MATLAB实现的基于图割算法的磁共振图像相位解缠系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB开发，采用图割优化算法自动处理MRI中的缠绕相位图像。通过构建能量函数并转化为图割最小化问题，有效消除相位跳变，还原真实相位分布，提升图像分析的准确性与效率。

详 情 说 明

基于图割算法的磁共振图像相位解缠系统

项目介绍

本项目旨在利用图割（Graph Cuts）优化算法，对磁共振成像（MRI）中的缠绕相位图像进行自动解缠处理。系统通过构建能量函数，将相位解缠问题转化为图割最小化问题，有效消除相位跳变，还原真实的相位分布，为后续定量磁敏感成像（QSM）或流速分析提供准确的相位数据。

功能特性

• 自动相位解缠：基于图割优化算法，实现二维/三维磁共振相位图像的自动解缠
• 多格式支持：支持DICOM与NIfTI格式的输入数据
• 能量最小化：通过构建相位连续性能量函数，利用图割算法实现全局最优解缠
• 质量控制：提供解缠过程能量收敛曲线、跳变边缘检测图及残差相位标准差等质控指标
• 可视化输出：生成解缠前后对比图及三维相位分布渲染图
• 预处理与后处理：包含相位图像预处理（去噪、ROI提取）和解缠结果后处理功能

使用方法

基本使用流程

1. 准备输入数据：将磁共振相位图像（DICOM或NIfTI格式）放置在指定目录
2. 配置参数：根据图像特性设置算法参数（如权重系数、迭代次数等）
3. 执行解缠：运行主程序开始相位解缠处理
4. 获取结果：系统输出解缠后的相位图像及相关分析结果

参数配置示例

主要可配置参数包括：

• 图像数据类型（复数数据/直接相位图）
• 图割算法参数（邻域系统、能量权重）
• 输出格式选择（NIfTI/MAT）
• 可视化选项开关

系统要求

硬件环境

• 内存：≥8GB（处理三维数据建议≥16GB）
• 存储空间：≥1GB可用空间

软件环境

• MATLAB R2018b或更高版本
• 图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）
• 建议安装NIfTI工具箱以增强格式支持

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括相位图像的读取与预处理、图割能量函数的构建与优化求解、解缠结果的后处理与质量评估，以及最终结果的可视化输出与数据保存。该文件整合了从数据输入到结果生成的全套功能模块，为用户提供一站式的相位解缠解决方案。