合完成后的图像荧光标记区域特征不明显这一问题，讨论了一种基于区域分割的彩色映射的方法，分割过程中研究了三种分割算法，并且对这三种分割方法进行了仿真，通过对结果图像的荧光区域观察和运行时间的比较得到，结合最佳阈值分割迭代的灰度阈值法效果最佳。实现了在可见光图像上对病灶区域的彩色增强处理。最后，针对上述方法得到的彩色增强图像荧光标记区域颜色特征不平滑的缺点，讨论了基于图像融合的伪彩色处理方法，首先对红外原始图像做伪彩增强处理，处理完成的图像再与可见光原始图像融合即可。伪彩处理中重点研究频率滤波法，并对该伪彩处理方法和后续融合步骤进行了仿真，得到了较理想的融合图像。
【作者】李晓阳；
【导师】王明泉；
【作者基本信息】中北大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】荧光成像；图像融合；小波变换；图像分割；伪彩色增强；

【参考文献】
[1]曹雯京.“经济学人”英文财经深度报道写作研究[D].上海外国语大学,新闻学,2012,硕士.
[2]苏青,范家巧.咀嚼中国传统居住建筑文化[J].科技导报.2004(03)
[3]赵鹏.中国期货市场风险监管问题研究[D].武汉理工大学,国际贸易学,2004,硕士.
[4]郭强.黄土高原旱作麦田CO_2通量的研究[D].西北农林科技大学,作物栽培学与耕作学,2014,博士.
[5]伍晓芹,王依霈,童利民.微纳光纤及其应用[J].物理,2015,06:356-365.
[6]韩团军.基于锁相环的数字式频率合成器研究与设计[D].长安大学,控制工程,2013,硕士.
[7]杨青.Endokinin A/B（C/D）与γ2-MSH-6-12类似物间的痛觉调节作用[D].兰州大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[8]石杰楠,高世文.一种基于数据挖掘的通用CRM系统框架及关键技术研究[J].微电子学与计算机,2005,10:156-158+161.
[9]姚俊峰.人工智能与混沌理论在铜锍吹炼炉实时仿真与优化决策中的应用研究[D].中南大学,2001.
[10]吕鹏.联合检测CEA、γ-IFN及ADA对结核性与恶性胸腔积液鉴别诊断的意义[D].滨州医学院,肿瘤内科学,2011,硕士.
[11]刘晓.基于数据挖掘的湘潭移动数据业务营销策略研究[D].湘潭大学,工商管理,2011,硕士.
[12]刘春.我国城乡贫困人口医疗救助制度研究[D].天津财经大学,社会保障,2012,硕士.
[13]周改云.基于MVC的网络指纹考勤系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2011,硕士.
[14]马俊红.微量元素对特发性脊柱侧弯的影响[D].山西医科大学,护理学（专业学位）,2013,硕士.
[15]吴晓雪.基于osgEarth的校园虚拟漫游及信息显示系统研究[D].大连海事大学,交通信息工程及控制,2013,硕士.
[16]周小四,刘霞,徐艳,刘云霞.SbO_x/石墨烯杂化物作为高倍率钠离子电池负极[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第24分会：化学电源[C].中国化学会:,2014:1.
[17]张小丽.公立医院改革背景下医生激励机制的重建[D].苏州大学,社会医学与卫生事业管理,2014,硕士.
[18]李书全.建筑工程安全管理中人工智能技术支持系统设计[J].现代财经-天津财经学院学报,2005,08:35-37.
[19]刘珏宏,高慧,张丽红,陈丽萍,赵念席,高玉葆.内蒙古锡林郭勒草原大针茅-克氏针茅群落的种间关联特征分析[J].植物生态学报,2010,09:1016-1024.
[20]李晓刚.巨大芽孢杆菌降低蛋鸡排泄物中氨和硫化氢机理的研究[D].扬州大学,动物营养与饲料科学,2012,硕士.
[21]沈燕.肝再生增强因子在急性T淋巴细胞白血病中的表达及其功能的实验研究[D].重庆医科大学,内科学,2014,博士.
[22]高金辉.腹腔镜与开腹胃癌D2根治术的远期疗效分析[D].福建医科大学,外科学,2013,硕士.
[23]记者夏子航.华丽家族玩转三大“高科技”[N].上海证券报,2015-05-06F06.
[24]梁道桥.动脉瘤性蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛的蛋白质组学研究[D].广西医科大学,神经外科学（专业学位）,2013,硕士.
[25]刘园旭.基于钛酸纳米结构的TiO_2基复合光催化剂光催化性能和构—效关系[D].中国科学技术大学,物理化学,2014,博士.
[26]罗林卡.杜蒂耶第二交响曲中的“渐进生长”研究[D].上海音乐学院,作曲,2014,博士.
[27]沈珠江.关于修建漏水水库的建议[J].中国水利.2002(03)
[28]李伟,陈举庆,解瑞江,李士学.连铸机二冷区冷却特性和喷嘴性能分析[J].一重技术.2002(Z1)
[29]颜全相.硅纳米粒子的功能化及其在聚合物太阳能电池中的应用[D].浙江大学,高分子材料,2013,博士.
[30]刘雪山,许建平,王楠,陈章勇,贺明智.临界连续模式单电感双输出Buck-Boost功率因数校正变换器[J].中国电机工程学报,2014,15:2379-2387.
[31]刘贝贝.基本公共服务均等化视角下的第二代农民工市民化研究[D].华中师范大学,行政管理,2012,硕士.
[32]谭志成.DJS-154计算机数据收集网的设计[J].冶金自动化,1983,02:4-8.
[33]陈新勇.切脉针灸改善鼻咽癌放疗后患者生存质量的研究[D].广州中医药大学,中医五官科学（专业学位）,2013,硕士.
[34]朱翠荣.译介视野下的女性主义批评研究[D].海南大学,文艺学,2013,硕士.
[35]刘萍.利用Materials Studio对锆钛酸铅进行结构模拟及性能研究[D].西安科技大学,应用数学,2013,硕士.
[36]蔡平.客户关系管理在饭店业中的应用研究[D].中南林学院,2003.
[37]张晓波.电动汽车发展对配电网的影响及接入技术要求[J].山东工业技术,2014,20:232+234.
[38]陈浩.基于城市生态旅游的峨眉山市绿地水系景观规划研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[39]刘韬,张殿治,赵学云,李映.用于声纳目标识别的综合决策网络初探[J].控制与决策,2000,01:86-88+124.
[40]丁艳菊.湖南隆回方言的直接引语与间接引语研究[D].湖南师范大学,汉语言文字学,2014,硕士.
[41]郭岩.网络日志中用户兴趣的挖掘及利用[D].中国科学院研究生院（计算技术研究所）,2004.
[42]闫安菊.波形与振幅属性在储层预测中的敏感性探讨[D].成都理工大学,地球探测与信息技术,2013,硕士.
[43]张志艳.无线传感器网络LEACH路由算法研究与改进[D].西南交通大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[44]曹梦圆.论歌剧《江姐》声乐演唱中的二度创作[D].云南艺术学院,音乐学,2013,硕士.
[45]孙出,童杰鹏,王艳,童川,沈圣泉.水稻早衰突变体els-R7954的遗传分析和初步定位[J].核农学报,2015,03:421-427.
[46]李林东.马来酸系高效减水剂的制备及其性能[D].陕西科技大学,有机化学,2013,硕士.
[47]汤步洲,王晓龙,王轩.置信度加权在线序列标注算法[J].自动化学报,2011,02:188-195.
[48]高丽媛.高层建筑转换层仿桁架式粘弹性阻尼器的被动控制研究[D].武汉理工大学,防灾减灾工程与防护工程,2013,硕士.
[49]郭新榀.医学图像融合方法的应用研究[D].江苏科技大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[50]贺强.基于云计算的物流在职人员移动学习系统研究与实现[D].西南交通大学,物流工程,2013,硕士.