臺灣博碩士論文加值系統

本論文針對連接肋膜的腫瘤進行影像分割，並比較「watershed」與「snake」兩種影像分割方法的優劣。由於「watershed」與「snake」各有其理論基礎以及使用上的限制，我們先將十一顆的腫瘤切片影像，分別進行Matlab「watershed」跟Matlab 「snake」的區域分割，接著採用「敏感性檢驗」（Sensivity Identify）的方法，一一檢驗分割成功的影像，是否真有腫瘤的存在。隨後分析影響「watershed」與「snake」影像分割成功率與準確率的因素，發現腫瘤的類型以及分割方法本身就存在的缺陷都是會影響的因素之一。從實驗結果可以看出，「watershed」不論是在分割的成功或是檢驗的準確，表現都比「snake」優異；但是對於肺部腫瘤的早期檢驗常出現偽陰性，則建議使用「snake」分割法，比較能夠找出腫瘤的存在，避免沒有發現腫瘤，而誤判了患者的病情。

This dissertation is to segment image for the tumor connecting the pleura and compare the advantages and disadvantages of two ways of image segmentation, “watershed” and “snake”. Due to theoretical framework and limitation of use for “watershed” and“ snake”, we deal with regional segmentation for eleven tumor images by using“Matlab watershed” and“ Matlab snake” and then use Sensivity Identify to examine successful images one by one to confirm whether the tumor exists or not.After analyzing factors which influence success rate and accuracy rate of “watershed” and“ snake” image segmentation, we find that category of the tumor and natural flaws in different segmentation are both possible factors.In terms of success of segmentation or accuracy of examination,“ watershed” is superior to “snake” from experimental result. However, we recommend “snake” is easier to find tumors for those patients whose earlier examinations of lung are often negative. By doing so, we tend not to misjudge patients’ conditions.

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VI
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 各章節摘要 2
第二章 相關背景 3
2-1 分水嶺(WATERSHED)影像分割的相關研究 3
2-1-1 影像二值化(BINARY IMAGE) 3
2-1-2 連結(CONNECTIVITY)與標記(LABELING) 4
2-1-3 侵蝕(EROSION) 6
2-1-4 地形圖 6
2-1-5 使用距離轉換的分水嶺分割 7
2-1-6 分水嶺(WATERSHED)在醫學影像上的應用 9
2-2 主動式輪廓偵測(SNAKE)影像分割的相關研究 10
2-2-1 模糊處理 10
2-2-2 內部能量與外部能量 11
2-2-3 梯度向量流蛇模型(GVF SNAKE) 11
2-2-4 主動式輪廓偵測(SNAKE)在醫學影像上的應用 12
第三章 研究架構與方法 14
3-1 研究實驗設計 14
3-1-1 「WATERSHRD」影像分割成功的定義 15
3-1-2 「SNAKE」影像分割成功的定義 17
3-2 敏感性檢驗(SENSIVITY IDENTIFY) 21
3-2-1 「WATERSHRD」分割影像的檢驗結果 22
3-2-2 「SNAKE」分割影像的檢驗結果 23
第四章 研究結果與討論 25
4-1 不同腫瘤類型對實驗結果的影響 25
4-2 比較「WATERSHED」與「SNAKE」的優劣 36
4-2-1 「WATERSHED」的優缺點 36
4-2-2 「SNAKE」的優缺點 37
第五章 結論 38
參考文獻 39
附錄A 41
附錄B 60
附錄C 79
附錄D 96
誌謝 112
簡歷 113
圖目錄
圖二.1 LENNA原始灰階圖像及二值化圖像 4
圖二.2連接示意圖 4
圖二.3 4-NIGHBORS及8-NIGHBORS區域處理圖 5
圖二.4 8-NEIGHBORS與4-NEIGHBORS處理結果比較圖 5
圖二.5侵蝕示意圖 6
圖二.6經過侵蝕後的LENNA地形圖 7
圖二.7 分水嶺示意圖 7
圖二.8 完成分水嶺切割的影像 8
圖二.9 二值影像及距離轉換 8
圖二.10 利用距離轉換完成分水嶺分割的LENNA圖像 8
圖二.11「SNAKE」變形的過程 10
圖三.1「WATERSHED」分割成功圖像 15
圖三.2「WATERSHED」分割成功圖像 15
圖三.3「WATERSHED」分割失敗圖像 16
圖三.4「WATERSHED」分割失敗圖像 16
圖三.5「SNAKE」分割成功圖像 18
圖三.6「SNAKE」分割成功圖像 18
圖三.7「SNAKE」分割成功圖像 18
圖三.8「SNAKE」分割失敗圖像 19
圖四.1腫瘤編號CASE1的原始圖像 25
圖四.2腫瘤編號CASE2的原始圖像 26
圖四.3腫瘤編號CASE3的原始圖像 27
圖四.4腫瘤編號CASE4的原始圖像 28
圖四.5腫瘤編號CASE5的原始圖像 29
圖四.6腫瘤編號CASE6的原始圖像 30
圖四.7腫瘤編號CASE7的原始圖像 31
圖四.8腫瘤編號CASE8的原始圖像 32
圖四.9腫瘤編號CASE9的原始圖像 33
圖四.10腫瘤編號CASE10的原始圖像 34
圖四.11腫瘤編號CASE11的原始圖像 35
表目錄
表三.1：研究架構流程圖 14
表三.2：腫瘤編號4經 WATERSHED分割成功的切片影像編號 17
表三.3：腫瘤編號10經 SNAKE分割成功的切片影像編號 20
表三.4：WATERSHRD影像分割的檢驗結果 22
表三.5：SNAKE影像分割的檢驗結果 23
表四.1：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號1敏感性檢驗結果的比較 26
表四.2：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號2敏感性檢驗結果的比較 27
表四.3：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號3敏感性檢驗結果的比較 28
表四.4：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號4敏感性檢驗結果的比較 29
表四.5：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號5敏感性檢驗結果的比較 30
表四.6：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號6敏感性檢驗結果的比較 31
表四.7：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號7敏感性檢驗結果的比較 32
表四.8：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號8敏感性檢驗結果的比較 33
表四.9：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號9敏感性檢驗結果的比較 34
表四.10：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號10敏感性檢驗結果的比較 35
表四.11：WATERSHED與SNAKE在腫瘤編號11敏感性檢驗結果的比較 36
表A.1：腫瘤編號1經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 41
表A.2：腫瘤編號2經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 43
表A.3：腫瘤編號3經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 45
表A.4：腫瘤編號4經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 46
表A.5：腫瘤編號5經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 47
表A.6：腫瘤編號6經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 49
表A.7：腫瘤編號7經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 50
表A.8：腫瘤編號8經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 52
表A.9：腫瘤編號9經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 53
表A.10：腫瘤編號10經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 55
表A.11：腫瘤編號11經MATLAB WATERSHED分割成功的切片影像編號 56
表B.1：腫瘤編號1經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 60
表B.2：腫瘤編號2經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 62
表B.3：腫瘤編號3經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 64
表B.4：腫瘤編號4經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 65
表B.5：腫瘤編號5經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 66
表B.6：腫瘤編號6經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 68
表B.7：腫瘤編號7經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 69
表B.8：腫瘤編號8經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 71
表B.9：腫瘤編號9經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 72
表B.10：腫瘤編號10經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 74
表B.11：腫瘤編號11經MATLAB SNAKE分割成功的切片影像編號 75
表C.1：腫瘤編號1經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 79
表C.2：腫瘤編號2經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 81
表C.3：腫瘤編號3經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 83
表C.4：腫瘤編號4經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 84
表C.5：腫瘤編號5經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 85
表C.6：腫瘤編號6經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 86
表C.7：腫瘤編號7經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 87
表C.8：腫瘤編號8經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 89
表C.9：腫瘤編號9經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 90
表C.10：腫瘤編號10經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 92
表C.11：腫瘤編號11經WATERSHED分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 93
表D.1：腫瘤編號1經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 96
表D.2：腫瘤編號2經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 98
表D.3：腫瘤編號3經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 100
表D.4：腫瘤編號4經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 101
表D.5：腫瘤編號5經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 102
表D.6：腫瘤編號6經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 103
表D.7：腫瘤編號7經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 104
表D.8：腫瘤編號8經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 106
表D.9：腫瘤編號9經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 107
表D.10：腫瘤編號10經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 108
表D.11：腫瘤編號11經SNAKE分割成功的影像進行敏感性檢驗的結果 109

參考文獻
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