空间加权互信息图像配准算法

提出了一种基于互信息扩展的新测度空间加权互信息(SWMI)配准算法.首先使用Harris角点检测对参考图像进行特征区域标记;然后根据对图像配准贡献的不同,对不同特征区域赋予相应权重得到用于计算SWMI的Harris权重函数.实验结果表明:与SWMI配准算法相比,本文算法不需要人工直接干预,有利于实现自动化配准,具有良好...     

一种准正交空时分组码的快速译码方法

准正交空时分组码可以对天线数大于2的复信号星座进行全速率的编码，但是准正交空时分组码采用成对最大似然译码（DML），其译码复杂性随信号星座数量呈指数增长。针对准正交空时分组码的这种缺点提出了一种快速最大似然译码（FML）算法。仿真及计算结果显示，在信号星座数较大时，采用快速最大似然译码方法可以在保证性能损失很小的前提下，使接收机的译码复杂性减少2～3个数量级，而且该方法可以推广到任意数量的发射天线。     

改进的基于最大归一化互信息的医学图像配准算法

作者提出了一种基于最大归一化互信息的医学图像配准算法.该算法利用改进的部分体积插值法进行插值计算,有效地克服了图像配准中常见的局部极值问题.该算法利用最大互信息作为目标函数,POWELL优化搜索算法搜索一个最大互信息量从而获得最佳配准参数.实验证明,该算法计算简单,配准速度快,具有更好的精确性和鲁棒性.     

弹性的二维医学图像配准算法

提出了一个弹性二维医学图像配准算法,该算法将基于像素浓度值配准算法和基于特征点的配准算法相结合,采用自动的特征点定位算法,使用薄板样条算法来提高配准的精度,从而可以对二维医学图像进行自动、准确的配准。首先,用基于像素浓度值的全局仿射配准实现对鲁棒配准的初始估计;然后,通过使用基于特征点的迭代配准算法,使得全局仿射配准结果在第2步配准算法中得到进一步的细化而使其配准结果具有更高的准确性。对二维PHANTOM图像的实验结果表明,该算法具有鲁棒性。     

二种同时估计信源位置和信号发射时间的TOA算法

提出了当接收端在空间随机分布时同时估计信源位置和信号发射时间的二种TOA算法。方法一为用一新变量代替定位估计中的二次项，把非线性估计转化为二步最大似然（ML）线性估计；方法二通过消去二次项，而只需一步最大似然估计。二种算法结构简单，计算量不大，具有较高的精度。     

ICP算法在计算机辅助外科手术空间配准中的技术研究

针对几种常用空间配准算法的阐述以及对目前临床上所使用的精准外科手术图像配准算法的分析,提出ICP算法是目前计算机辅助外科手术的空间配准中较为有优势的算法的结论。针对传统ICP配准算法在初始值不理想的情况下不能保证全局收敛,出现局部最小值问题,从而影响配准的精度,提出一种改进的ICP配准算法把四元数法与ICP算法结合起来,将初配准结果作为ICP算法的初始值,再运用ICP算法进行精配准。仿真结果表明,ICP配准算法精度较高,能够进一步提高手术导航系统的可靠性。     

高精度多视频配准算法中静态图像配准算法的选取

在之前的研究中提出了一种高精度的多视频时空配准方法,该方法将Caspi等人提出的多视频配准算法与基于静态图像的配准算法有效地进行了结合.但在结合的同时,如何选取静态图像配准算法是需要考虑的问题.本文对两类主要的静态图像配准方法进行了理论分析与实验比较,提出了在我们的多视频时空配准方法中使用基于特征的静态图像配准算法的思路.实验结果验证了本文思路的合理性.     

基于ICP算法的计算机辅助肝脏手术空间配准技术

医学图像和实际空间的配准是计算机辅助肝脏手术中的技术难点.针对计算机辅助肝脏手术中的空间配准技术中术前CT图像与术中实际空间的配准问题,提出一种基于ICP算法的配准技术,并且利用四元数法确定迭代的初始值.仿真试验结果表明,ICP算法配准精度高,适用于计算机辅助肝脏手术.     

基于改进EM算法的分布式MIMO系统联合参数估计

鉴于采用最大似然算法估计分布式多天线系统的信道增益与频偏存在多维优化使计算复杂度高的缺陷,以及采用期望最大化（EM）算法存在收敛速度慢、对初值依赖性大的不足,而期望条件最大化（ECM）算法用一系列计算简单的CM步来代替一个复杂的M步,弱化了初值对收敛性的影响.综合考虑ECM算法与最大似然（ML）估计算法来优化EM的收敛过程,提出了一种高效稳定的EM算法.该算法在CM步取得频偏的更新值后,通过ML的结果来更新信道增益.仿真结果表明：该算法对初值的依赖性较低、计算简单且稳定性高,结合空间选择期望最大化（SAGE）方法后能大幅提高收敛速度,且所得估计值的均方误差（MSE）能够逼近Cramer-Rao界（CRB）.     

基于SIFT检测的Demons图像配准

提出一种计算简便且配准效率高的算法.通过拟牛顿对Demons算法里的目标函数进行优化,从而得出形变向量u的方法,阐明了此方法配准的高效性,同时再结合SIFT算法对配准结果的检测,便能很直接很直观地看出配准结果的好坏,避免了判断两幅图相似性的大量计算.实验验证了所提出算法的有效性.     

基于统计形变模型的多模医学图像非刚性配准方法研究

多模医学图像间可能存在复杂的非刚性形变,矫正这类形变需要采用具有较高自由度的非线性变换模型.直接求解非线性变换的高维参数,不仅会增加配准时间,而且也影响配准精度.为此,本文提出一种基于统计形变模型的配准算法,该算法利用统计形变模型对大量多模图像间的非刚性形变进行统计学习,利用由此建立的模型大幅减少变换模型的参数,达到提高图像配准效率和精度的目的.大量的实验结果表明：与基于传统自由形变模型的配准算法相比,本文提出的基于统计形变模型的配准算法其效率可以提高52%,同时目标配准误差平均减少0.503 2个像素.     

三维多模医学图像配准系统的设计

在基于体素灰度的医学图像配准领域，采用全新的相关比相似性测度作为配准的测度准则，对多分辨率加速配准方案中涉及的几何变换选取、重采样、多分辨率体数据表达及最优化方法进行了设计分析。利用文中提出的多分辨率配准系统，对磁共振图像（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，得到了较满意的效果，配准速度有了很大的提高。     

基于单位四元数的手术导航注册方法

针对目前的脑立体定向手术导航注册方法存在较大误差和可能出现奇异点等缺点,提出了一种基于四元数电磁定位的新注册方法.利用四元数的快速迭代特性和计算过程无奇异解的特性实现注册过程中的3个空间映射过程,根据单位四元数中的刚体姿态变换描述及奇次坐标理论求解从实时手术空间到计算机空间的最优转换矩阵.实验结果表明,文中所提算法得到...     

基于ADS-B数据的一次雷达系统误差配准方法

针对大误差一次雷达测量过程中雷达配准方法的精度提升问题,分析了一次雷达误差分布特性,以广播式自动相关监视系统的航迹数据为真值,提出了基于改进轨迹跟踪滤波的实时雷达配准方法。采用点云配准方法中随机抽样一致性的迭代最近点法,对基于期望增加模型的变结构交互式多模型算法中的偏置函数进行了改进,有效减少了随机误差在配准过程中的影响,并获得最优的偏置参数,以提升大误差一次雷达配准的精度。算例分析结果表明,该方法配准后可使所选一次雷达俯仰角平均绝对误差降低至0.04°,方位角平均绝对误差降低至0.07°,为雷达系统误差配准提供新方法支撑。     

基于人工免疫算法的光学影像与SAR影像配准方法

提出了一种基于人工免疫算法的光学影像和SAR影像配准方法,该方法从影像上的面状地物入手,仅从识别性较好的光学影像上提取面状地物,先随机给定一组配准参数,将光学影像上面状地物的坐标经仿射变换获得新的坐标,以转换后新坐标在SAR影像上对应区域的均质性为评价标准,并利用人工免疫算法对配准参数进行优化,从而得到影像配准结果.最后,利用WorldView-2和RadarSat-2影像的配准实验验证该方法的有效性,结果表明该方法配准精度可优于2像素.     

非球面拼接测量中的配准误差校正

为了抑制配准误差对子孔径拼接测量非球面的影响,采用基于仿射变换和子孔径位置优化的拼接算法,校正由于配准误差引起的子孔径拼接重叠区对应点的不一致性,以提高拼接测量的精度.首先,分析了子孔径重叠区域相位误差不一致性的原因,然后,根据重叠区相位误差最小原则,利用反向求解法,求得配准方程中的各项系数,进行子孔径数据的配准和位置的优化校正.实验结果表明:经过配准误差的校正后,采用同步拼接方法得到的子孔径拼接测量结果与全口径直接测量结果更为吻合.     

基于几何特征的点云配准算法

为了有效地解决不存在明确对应关系的点云配准问题,提出了一种基于点云几何特征的配准算法.首先以点云的曲率为联系特征,搜索配准点云的匹配对集合;然后利用邻域特征对各匹配对进行相似性度量,提取有效配准对,并引入刚体变换中向量几何性质剔除其错配对,生成点云初变换;最后采用ICP算法对点云初配结果进行优化,实现点云精确配准.仿真实验结果表明:该算法具有较高的配准精度,且配准时间较短,是一种可行的点云配准算法.     

微创人工耳蜗手术导航匹配算法研究

微创人工耳蜗通道(Minimal Cochlear Access,MCA)是一种直接从颞骨的表面向内耳钻出隧道,然后在内耳植入耳蜗电极的手术治疗方式.相比于传统开放的耳蜗植入手术,MCA具有创伤小、耗时少、快速恢复及较少的并发症等优点.该手术的主要难点是要获取足够的精度,通常小于0.50 mm.该文对基于基准标志物的光学导航系统(Landmark-Based Optical Navigation System,LONS)的定量精度进行研究,通过不同的表面配准算法来获得稳定的精度.结果表明:在相同初始化条件下,颞骨模型匹配的目标配准误差(Target Registration Error,TRE)最小值为(0.16±0.01)mm.     

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。     

一种基于仿射变换的SIFT误匹配剔除方法

针对基于尺度不变特征转换(scale invariant feature transform,SIFT)在配准过程中存在大量误匹配的问题,提出一种基于仿射变换的误匹配剔除方法.该方法首先根据SIFT算法粗匹配后得到的初始匹配点对,利用最小二乘法求解仿射变换的系数,然后通过不断迭代去除均方根误差较大点对的匹配关系.以长汀县不同时相的TM影像配准为案例的实验结果表明,所提出的方法简明高效、配准精度优于目前被广泛使用的RANSAC误匹配对剔除方法.