基于互信息的多模图像配准研究

分析了基于互信息的多模态图像配准的理论和方法,从信息论的角度分析了互信息的性质以及两幅图像互信息的计算等,同时给出基于互信息的图像配准的基本步骤。     

基于结构图像表示和微分同胚Demons算法的多模态医学图像配准

为了提高多模态医学图像的配准精度,利用参考图像和浮动图像的结构信息,提出了一种基于结构图像表示和微分同胚Demons算法的多模态医学图像配准算法.该算法由结构图像表示和图像配准组成.在结构图像表示阶段,采用Arimoto熵图像来描述参考图像和浮动图像的结构信息,首先计算2幅图像中所有像素点周围指定大小邻域的熵值,然后把计算的熵值作为熵图像中对应点的灰度值以生成2幅熵图像.在图像配准阶段,使用微分同胚Demons配准算法对2幅熵图像进行配准.基于Brainweb数据库中磁共振数据的测试结果表明:与微分同胚Demons算法和基于香农熵的Demons算法相比,利用Arimoto熵表示图像的结构信息可以进一步提高配准精度.     

一种用于多模态心脏图像配准的统计形状模型构建方法

统计形状模型构建的关键在于训练集样本形状的构造和形状特征点的自动提取.针对多模态心脏图像的配准问题,提出了一种统计形状模型的构建方法.模型的构建过程主要通过图谱标签图像训练集的建立、模板标签图像形状特征点的提取和模板形状到待标记图谱形状特征点的自动传递来完成.并在此构建方法的基础上,建立左心室统计形状模型引导多模态图像配准过程.为评估构建方法的有效性,使用心脏CT和MR图像数据集进行多模态配准实验验证.结果表明,基于统计形状模型约束的方法较仅靠互信息的方法在配准精度上有明显提高.     

一种新的多模态图像集成配准方法

提出一种新的多模态图像集成配准方法。该算法是在对齐度和归一化互信息2种方法的基础上,引入图像边缘检测和均衡化,从而综合利用6种配准算法进行集成多模态图像配准。使用少数服从多数和基于可信度的加权2种集成准则,对红外热像仪图像和相应可见光图像进行实验分析,结果证明该集成配准方法准确性高,鲁棒性强,较之非集成配准方法具有明显的优势。     

基于粒子群优化算法的多模态医学图像刚性配准

提出了一种基于轮廓特征点及利用PSO(粒子群优化)求解多模态医学图像自动配准新方法．首先采用数学形态学中腐蚀和膨胀算法对图像进行预处理,用区域生长法提取图像的边缘;再用subtractive聚类算法提取出轮廓特征点,将两个特征点集的均方根极小值作为配准准则,然后用PSO算法求解空间变换参数．该算法适用于多模态医学图像配准,与其他算法相比,PSO算法具有操作方便、可靠性好、不易陷入局部极值等优点。     

基于Fourier-Mellin变换的医学图像配准算法

针对基于互信息配准广泛应用于医学图像配准,存在计算量非常大、耗时长,受初始旋转和平移参数影响较大而使目标函数陷入局部极小等问题,采用Fourier-Mellin变换,先计算出2幅图像功率谱的反Fourier变换得到所对应的峰值位置,从而求得它们的相对平移,对于图像幅度谱用对数-极(Log-Polar)变换求出相对旋转角度,从而获得2幅图像配准参数,最后对图像进行配准.RTMT虽然能快速配准,但是配准精度有待提高.将RTMT和RMI结合在一起进行配准,即将RTMT获得的旋转角和平移量作为RMI的初始值,再应用RMI配准.这种方法不但计算量少而且运算简单,得出的结果精度高并且配准速度快,对于单模态图像配准和多模态配准都适用,还解决了容易陷入局部最优的问题.     

基于灰度值相应概率的非刚性图像配准

提出了一种基于灰度值相应概率的，对多模态非刚性医学图像进行全局弹性配准的快速算法．通过两幅图像重叠部分的２Ｄ灰度联合直方图，计算灰度值相应概率（ＧＶＣＰ），使用遗传算法最优化ＧＶＣＰ实现两幅图像之间平移和旋转的全局刚体配准．将两幅图像的重叠部分均匀地划分成互为重叠的体积子块，再最大化每对对应体积子块图像灰度之间的ＧＶＣＰ，实现每对对应子块之间平移的局部刚体配准，并将每子块的中心作为一一对应的控制点．利用这些均匀分布的控制点对结合薄平板样条插值法实现图像的全局非刚性弹性配准．     

加快寻优的医学图像互信息配准算法的研究

为了实现多模态医学图像的配准融合,提出一种加快寻优的医学图像互信息配准算法实现CT和MR图像的配准.该算法首先使用形态学方法提取图像的边界,再用力矩主轴法算出浮动图像进行刚性变换的初步平移量和旋转量,然后以此作为互信息法的初始参数进行寻优,找出最佳变换,实现CT和MR医学图像的自动刚性配准.该方法计算简单、运算量少.利用该配准算法实现融合的结果图像经过临床医生检验,认为达到临床诊断的要求,能辅助临床医生对疾病做出正确的诊断.     

基于轮廓提取的医学图像配准方法

提出一种基于轮廓提取及循环迭代的估计医学图像间配准参数的方法，并构造了评价函数用于指导循环迭代过程．通过对实际医学图像进行实验，结果表明这种方法不仅适合单模态医学影像的配准，也非常适合多模态医学影像的配准．     

TIN图像配准中的同名特征点的可靠性提高

图像配准是对多时相、多传感器或多角度的同一场景的两幅或者多幅图像进行匹配处理,使得同名点在相同的坐标系中具有相同的空间位置.图像配准是评价两幅或多幅影像的相似性,以确定同名点的过程.要把对同一对象的不同波段、不同时间、不同分辨率或不同传感器的遥感影像进行融合或识别其变化,就必须首先进行影像配准.图像配准被广泛应用于遥感图像、医学影像、三维重建、机器视觉等诸多领域中.本论述系统地介绍了TIN图像配准的基本缺陷,接着详细地论述TIN优化方法,在此基础上提出了基于TIN优化的图像配准步骤,同名特征点的可靠性得到提高.     

基于对齐度的变电站多模图像配准算法

利用对齐度原则研究变电站巡检机器人获得的红外热像仪图像与可见光图像的配准,对齐度用于判定两种图像配准的相似程度.两种图像均进行灰度化,红外图像进行分辨率调整和负像化等预处理操作.实验结果显示,正负像对预处理后直接配准和预处理后进行边缘检测再配准的结果没有影响;直接配准和边缘检测配准互补性强,可以很好地满足设备匹配对适应性和精确度的要求.     

基于多分辨率和互信息的图像配准方法研究

用互信息进行图像配准可使配准的精度达到亚像素级,但该方法因计算量很大致使配准速度较慢.为了提高图像配准速度,并进一步提高配准的精度,首先运用多分辨率的方法将两幅待配准图像分别分解成n个不同分辨率的子图像,然后利用互信息先将分辨率最低的图像进行粗配准,并将此配准的结果作为下一个分辨率较高的图像配准的基础,继续这个过程直至最高分辨率图像被配准,即运用由粗到精的配准策略减小计算量,从而提高配准速度.用Visual C++6.0编程实现该配准方法,实验结果表明在图像配准过程中将多分辨率和互信息结合起来使用,配准速度得到很大的提高,并且由于多分辨率的使用有利于避免局部最大值,使得配准精度也有了一定程度的提高.     

基于体素灰度3D多模医学图像配准中的相似性测度

对基于体素灰度多模医学图像配准中广泛采用的相似性测度（SM）进行了比较研究，认为在配准条件极不理想的条件下，基于互信息（SM）、归一化互信息SN、相关比（SR）的SM是最为适用的。分析了基于SR的配准法相比于SM，易于保证配准得到全局最优变换。利用基于SR的配准方法，对磁共振（MR）和CT、MR和正电子发射断层扫描（PET）临床医学图像进行配准，得到了令人满意的效果。     

中国数字人切片图像的自动配准与分割方法研究

提出了一种新的方法,用于解决数字人数据集重建前的切片图像配准和分割问题.首先利用改进的彩色空间动态阈值法和形态学处理提取切片图像的定位杆坐标,在此基础上对原始图像进行变换,从而实现数据集的配准;其次根据配准后数据集相邻切片目标轮廓在位置和形状上的相似性,利用前层切片分割结果指导初始化位置和限制搜索空间的主动轮廓模型,实现了配准后数据集的自动分割.所提出的方法在数字人切片图像的分割中取得了令人满意的效果,并且该方法还可以应用在CT、MRI等医学图像序列中的器官和部件的分割中.     

一种用于图象配准的或图最佳搜索算法

本文在分析研究图象配准中的SSDA法的基础上,提出一种用于图象配准的或图最佳搜索算法,该法将窗口图及基准图的子图划分为n块,形成完整的有序或图,使图象配准问题变为用或图最佳优先搜索策略求最短路径问题,实现图象配准。实验结果表明,该算法控制简单,易于实现,比传统的直接算法计算量少,试验效果好。     

等离子体显示器屏板复合定位技术

针对荫罩式等离子体显示器屏板定位的特点,研究了基于计算机视觉的图像定位和基于衍射光栅的莫尔定位2种方法.利用这2种定位方法建立了精密定位的复合控制系统,其中图像定位作为粗定位,光栅定位作为精定位.通过粗定位与精定位相结合的两段式复合定位,可保证在较大的信号捕捉范围内,实现显示器屏板的高速高精度定位,有效地解决了定位精度、定位速度与信号捕捉范围三者之间的矛盾.实验结果表明,采用复合式精密定位可在50 mm的工作行程内获得±1 μm的屏板定位精度,这对荫罩式等离子体显示器的产业化具有重要的实用价值.     

改进模拟退火算法在图像配准中的研究

为了实现图像的配准，提卅了使用模拟退火算法求解2幅图像的最佳匹配参数，然后对待配准图像进行变换，从而达到配准目的．实验表明，该方法对平移、旋转的2幅图像具有较高的配准精度和初值鲁棒性，其中的改进算法，即单纯形一模拟退火算法可以使优化解不陷入局部极值而获得全局优化解，具有更高的配准精度，同时也大大提高了运算效率．     

基于局部特征射影变换的组织切片图像非刚性配准

针对组织切片图像配准问题,研究一种以局部特征射影变换配准方法为基础的全局非刚性配准方法以获得更好的匹配效果。首先,采用空域增强与频域增强结合的方法对图像进行预处理,应用匹配滤波突出组织四周的轮廓特征;其次,提取处理后的图像的尺度不变特征转换(scale-invariant feature transform, SIFT)特征并进行初步的匹配,根据匹配的特征点的坐标通过随机抽样一致(random sample consensus, RANSAC)方法计算两幅图像之间的射影变换矩阵参数并进一步剔除离群点,该矩阵可用于全局配准;最后,同样根据RANSAC方法提取出的特征点采用K近邻方法对图像进行区域划分,针对不同局部区域单独求解射影变换矩阵,并与全局配准矩阵进行比较筛选得到组织切片全局非刚性配准模型。实验结果表明对于不同的组织切片图像,局部射影变换配准的方法基本都可以提高配准的准确率,但对于局部变形较小的图像对,局部射影配准对配准精度的提高有限。