论文开题：基于光流计算模型的剪切波运动估计方法研究

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：　　信息科学与工程学院　　　　　　　　　　　专业班级：电子信息工程B班　

课题名称 基于光流计算模型的剪切波运动估计方法研究

1、本课题的的研究目的和意义：
医学图像包括来自不同成像模式的多种类型的图像,这些成像模式以二维图像或三维图像的形式提供了丰富的人体解剖结构和生理功能信息。借助医学图像医生可以更直观的了解组织器官及病变部位的形态从而对疾病做出更准确的判断，因此医学图像已经成为临床诊断的重要依据。近年来，组织粘弹性越来越受到关注，因为组织粘弹性大小不仅与其结构有关，而且会随着组织生理和病理发生很大的变化。通过对组织的局部区域进行激励，从而产生剪切波。然后，通过剪切波的传播速度反演出组织的粘弹性模量。目前通过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质中剪切波
……（新文秘网https://www.wm114.cn省略595字，正式会员可完整阅读）……　
像的不为零处表明该处的像素发生了移动。对时间上相邻的两幅图像求差可以将图像中运动目标的位置和形状变化突显出来。但此方法受随机噪声的影响较大。
基于模型的运动检测法，对运动的检测也可借助模型进行，考虑进行全局运动检测。假设图像中点的全局运动矢量可以由它的空间坐标和一那组模型参数计算出模型。在对模型参数进行估计时，首先从相邻帧中选取足够多的观测点，接着用一定的匹配算法求出这些点的观测运动矢量，最后用参数拟合的方法估计模型参数。
频率域运动检测法，借助傅里变换可把对运动的检测工作转到频率域中进行。这种方法的好处是可分别处理平移、旋转和尺度的变化。
光流场估计法，按理论基础与实现方式可把光流法分成四类：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较容易实现，计算量也小，估计结果比较稳定。其中Bro*光流法通过多通道能量计算、图像多尺度和多分辨率分析以及非线性化求解等策略使光流法的精度进一步提高。
目前用的比较多且相对于本课题效果较好的是Bro*光流法。
3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：
（一）基于聚焦超声的含剪切波图像特点研究
1.聚焦超声的概念
2.剪切波的概念与相应图像的特点
（二）运动估计算法研究
1.运动估计的几类方法
2.光流法
（三） 仿真实验及误差分析
成果形式：用超声仿体数据验证方法准确性并进行误差分析


4、拟解决的关键问题：
现有的运动方程绝大多数是基于BCM模型的，对于光照强度的变化、光源的运动、光源的非一致分布(一般BCM假设不再满足)情况下的光流计算;热辐射序列图像的运动计算;密度序列图像的运动计算分析等问题，仍未能很好地解决，运动边界、运动遮挡、多运动(其中包括透明、半透明运动)等问题是光流计算的另一难点问题。
基于以上的问题，选取合适的计算光流场的方法从而提高运动估计的准确性是关键。

5、研究思路、方法和步骤：
采用基于Bro*光流法，并根据剪切波图像的特点来计算运动场。
步骤:1.阅读相关文献，掌握光流法运动估计的原理及实现
2.用仿真模拟出聚焦超声产生的位移场
3.用matlab实现其算法并与产生的位移场进行误差分析
4.反复测试结果准确性并优化程序

6、本课题的进度安排：
第1周-第2周：完成理论学习，补足自身所缺的知识，例如如果Matlab不熟悉，这段时间也应对Matlab做一定的学习；
第3周-第4周：阅读文献，掌握光流法的原理及实现；
第5周-第7周：继续学习理论知识，光流法用于超声图像处理的方式；
第8周-第9周：完成光流法检测图像运动代码，并且验证其正确性；
第9周-第10周：根据真实图像，证实所提方法的有效性；
第10周-第14周：总结，归纳，完成论文，答辩预演。
7、参考文献：
利用非线性滤波的光流计算
Highly Accurate Optic Flw Comput ……（未完，全文共2630字，当前仅显示1672字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题：基于光流计算模型的剪切波运动估计方法研究》）