論文開題：基于光流計算模型的剪切波運動估計方法研究

大學本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學院：　　信息科學與工程學院　　　　　　　　　　　專業(yè)班級：電子信息工程B班　

課題名稱 基于光流計算模型的剪切波運動估計方法研究

1、本課題的的研究目的和意義：
醫(yī)學圖像包括來自不同成像模式的多種類型的圖像,這些成像模式以二維圖像或三維圖像的形式提供了豐富的人體解剖結(jié)構(gòu)和生理功能信息。借助醫(yī)學圖像醫(yī)生可以更直觀的了解組織器官及病變部位的形態(tài)從而對疾病做出更準確的判斷，因此醫(yī)學圖像已經(jīng)成為臨床診斷的重要依據(jù)。近年來，組織粘彈性越來越受到關(guān)注，因為組織粘彈性大小不僅與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且會隨著組織生理和病理發(fā)生很大的變化。通過對組織的局部區(qū)域進行激勵，從而產(chǎn)生剪切波。然后，通過剪切波的傳播速度反演出組織的粘彈性模量。目前通過剪切波速度反演各向同性剪切模量的研究，均是基于各向同性介質(zhì)中剪切波
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像的不為零處表明該處的像素發(fā)生了移動。對時間上相鄰的兩幅圖像求差可以將圖像中運動目標的位置和形狀變化突顯出來。但此方法受隨機噪聲的影響較大。
基于模型的運動檢測法，對運動的檢測也可借助模型進行，考慮進行全局運動檢測。假設(shè)圖像中點的全局運動矢量可以由它的空間坐標和一那組模型參數(shù)計算出模型。在對模型參數(shù)進行估計時，首先從相鄰幀中選取足夠多的觀測點，接著用一定的匹配算法求出這些點的觀測運動矢量，最后用參數(shù)擬合的方法估計模型參數(shù)。
頻率域運動檢測法，借助傅里變換可把對運動的檢測工作轉(zhuǎn)到頻率域中進行。這種方法的好處是可分別處理平移、旋轉(zhuǎn)和尺度的變化。
光流場估計法，按理論基礎(chǔ)與實現(xiàn)方式可把光流法分成四類：基于梯度的方法、基于能量的方法、基于匹配的方法、基于相位的方法。其中基于梯度的方法比較容易實現(xiàn)，計算量也小，估計結(jié)果比較穩(wěn)定。其中Bro*光流法通過多通道能量計算、圖像多尺度和多分辨率分析以及非線性化求解等策略使光流法的精度進一步提高。
目前用的比較多且相對于本課題效果較好的是Bro*光流法。
3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
（一）基于聚焦超聲的含剪切波圖像特點研究
1.聚焦超聲的概念
2.剪切波的概念與相應圖像的特點
（二）運動估計算法研究
1.運動估計的幾類方法
2.光流法
（三） 仿真實驗及誤差分析
成果形式：用超聲仿體數(shù)據(jù)驗證方法準確性并進行誤差分析


4、擬解決的關(guān)鍵問題：
現(xiàn)有的運動方程絕大多數(shù)是基于BCM模型的，對于光照強度的變化、光源的運動、光源的非一致分布(一般BCM假設(shè)不再滿足)情況下的光流計算;熱輻射序列圖像的運動計算;密度序列圖像的運動計算分析等問題，仍未能很好地解決，運動邊界、運動遮擋、多運動(其中包括透明、半透明運動)等問題是光流計算的另一難點問題。
基于以上的問題，選取合適的計算光流場的方法從而提高運動估計的準確性是關(guān)鍵。

5、研究思路、方法和步驟：
采用基于Bro*光流法，并根據(jù)剪切波圖像的特點來計算運動場。
步驟:1.閱讀相關(guān)文獻，掌握光流法運動估計的原理及實現(xiàn)
2.用仿真模擬出聚焦超聲產(chǎn)生的位移場
3.用matlab實現(xiàn)其算法并與產(chǎn)生的位移場進行誤差分析
4.反復測試結(jié)果準確性并優(yōu)化程序

6、本課題的進度安排：
第1周-第2周：完成理論學習，補足自身所缺的知識，例如如果Matlab不熟悉，這段時間也應對Matlab做一定的學習；
第3周-第4周：閱讀文獻，掌握光流法的原理及實現(xiàn)；
第5周-第7周：繼續(xù)學習理論知識，光流法用于超聲圖像處理的方式；
第8周-第9周：完成光流法檢測圖像運動代碼，并且驗證其正確性；
第9周-第10周：根據(jù)真實圖像，證實所提方法的有效性；
第10周-第14周：總結(jié)，歸納，完成論文，答辯預演。
7、參考文獻：
利用非線性濾波的光流計算
Highly Accurate Optic Flw Comput ……（未完，全文共2630字，當前僅顯示1672字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題：基于光流計算模型的剪切波運動估計方法研究》）