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Docteur de l'université Automatic Segmentation and Shape Analysis ...

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x TABLE DES MATIÈRES<br />

3 Hippocampal segmentation using multiple atlases 43<br />

3.1 Basic version of multi-atlas based segmentation propagation . . . . 44<br />

3.1.1 Atlas registration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45<br />

3.1.1.1 Affine registration . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46<br />

3.1.1.2 Non-rigid registration . . . . . . . . . . . . . . . . 47<br />

3.1.2 Similarity based atlas selection . . . . . . . . . . . . . . . . 47<br />

3.1.2.1 Image mutual information . . . . . . . . . . . . . . 48<br />

3.1.2.2 Correlation coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . 49<br />

3.1.3 Label fusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50<br />

3.2 Supervised construction of population-specific atlas . . . . . . . . . 51<br />

3.2.1 Construction of atlas set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51<br />

3.2.2 Evaluation of atlas set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53<br />

3.2.2.1 Entropy of probability image . . . . . . . . . . . . 54<br />

3.2.2.2 Partial moment of histogram . . . . . . . . . . . . 55<br />

3.3 Atlas selection by re-ranking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55<br />

3.3.1 MMR re-ranking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56<br />

3.3.1.1 Atlas similarity <strong>and</strong> image similarity . . . . . . . . 56<br />

3.3.1.2 Atlas selection by MMR algorithm . . . . . . . . . 57<br />

3.3.2 Least angle regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58<br />

3.4 Results <strong>and</strong> discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60<br />

3.4.1 Supervised atlas construction . . . . . . . . . . . . . . . . . 61<br />

3.4.1.1 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61<br />

3.4.1.2 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63<br />

3.4.1.3 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63<br />

3.4.2 Atlas selection strategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65<br />

3.4.2.1 Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65<br />

3.4.2.2 Experimental results . . . . . . . . . . . . . . . . . 66<br />

3.4.2.3 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67<br />

3.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69<br />

4 Statistical shape mo<strong>de</strong>l of Hippocampus 71<br />

4.1 Building the shape mo<strong>de</strong>l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72<br />

4.1.1 Parameterization of the shape surfaces . . . . . . . . . . . . 74<br />

4.1.1.1 Initial parameterization by diffusion . . . . . . . . 75<br />

4.1.1.2 Distortion minimization . . . . . . . . . . . . . . . 76<br />

4.1.2 Reparameterization by rotation . . . . . . . . . . . . . . . . 78<br />

4.1.3 Groupwise optimization on shape images . . . . . . . . . . . 80<br />

4.1.3.1 Image representation <strong>and</strong> manipulation of shapes . 81<br />

4.1.3.2 MDL cost function <strong>and</strong> its gradient . . . . . . . . 83<br />

4.1.3.3 Fluid regularization . . . . . . . . . . . . . . . . . 85<br />

4.1.3.4 Optimization process . . . . . . . . . . . . . . . . 87<br />

4.1.4 Validation <strong>and</strong> evaluation of shape mo<strong>de</strong>ls . . . . . . . . . . 87<br />

4.1.4.1 Compactness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90<br />

4.1.4.2 Generalization ability . . . . . . . . . . . . . . . . 90

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