論文開(kāi)題：基于光流計(jì)算模型的剪切波運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法研究

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
學(xué)院：　　信息科學(xué)與工程學(xué)院　　　　　　　　　　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)：電子信息工程B班　

課題名稱(chēng) 基于光流計(jì)算模型的剪切波運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法研究

1、本課題的的研究目的和意義：
醫(yī)學(xué)圖像包括來(lái)自不同成像模式的多種類(lèi)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(xué)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(duì)疾病做出更準(zhǔn)確的判斷，因此醫(yī)學(xué)圖像已經(jīng)成為臨床診斷的重要依據(jù)。近年來(lái)，組織粘彈性越來(lái)越受到關(guān)注，因?yàn)榻M織粘彈性大小不僅與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且會(huì)隨著組織生理和病理發(fā)生很大的變化。通過(guò)對(duì)組織的局部區(qū)域進(jìn)行激勵(lì)，從而產(chǎn)生剪切波。然后，通過(guò)剪切波的傳播速度反演出組織的粘彈性模量。目前通過(guò)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(dòng)。對(duì)時(shí)間上相鄰的兩幅圖像求差可以將圖像中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置和形狀變化突顯出來(lái)。但此方法受隨機(jī)噪聲的影響較大。
基于模型的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)法，對(duì)運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)也可借助模型進(jìn)行，考慮進(jìn)行全局運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。假設(shè)圖像中點(diǎn)的全局運(yùn)動(dòng)矢量可以由它的空間坐標(biāo)和一那組模型參數(shù)計(jì)算出模型。在對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行估計(jì)時(shí)，首先從相鄰幀中選取足夠多的觀測(cè)點(diǎn)，接著用一定的匹配算法求出這些點(diǎn)的觀測(cè)運(yùn)動(dòng)矢量，最后用參數(shù)擬合的方法估計(jì)模型參數(shù)。
頻率域運(yùn)動(dòng)檢測(cè)法，借助傅里變換可把對(duì)運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)工作轉(zhuǎn)到頻率域中進(jìn)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(chǎng)估計(jì)法，按理論基礎(chǔ)與實(shí)現(xiàn)方式可把光流法分成四類(lèi)：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(shí)現(xiàn)，計(jì)算量也小，估計(jì)結(jié)果比較穩(wěn)定。其中Bro*光流法通過(guò)多通道能量計(jì)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(jìn)一步提高。
目前用的比較多且相對(duì)于本課題效果較好的是Bro*光流法。
3、 本課題的主要研究?jī)?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(diǎn)研究
1.聚焦超聲的概念
2.剪切波的概念與相應(yīng)圖像的特點(diǎn)
（二）運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法研究
1.運(yùn)動(dòng)估計(jì)的幾類(lèi)方法
2.光流法
（三） 仿真實(shí)驗(yàn)及誤差分析
成果形式：用超聲仿體數(shù)據(jù)驗(yàn)證方法準(zhǔn)確性并進(jìn)行誤差分析


4、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：
現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)方程絕大多數(shù)是基于BCM模型的，對(duì)于光照強(qiáng)度的變化、光源的運(yùn)動(dòng)、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(jì)算;熱輻射序列圖像的運(yùn)動(dòng)計(jì)算;密度序列圖像的運(yùn)動(dòng)計(jì)算分析等問(wèn)題，仍未能很好地解決，運(yùn)動(dòng)邊界、運(yùn)動(dòng)遮擋、多運(yùn)動(dòng)(其中包括透明、半透明運(yùn)動(dòng))等問(wèn)題是光流計(jì)算的另一難點(diǎn)問(wèn)題。
基于以上的問(wèn)題，選取合適的計(jì)算光流場(chǎng)的方法從而提高運(yùn)動(dòng)估計(jì)的準(zhǔn)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(diǎn)來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。
步驟:1.閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，掌握光流法運(yùn)動(dòng)估計(jì)的原理及實(shí)現(xiàn)
2.用仿真模擬出聚焦超聲產(chǎn)生的位移場(chǎng)
3.用matlab實(shí)現(xiàn)其算法并與產(chǎn)生的位移場(chǎng)進(jìn)行誤差分析
4.反復(fù)測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性并優(yōu)化程序

6、本課題的進(jìn)度安排：
第1周-第2周：完成理論學(xué)習(xí)，補(bǔ)足自身所缺的知識(shí)，例如如果Matlab不熟悉，這段時(shí)間也應(yīng)對(duì)Matlab做一定的學(xué)習(xí)；
第3周-第4周：閱讀文獻(xiàn)，掌握光流法的原理及實(shí)現(xiàn)；
第5周-第7周：繼續(xù)學(xué)習(xí)理論知識(shí)，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(cè)圖像運(yùn)動(dòng)代碼，并且驗(yàn)證其正確性；
第9周-第10周：根據(jù)真實(shí)圖像，證實(shí)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(yù)演。
7、參考文獻(xiàn)：
利用非線性濾波的光流計(jì)算
Highly Accurate Optic Flw Comput ……（未完，全文共2630字，當(dāng)前僅顯示1672字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開(kāi)題：基于光流計(jì)算模型的剪切波運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法研究》）