TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol.12, No.6, Jun e  201 4, pp. 4563 ~ 4 5 7 1   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i6.539 3          4563     Re cei v ed  De cem ber 2 8 , 2013; Re vi sed  F ebruary 25,  2014; Accept ed March 1 2 , 2014   Locating Liver Lesion with Local C-V Level S e t and  Image Registration       Zhaohui Luo * Xi Zaifang Wang J unn ian   S c hoo l  o f   In fo rma t i o n  an d  Electrical   Engi nee ri ng , Hu nan   Unive r si t y   o f  Scie nce  an d   T e chno logy  Xi a ngt a n , C h i n   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : L u o z h a o h u i 0 1 @ s i n a . co m       A b st r a ct   In this p a p e r, w e  prop osed  c o mpre hens ive  meth ods  to l o c a te the  liv er le sion  in  multi-p hase  C T   imag es. It   first construct a local liver l e sio n  ima ge fr o m  the imag e in w h ich liver les i on  differs from liv e r   tissue most ma rkedly,  th en pr e-seg m ent  the  lesio n   w i th  OT SU  meth od to   get the  in itial  c ontour,  an d ev olve   the active c ont our w i th loc a C-V lev e l set  meth od to  get  t he fin a l co ntou r of lesi on i n  th e CT  i m a ge. F i nall y   locate th e l i ve r lesi on i n  CT  imag es of ot her p has es by  imag e reg i stration. Exp e ri ments show e d  thi s   meth od ca n ex tract liver tumo r efficiently. A w e ll-pre pare d  abstract en abl es the rea der to ide n tify the b a si c   content of a d o cu me nt quickl y and accur a tely, to dete rmi ne its relev anc e to their inter e sts, and thus  to  deci de w hether  to read the do cument in its e n tirety.     Ke y w ords : loc a l lev e l set, OTSU meth od, i m age re gister      Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  Hep a tocellula r carcino m (HCC) is one   of the mo st  common  malig nan cie s  in th e world,  with ap proxi m ately 1,000, 000  ca se s re ported  every  year. X-ray computed  tom ogra phy (CT )  is   one of sen s it ive imaging  modalitie s for the liver tu mor analy s is [ 1 ]. Spiral CT, with the recent  introdu ction  o f  multi detect o r-  ro w sca n   techn o l ogy (MDCT),  curre n tly plays a f undam ental  role   in the diagn o s is a nd sta g in g of HCC.  Multi-ph ase h e lical  CT i s  the mo st suit able te chniq u e . It usually inclu d e s  the  plain CT  image and  enh an ced   CT im age s,  whi c h  can  incre a se th e dete c tion   and i m prove  the   cha r a c teri zati on of focal liver lesi on s by usin g co ntra st agents.   a quad ru ple-pha se p r oto c ol that inclu d e s u nenh an ced, hepati c  a r terial, p o rtal  venou s,  and  delaye d   pha se im age s. It provide s   dynamic info rm ation of  the  bloo sup p ly of liver le sio n s.  The differe nt blood  sup p ly to the lesio n , in fact,  is the  most impo rta n t CT feature  that may help  differentiate among small   hepatocellul a lesi on that have eme r ged in a ci rrhotic liver t h e   multipha se e x amination [2 -4].  Ho wever, it a l so cost s the m  more b u rd ens b e cau s e  of the incre a sin g  amo unt  of data   they need to interpret [1]. Rece ntly, computer-a id ed  diagno sis (CAD), defined  as a diag no sis  introdu ce d by a radiolo g ist  who u s e s  the  output  from a comp uteri z ed analy s is of  medical im a ges  in dete c ting l e sio n s, a s se ssing  ex tent of dise ase, and  makin g  di a g nosti c de ci sio n s i s  bei ng u s ed   to reduc e  the  burdens  [5].  In a liver  ca n c er CA syst em, the first  step i s   to locate the liver les i ons ,  i.e. extrac t the  regio n  of interest (ROI ) for further an alysis . A su cce s sful CA D system depen ds on the co rre ct   segm entation  of liver lesio n s. In abdo m i nal CT im a g es, there are  many orga n s  su ch a s  h e art,  stoma c h, an d sple en b e sides live r , wh ich ma ke  the  image s more com p licate d . On the ot her  hand, e a ch p a tient is  uniq ue, so  the  sh ape a nd fe at ure  of the liv er i s  dive rsifi ed. Wh at’ mo re,  most of liver lesio n diverse in  different  pha se  CT im age s [3]. The s e a c cou n t for the h a rd ne ss of  segm ent the liver lesio n  an d the  intere sts of many re searche r s.  There a r e m any app ro aches fo seg m entation  in  m edical ima g e s , such a s  th reshold,  conto u ba se d techniqu es,  regi on b a sed  tech nique s,  clu s terin g , an d template  m a tchin g . Each  of  these  app ro a c he s h a s its  advantag es  and di sa dvan t ages in te rm s of a ppli c ab ility, suitability,  perfo rman ce,  and  comp utational  co st [5, 6]. Acti ve conto u rs hav e bee n exten s ively studi ed  and  widely u s e d  i n  medi cal im age  seg m ent ation, pa rticul arly to lo cate  boun da ries,  whe r an initi a Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4563 – 4 571   4564 conto u r i s  de formed to wa rds the b oun d a ry of t he obj ect to dete c ted by the mi nimizin g  ene rg function .But  the pa ram e tric  deform able m odel s have difficulties  with  segm entation  of  topologi cally  compl e x stru cture s , To  o v erco me the s e p r obl em,  the level set approa ch  was   introdu ce d by S.Osher a n d  J.A.Sethian [7]. They m odel the prop ag ating cu rve a s  a sp ecifi c  le vel  set of a highe r dimen s io nal  surfa c e [8].  By studying the abdomi nal CT ima ges,  we find that although the ima ges a r e   compli cate d, insid e  the regi on of liver, th e image s a r relatively sim p le. In one of  the qua dru p l e - pha se CT image s, the lesio n  ha s di fferent CT v a lue from  no rmal liver tissue a nd  can  be  disting u ished  by eyesig ht. In this p ape r,  we p r op ose a  local l e vel se t algorithm  co mbining i m ag e   regi ster meth od to locate li ver lesio n . Th e step s of are  as follows:   a) Sel e ct th e  CT  imag e i n  whi c h  the  le sion’ den se    differs m o st  greatly from t he liver  tissu e a nd  ca n be  di stingui she d  by  eyesi ght in  th e q u a d rupl e-pha se   CT im age a s  the  refere nce  image for  the  segme n tatio n  of liver lesio n b) In the reference image choo se seve ra l point s insi de  the liver area  manually an d form  a polygon  whi c h covers the  whole le sion  to con s tru c t a  local le sion i m age;   c) Pre-segm e n t the lesion  with multileve l OT SU methods  to form the initial c ontour;   d) Evolve th e a c tive cont our with  mult ipha se  C-V  l e vel set met hod s to  get t he final  conto u r of lesion;  e) Use th e i m age  regi ste r  metho d a nd map th area  of lesi o n  into othe pha se  C T   image.   The remain d e r of this  pap er is  structu r ed a s   follows. In Sec t ion  2, C-V level  s e t [7] is   introdu ce d bri e fly, in sectio n 3, we de scribes  the lo cal  C-V level set  algorithm  co mbining O T SU  method. Sect ion 4 detail s  the experim e n tal pro c ed ure of segm ent ation, data set. Result s a r also exami n e d  and di scussed.   In sectio n 5  we de scrib e  the image  reg i stration m e th ods a nd deta il the corre s p ondin g   experim ent proce dure in se ction 6.   The co ncl u si on is drawn in Section 7.  Finally , possi bilities for future work are outlined.       2. The Des c r i ption of C-V  Method    The C-V met hod [10], inte grating th e le vel set and  M u mford - Sha h   model, do es  not use   the gradie n t i n formatio n. It minimi ze s th e en ergy  fu n c tion  app roa c h to evolutio n  the  curve.  T h e   image  () () ,, ux y x y Î W  is fo rmed by t w regio n s:  obje c t (ui )  a nd  b a ckgroun d (u o), which i s   sep a rate d by  the evolving  cu rve  C in    . Th con s tants, c1 a n d  c2  de pendi n g  on  C,  are  the  averag es of i m age I insid e  C and re spe c tively out sid e  C. Chan a n d  Vese intro d u ce the en erg y   function al  () E ccC 12 ,,  de fined by:    () () () () () 12 22 11 2 2 ,, ,, io i uu Ec c C L e n g t h C A r e a u u x y c dx dy u x y c dx dy mu ll =+ +- + - òò     ( 1 )     Her e () Le ng t h C  is the  l ength  of the  cure  C, a nd  () i A re a u  is th e a r e a   of the  regi on  inside C,  μ ν    0,  12 ,0 ll > are fixe d paramete r s. Therefo r e th e ene rgy function is minimi zed if  the cu rve is on the bo unda ry of the obje c t. O p timization  (1), it can  g e t the ultimate  segm entation  line C, as we ll as the location of the unknown cc 12 , Usi ng  th e He aviside   fun c tion H(z), and  the  on dim e nsio nal Dirac  mea s u r δ  (z),  and   defined, re sp ectively, by:    () () ()     1, i f z 0 , 0, i f z < 0 d H zz H z dz d ì ï ³ ï ï == í ï ï ï î        ( 2 )     Partial differe ntial equatio n s , gotten by  Ch a n  and Ve se u s ing Eul e r-Lag ran ge  method,  are as  follows:  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Locating Li ve r Lesi on with  Local C-V L e v el  Set and I m age Regi stration (Zh aoh ui Luo)  4565 () () ( ) () ( ) () 22 11 2 2 0 di v 0 ,, 0 , 0 uc uc t xy xy n ff df m u l l f ff df f f ì éù æö ï ï ÷ ç ¶Ñ êú ÷ ï ç ÷ =- - - + - = ï êú ç ÷ ï ç ÷ êú ïÑ ç ÷ ç èø ï êú ëû ï ï ï = í ï ï ï ï ï ×= ï ï Ñ ï ï ï î u r    (3)     Whe r e the  c 1 c 2 can get from the followi ng e quation s .     () () () () () () 1 ,, , u x y H x y dxdy c Hx y d x d y f f f W W = ò ò                             (4)    () () () () () () () () 2 ,1 , 1, u x y H x y dxdy c Hx y d x d y f f f W W - = - ò ò        ( 5 )     In the nume r i c al  cal c ulatio ns, the regul ariz i ng fun c ti on (6 ) is  use d  to repl ace  H(z), δ  (z )   r e spec tively.    22 12 () 1 a r c t a n ( ) , 2 1 () . z Hz z z             ( 6 )     So that the  gradi ent flow  Equation  (3 ) rol e s in all  of the level  set, an d we ca n   automatically monitor the  empty goal with the  internal regi on, a nd ma ke the  overall ene rgy  function to th e minimum.   Let’s di spe r se the equatio n in  f , use a finite differen c es impli c it scheme. Re call  first the   u s ua l no ta tion s :  le t h   b e  th e   s p ac s t ep be th e ti me  step, a n d (, ) ( , ) ij x yi h j h , be  the  gri d   points. Here   1, , ij M  . The  app roxi mation of  (, , ) tx y  a r e set by  , (, , ) n ij i j nt x y   . From   (3), we ca n get n .The 12 () , ( ) nn cc  can  be got  re spe c tively by (4 ), (5).  Cha n   and Ve se  cal c ulate  1 n  through (7).     () () () () nn n n ij i j i j ij nn n n i j ij ij ij nn ij ij nn n n i j ij ij ij x y i j ij ij i j th vu C u C h 1 ,, 1 , , 1, , , 1 , ,1 , 1, , , 1 , 22 22 1 1 ,, 1 , , 2 2 , , 2 ,, 22 () ( ) ff f f m ff f f ff m ll ff f f + + ++ + ++ - - é æö ÷ ç ê ÷ -- ç ÷ ê ç ÷ ç =D ÷ ê ç ÷ ç D ÷ ê ÷ ç -+ - ÷ ç ê èø ë æö ÷ ç ÷ - ç ÷ ç ÷ ç +D - - - - - ÷ ç ÷ ç ÷ ÷ ç -+ - ÷ ç èø n ij h , () df ù ú ú ú ú ú û             (7)                                                                                                                  From the Eq uation (3), we can  see, t he def inition  of partial di fferential eq u a tions  involving ima ge fun c tion  (, ) Ix y   is do main -wi de ma p dat a ,  and the  de finition of oth e r two  unkno wn  cc 12 ,  is also im age  d e finition of the regi on, wi t h  the overall  cha r a c teri sti cs.  Hen c e,  updatin g leve l set function i s  in the entire  defined  re gio n , the comput ation is very large [11].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4563 – 4 571   4566 3. Local C-V   Lev e l Set for the Segme n ta tion of Li v e r  Lesions   The  C-V m o d e l ca n o n ly p a rtition a n  im age into  two  region s, i.e. o b ject a nd  ba ckgroun d.  While in a n  a bdomin al CT  image s, there  are  many o r gan s su ch a s  heart, stom a c h, and  sple e n   besi d e s  liver,  whi c h ma ke   the image s m o re  com p licated an d con s i s t of more th an two  re gion s,  so the C-V le vel set can n o t be applie d for the se gme n t of liver lesions di re ctly.    As we can se e, the liver region is rel a tive ly simple co mpared with the whol e abd omina l   CT imag e, an d in the local  area, the le si on ca be ea sily disting u ished from n o rmal liver tissu e so  we fo cu s our attentio on the lo cal  area.  We  sel e ct several  p o ints to form  a polygon  wh ich  covers the  whole le sion a nd co nst r u c t a local le si on image  of the smalle st  size. Th en  the   evolution of t he  contou r i s  pro c e s sed  o n ly in t he l o cal imag es. T h is m e thod  can get  rid  of  the  interferen ce  o f  other organ s. In a ddition,  be cau s e   the  size of th e lo cal im age  is  much  fewer than   that of the whole abd omina l  CT image, the  evolution  of contou r ca n be sp eed ed  up.   As in  (4 ), (5), c1  and  c2  depe nding  o n  C,   are the   averag es of i m age I  in sid e  C an outsid e   re spectively. A l o cal  imag e in clud es  the m a rgin al regi on   outsi de  th e polygon   be si des  lesio n  and liver organ. To  apply the C-V  level set to  the se gmentat ion of liv er lesion, we re defi n e   c2 a s  the ave r age g r ay lev e l of liver regi on, as sho w n  in (8).     () () () () () () ma s k ma s k ux y H x y H x y d x d y c Hx y H x y d x d y 2 ,[ 1 , ] ( , ) [1 , ] ( , ) f f f W W - = - ò ò       ( 1 )                                                                                                                  Becau s e of the local  cha r acter of this  method,  the initialization of  the level set function plays an im portant role i n  segm entati on of an  image. If the initial conto u r is clo s e to the  boun dary  of lesio n , the ite r ation  of evol ution  can  be  lessen ed. We apply th multilevel OT SU  method p r op ose d  by Otsu  to pre-segm ent the  local i m age to get ideal initial co ntour.     In the O T SU method,  onl y the g r ay-le v el  histo g ra m suffice without othe a pri o ri   kno w le dge,  and the fea s ibility of evaluating  the  “goo dne ss”  of threshold  is done through  exhau stive search to mini mize the  with in-cl a ss  vari a n ce b e twe en  dark an d brig ht regio n s of  the   image. Altho ugh ma ny works o n  thre shol d metho d s h a ve bee n pro p o s ed i n  a num ber of  literatures, th e OTS U  met hod [9],  whi c h is a m e thod  that minimi zes th within-cla ss varia n ce, is  a popul ar no n - pa ramet r ic  method for its simplicity an d efficien cy.   In  Otsu' s  met hod we exha ustively  se arch  for  th e thre shol d that mi nimize s th e in tra-cla ss  varian ce  (the  varian ce  wit h in the  cla ss), defin e d  a s  a weighte d   sum  of varia n ce of the t w cla s s e s:     22 01 1 2 arg m i n { ( ) ( ) ( ) ( )} h Tt t t t ws w s =+                        (9)    Her e   i w   are the  probabilities of the two  classes  separat ed by a threshold  h T    and  2 () i t s  are varia n ce s of these  cla s ses.   Ot su  sho w s t hat  minimi zin g  t he int r a - cl as varia n ce  is the  same  as maximi zi ng inter- cla ss v a ri an c e .   To get  rid  of the inte rferen ce  of the m a rginal  a r e a  of  the lo cal im a ge, we only  calcul ate  the region  in side  the  poly gon. T he  opt imal threshol h T can be ob tained by  mi nimizin g   the  within-cla ss  varian ce i n  (9). We the n   pre - segme n the local ima ge in side  the  polygon,  an d   partition it  int o  two  regio n s , i.e. le sion   and live r  ti ssue. Th e g r ay  level of th margi nal  are a  is  zero, and may be mi staken for l e si on. T o  eliminate the impact, we  fill the marginal area  with t he  averag e g r ay  level of liver  tissu e.  When  the g r ay lev e l of liver l e si on is hig her than live r  tissue,  the initial level set function  is co nst r u c ted  by (10), othe rwi s e, it is co nstru c ted by (11).     ( ) ,, 0 ( , ) h x yu x y T f =-                                                                   (10)  ( ) ,, 0 ( , ) h x yT u x y f =-                                                                   (11)  Then the leve l set functio n  is upd ated a c cording to  (7). After severa l iteration s , we get  the final co ntour a nd extra c t the lesi on.  By mendi ng  C-V level  set, we can g e t rid of the imp a ct  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Locating Li ve r Lesi on with  Local C-V L e v el  Set and I m age Regi stration (Zh aoh ui Luo)  4567 of other o r ga ns. In additio n , becau se th e si ze of  the l o cal im age i s  much fe we than that of the  whol e abdo m i nal CT ima g e , the evolution of conto u r can be  spe e ded up g r eatl y . We call the   mende d meth od local level set.      4. Experiments of Segm enta tion   We teste d  the prop osed method on t w o imag es. T he first one i s  sh own in Fi gure 1 ( a ) There i s   a tu mor  of hi gh  d ensity,  i.e  hig her gray leve l in th e b o tto m of the  liver. We  sele ct four  points a nd  co nstru c t a poly gon to be sie g e  the tumor,  as sho w n in  Figure 1(a).  The lo cal ima g e   is sh own in Figure 2(a ) . By using OT SU me thod  pre - segme n t the image first, as sh own  in   Figure 2(b ) . To de cre a se the gradi ent of the bound ary of the pol ygon, we fille d the empty area   outsid e  the p o lygon with t he mea n  CT  value of  the liver, as sho w n in Figure 2(c). We ca n see  that the initial contou r sho w n in Fig u re  2(d )  is  n ear t he bou nda ry of the lesion,  but there a r some  di ssoci a tive are a s i n sid e  o r  out side the  tum o r.   Then the  contour was  e v olved with t he  local  level  set  method.  The  param ete r s are as  follo ws:  time-step 0. 3 t D= 850 m = , 12 1 ll == .   After 50 ite r at ions,  we  got t he final  conto u r, a s   sh own  in Figu re  2(e). The  distri but ion of l e vel  set  is sho w n in Fi gure 3 an d the final contou r in the  source image is sh own in Figu re  4, we can se that the conto u r is ju st on t he bou nda ry of the lesion.           (a)     (b)   Figure 1. Hig h  Den s ity Lesion       (a)  (b)   (c )     (d)   (e)     Figure 2 .The  Proce s s and  Re sult of the First Experi m ent                             Figure 3. The  Distrib u tion o f  Level Set of  the  First Experi m ent  Figure 4.The  Final Co ntou r Line of High  Den s ity Lesi o 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 -100 -50 0 50 100 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4563 – 4 571   4568   (a)     (b)     Figure 5. Low Den s ity Lesi o n         (a)     (b)     Figure 6. The  Pre-segm ent ation       (a)     (b)     Figure 7. The  Contou r Line  of Lesion       Figure 8. Level Set Distrib u tion after 85  Iterations      The  se co nd i s   sho w n  in  Fi gure  5 ( a).  Th ere  is a  hypo den se tu mor,  i.e  lo we r g r a y  level in   the centre of  the liver.  We   sele ct five p o i nts a nd  co nstruct  a p o lyg on to  be sieg e the tu mor,   as  sho w n i n  Fig u re  5(b ) . By usin g OTS U   method  pre - segment th e i m age first, a s  sho w n  in Fig u re  6(a ) . To de crease the gra d ient of the b ound ary  of the polygon, we filled the empty area ou tside   the polygon  with the me a n  CT valu e of  the liver,  as  sho w n in  Fig u re 6 ( b ) . We  can  se e that the  initial co ntour sho w n i n  Fi gure  7(a) i s   near t he b o u ndary  of the  lesio n , but t here  are so me   0 20 40 60 80 10 0 0 20 40 60 80 -1 50 -1 00 -5 0 0 50 10 0 15 0 x y L e l v el  s e t   D i dt r i but i o n Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Locating Li ve r Lesi on with  Local C-V L e v el  Set and I m age Regi stration (Zh aoh ui Luo)  4569 disso c iative area s in side  or outsi de the tumor.   Then the conto u r wa s evolved with the loca l   level set  met hod. Th e pa ramete rs are  as foll ows:  time-ste p 0. 3 t D= 850 m = , 12 1 ll == .   After 85 ite r at ions,  we  got t he final  conto u r, a s   sh own  in Figu re  7(b). The  distri but ion of l e vel  set  is sh own in Figure 8.  W ca n see that the  c ontou r is ju st on the bou ndary of the lesio n     5. Image Re gistra tion fo r Locating Li v e r  Lesion in other Pha s e  Images    Most HCCs a r e hypo den se  or iso den se  whe n  visuali z ed on plai n CT image s, as  sho w n   in Figure 9(b). Du e to their predo m i nant arte rial  supply, HCC are se en  as tran sie n t ly  hyperd e n s masse s  in th e arte rial p h a s e of h epati c   enha ncement  as  sho w n i n   Figure 9(a). T hey  become isod ense with h epatic p a re n c hyma o r  hypode nse in the portal ve nou s pha se  of  enha ncement . On d e lay ed ima g e s , the  cap s u l e an sep t a demo n st rate p r olon g ed  enha ncement , wherea s contra st  wa sh -out from th e tumor m a ke s the le si on ag ain ap pea hypode nse. So the HCC  may be seen  by eyesig ht whe n  its d e n s differs fro m  liver greatl y  and  undete c ted  when its  den se is  simila r t o  liver [2]. If  the liver le sio n ’s d e n s ity is simila r to liv er   tissu e, it is dif f icult to lo cat e  the l e sio n  b y   segm entati on. The  only  clue  come s from the i m age  of  other ph ases. Because of influenc e of breath, the locatio n  of liver lesio n  m a y be differe nt  slightly. We u s e the imag e regi stratio n  to align image s of different phases.    Image regi stration is the p r ocess of ove r layi ng two o r  more imag e s  of the sam e  scene   taken  at different time s, from differe nt viewpoi nt s, a nd/or  by different  sen s o r s.  It geometri cally  align s   two  im age s—the ref e ren c e and sensed  ima g e s . The p r e s e n t  differences  betwe en ima ges  are introdu ce d due to different imaging  condition s.   Regi stratio n  method s ca n  be catego ri zed with  re spect to vario u s criteria. T he one s   usu a lly use d  are the a ppli c ation a r ea,  dimen s io n a lity of data, typ e  and compl e xity of assu med  image d e form ations, comp utational cost , and the ess ential idea s o f  the regist rati on algo rithm.  In   this pa pe r we used A r ea -based m e tho d s. Area- ba sed meth od s, sometim e called  co rrel a tion- like metho d or template  matchin g  [12] merge t he fe ature dete c tio n  step with th e matchin g  p a rt.  These metho d s de al with  the image s without atte mp ting to detect  salient o b je cts. Wind ows  of  pred efined  si ze or eve n  en tire image s are use d  for the  corre s po nde nce e s timatio n The  cla ssi cal  rep r e s entati v e of the are a -ba s e d  met hod s is th e n o rmali z e d  Co rrel a tion ij r   in (12) an d its modification s [13].    () () () () 1 2 2 2 (, ) ( , ) (, ) ( , ) (, ) ( , ) ( , ) ( , ) ij ij xy ij ij ij xy x y f x yf x y f x yf x y f x yf x y f x yf x y r éù éù -- êú êú ëû ëû = ìü ïï ïï éù éù -- íý êú êú ëû ëû ïï ïï îþ åå åå åå     ( 1 2 )         (a)                                                          ( b)    Figur e 9. The  SHCC Ima g e s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 6, June 20 14:  4563 – 4 571   4570 Whe r (, ) f xy is th e  refe ren c e i m age,  (, ) f xy is the  avera ge  gra y  level of (, ) f xy  an d   (, ) ij f xy is the  re giste r ed ima ge  whi c ha s be en t r an sform ed , (, ) ij f xy is the  average  gray l e vel of  the regi stered  image.   This m e asure of similarity is computed f o r wi ndo w p a i rs from the  sensed a nd re feren c e   image s and it s maximum i s  sea r ched. Th e wind ow  p a irs for which the maximum i s  achieved a r e   set as the  co rrespon ding o nes.         (a)                                                  ( b)                                                   (c   Figure 10. Th e Process of Image Regi stration       6. Experiment of Image  Regis t er   We te sted th e method s af ter se gme n ting the liver l e sio n  with lo cal level - set. The final   conto u of the SHCC i s   shown in  Fi gu re 1 0 (a ).  Th e plain  CT i m age, a s   sh own i n  Fig u re, the   gray level of  the lesi on is very clo s e t o  the  liver ti ssue, ne arly  undete c tabl e.  Before ima ge  regi stratio n we  mapp ed  the  regio n  of   the le sion  int o  the  plain  CT imag e, a s   sho w n  in  Fig u re  10(b ) , we  ca n se e that th e co ntou r wa s mig r ated  a  little. We trie d to alig n the  plain  CT im age   with the refe ren c e ima ge.  We tra n sl ated the un re g i stere d  imag e to regi ster  it with the b a se   image, an Correl ation  betwe en the  unre g iste re d image  an d the refe re nce im age  wa comp uted. When its maxi mum is  sea r ched out, we   g o t the regi ste r ed ima ge. T he co rrespon ding  conto u of lesion in th e plai n CT  imag wa s sho w i n   figure 10 (c). We can   see t hat co ntou r is on  les i on’s  true loc a tion.       7. Conclusio n   In this pape r, we pro p o s ed co mpreh ensive meth ods to lo cat e  liver lesio n s in CT  multipha se i m age s. It first segme n t liver lesio n   by combing local  C-V level set algorithm, OTSU   method in th e CT im age s in whi c h th lesio n  differs  from liver ti ssue mo st ma rkedly, then  m a p   the regi on of  lesio n  into CT image s of  other p h a s e s   by image regi strati on. Be cause the cont our   evolves in the  local area, the method can  not only get  rid of the interferen ce  of oth e r organ s, bu also  red u ce  the co mput ational  comp lexity. T he result s of ex perim ents  h a ve testified  the   feasibility of t he m e thod s.  We  will  apply  othe r m e th o d s to   segm en t the oth e r le sion  in  ou r fut u re  wor k .       Ackn o w l e dg ements   This  work was supp orted  by scientific res earch fu nd of Hun a n  provinci al e ducation   depa rtment (No. 11 c05 3 8 )  and T e chn o logy plan  fo undatio n of Hun an p r ovi n cial, China  (No.   2013F J3 058     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Locating Li ve r Lesi on with  Local C-V L e v el  Set and I m age Regi stration (Zh aoh ui Luo)  4571 Referen ces   [1]  Yuanz ho ng L i Shoj i Har a , Ka zuo Sh imura.  A Machi ne  Lea rnin g Ap proac h for Loc atin Boun dari e s o f   Liver Tumors in CT Im ages.  Procee din g s of  the18th  Intern ation a l C onfer ence  on P a ttern Rec ogn itio n   (ICPR). Hong  Kong. 20 06; 1: 400 – 4 03    [2]  E Rummeny , R Baro.  Imag i ng of Liver Di seases. Dis ea ses  of the Abdo me n and P e lvis . Davos :   Sprin ger. 20 06   [3]  Christia ne K u li nna M D , W o lfg ang Sc hima M D .  Imag in g F e atures of H e p a t ic Metastases:  CT  and M R   Diseas es of T he Abdo men a n d  Pelvis . Dav o s: Springer. 20 06.   [4]  M Lang er J, T  W i nterer, E Kotter, N Ghan em. De tection  and ch aracter i zation of b eni gn focal l i ver   lesio n w i th m u ltislic e CT . Eu rope an Ra di olo g y . 2006; 1 6 (1 1): 2427- 24 43.   [5]  Seon g-Ja e Li m, Yong-Ye o n  Jeo ng, Yo- S ung  Ho . Au tomatic Liv e r Segme n tatio n  for Volum e   Measur ement  in CT  Images.   Jour nal  of Vi sual  Co mmuni cation  an d I m age  Re pres ent ation . 20 06 ;   17(4): 86 0-8 7 5 .   [6]  S Mukhop ad h y a y , B Cha n d a . Multiscal e  morp h o lo gica l segme n tatio n  of gra y -sc a l e  images.  IE EE  T r ans. Imag e Process . 200 3;  12(5): 533 –5 4 9 [7]  SJ Osher, JA Sethia n. F r o n ts prop ag atin w i th c u rvat ure d e p end en t speed:Al gor ithms bas e d   onH amilto n -Ja c obi formu latio n s.  Comput Ph ys.  1998; 79( 1) : 12-49.   [8]  XXu Ji ng, C h e n  Ke n, Ya ng  Xi ang do ng, W u   Dan.  A daptiv Leve l  Set M e th od for  Seg m en tation  of Liv e r   Tumors  in  Min i mally  Invas i ve  Surg ery Us in g Ultras o u nd I m a ges.  Pr oceedings  of the  IEEE the 1s t   Internatio na C onfere n ce on Volum e   Bio i nf orma tics a nd  Biome d ica l  En gin eeri ng (ICB BE). W uhan .   200 7; 109 1-10 94.   [9]  OT SU N. A thresho l d s e lecti o n metho d  from  gra y -l evel  hist ograms.  IEEE  Trans. Syst. Man Cy bern 197 9; 9(1): 62- 66.   [10]  CHan  T F , Vese LA. Activ e  c ontours   w i th ou t edg es.  IEEE  Transactions on Image Pr ocessing . 2 0 01;  10(2): 26 6-2 7 7 .   [11]  JJinsh eng   Xia o , Li ngl ing   Xu,  Bens hun  Yi.  T he Improv ement of C-V  Le vel Set  metho d  for I m a g e   Se gm en ta ti on . Procee din g s of  the 20 08 Inter natio nal  Co nfer ence  on C o mp uter Scie nce a nd Soft w a r e   Engi neer in g (C SSE). Wuhan. 200 8; 2: 1106- 110 9.   [12]  LMG F onseca,  BS Manj un ath. Reg i stratio n  tec hni qu es fo r multise n sor  remotel y  s ens ed im ager y.   Photogr a m met r ic Engi neer in g  and Re mote S ensi ng.  19 96; 562( 9): 104 9–1 056.   [13]  BBarbar a Z i tov á , Jan F l uss e r.  Image registr a tion m e thods:  a surve y Ima ge a nd Vis i on  Co mp uting .   200 3; 21(1 1 ): 977– 10 00     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.