用MATLAB进行三维图像处理

你需要知道三件事

什么是3D图像处理?

三维图像处理是对三维图像数据进行可视化、处理和分析的过程几何转换、过滤、图像分割,以及其他形态学运算。

三维图像处理是医学影像分析中常用的方法DICOM或来自MRI或CT扫描等放射学来源的NIfTI图像。你也可以在显微镜中使用3D图像处理技术来检测和分析组织样本或追踪神经元。

Medviso

Medviso工程师使用MATLAB为全世界的临床医生开发生产心血管分析软件。

除了医学成像,您还可以使用3D图像处理技术来处理行李的安全扫描,或分析材料的扫描以了解其结构。其他应用领域包括用于消费电子产品的视频活动识别或用于防御系统的空中监视。

三维图像处理技术

在处理3D图像数据时,可以使用许多技术。这些技术根据您要完成的任务而有所不同——包括导入、可视化、处理和分析数据。

此图表强调了3D图像处理工作流的关键组件。

此图表强调了3D图像处理工作流的关键组件。

图像导入和可视化

3D图像数据可以来自各种设备和文件格式。为了有效地导入和可视化3D图像,必须能够访问图像的底层数据和元数据。

您可以使用各种方法可视化3D图像,这取决于您想观察的细节。在某些应用程序中,您可能希望将3D数据可视化为呈现的卷。

查看3D螺旋的渲染体。

查看3D螺旋的渲染体。

在其他应用程序中,您可能希望将3D数据视为三维坐标系中的2D平面。

将3D卷查看为2D切片。

将3D卷查看为2D切片。

图像滤波与增强

3D图像通常包含不必要的噪声,会模糊或弱化您感兴趣的体积的特征。应用图像过滤器、图像对比度归一化或执行形态学操作是消除3D图像噪声的常用技术。

图像配准

在处理3D图像数据集时,图像通常来自不同的设备,或在设备移动时拍摄,这可能会通过旋转、倾斜和缩放差异带来不对中。您可以使用3D几何变换和图像配准技术。

自动配准多模式医学图像

注册多模式医学图像

图像分割

在分析体积或3D图像时,您可能希望隔离某些区域,以便只在感兴趣的区域上执行计算。例如,如果您想计算一个盒子里面的瓶子的体积,您可以使用图像分割在瓶子和盒子中的其他结构之间划分3D图像。

用MATLAB进行三维图像处理

MATLAB提供了交互式的应用程序和功能,加快了三维图像处理的工作流程。探索下面的例子,了解更多关于使用MATLAB完成3D图像处理任务的知识。

导入3D图像数据

有了MATLAB,你可以使用交互式应用程序或内置函数从各种文件格式导入3D图像数据,比如TIFF格式,DICOM或NIfTI。

DICOM Browser app allows you to explore collections of DICOM files.

" data-toggle="lightbox" class="add_margin_0 fluid_link">DICOM浏览器应用程序允许您浏览DICOM文件集合,然后将数据导出到其他MATLAB应用程序或工作区。

使用多种浏览器应用程序允许您探索DICOM文件的集合。

体积可视化数据

MATLAB让您可视化和探索有标签或无标签的3D图像数据。

Volume Viewer app lets you interact with and view 3D volumetric or labeled 3D volumetric data.   

" data-toggle="lightbox" class="add_margin_0 fluid_link">体积查看器应用程序可以与3D体积或标记的3D体积数据进行交互和查看。

体积查看器应用程序让您交互和查看3D体积或标记的3D体积数据。

不同形态3D图像的配准

MATLAB支持来自各种模式的图像,并提供内置的图像配准工作流来集成它们。

此示例演示如何使用基于强度的注册自动对齐两个体积数据集。

例子演示如何使用基于强度的注册自动对齐两个体积数据集。

图像过滤和增强操作

通过MATLAB,您可以使用各种图像滤波技术(如高斯滤波、盒滤波或图像形态学)来减少噪声或增强图像。

这个例子展示了如何使用3D高斯滤波平滑人脑的MRI图像。

例子展示了如何使用3D高斯滤波平滑人脑的MRI图像。

三维数据分量的分割

MATLAB提供交互式应用程序和内置函数,帮助您自动化3D图像分割程序。

例子展示了如何使用活动轮廓(蛇)执行3D分割。控件交互式分割卷的2D切片图像裂殖体应用为之创建一个起点活动轮廓算法。

基于深度学习的三维图像处理

一个深度学习三维图像处理的方法可能涉及使用卷积神经网络以及语义分割来自动学习、检测和标记3D图像中的相关特征。

例子演示了如何使用MATLAB训练三维U-Net网络,并对三维图像中的脑肿瘤进行语义分割。

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