医学图像配准方法分类及现状

医学图像配准是医学图像融合的前提，是目前医学图像处理中的热点，具有重要的临床诊断和治疗价值。依据7个标准对医学图像配准方法进行了分类，然后从3个方面综述了目前的一些主要的医学图像配准方法，如矩和主轴法、互信息法和相关法等。由于医学图像配准是一项比较复杂和困难的课题，尽管目前已提出许多算法，但并没有一种配准方法能在各个方面都达到理想要求，因此不得不在精确度、速度、自动化程度等方面加以取舍。随着计算机技术和医学成像技术的发展，医学图像的配准技术也一定会得到快速发展。     

基于模板匹配和光流法的图像配准方法

光流法是一种广泛应用的像素级非刚性图像配准方法。该方法对发生平移、旋转以及放缩变换的图像能够很好地配准,但是光流法在待配准图像比较大且初始位置远离目标位置时,配准速度及位置较差。文章提出了结合模板匹配和光流法的改进算法,首先通过模板匹配算法进行粗定位,再使用光流法进行精确定位。实验表明,该方法大大提高了原算法的配准能力。     

基于形状匹配的快速图像配准

为了发挥基于特征的图像配准方法和基于像素的配准方法的优点,提出了一种将特征匹配和最大互信息法相结合的配准方案：先提取参考图像和浮动图像中的目标形状进行匹配,利用匹配结果求出互信息搜索算法的初始值再进行搜索．实验表明,该方法计算量小、速度快且精度高,可避免参数搜索陷于局部极值,有效地提高了配准的速度和精度．     

基于模板匹配的图像配准算法

在研究传统图像匹配方法和分色理论的基础上，提出了基于模板匹配的图像配准算法．在将标准图像和待测图像分别分色的基础上，采用序贯相似性检测算法对各色灰度图像分别进行模板匹配，并根据匹配数据，对图像进行平移、缩放及旋转操作，使两幅图像能够在空间上配准．实验表明，算法的效率和精度与采集设备的分辨率、模板选取以及匹配区域大小等因素有关，与传统图像配准算法相比，效率和精度分别提高了30％和35％以上，不仅满足了彩色精密印刷品质量检测的要求，而且还可应用于其他图像快速配准的过程中．     

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．     

医学图像融合技术研究综述

介绍医学图像融合的意义和医学图像融合的方式，提出图像数据转换，图像数据相关，图像数据库和数据理解是实现医学图像融合需要解决的关键技术和技术难关，重点介绍图像配准的方法及其研究现状，并结合作者的经验，分析如何利用小波变换技术对图像进行信息融合，直观地从整体上阐述医学图像融合技术。     

基于混合配准策略的多模态医学图像配准方法研究

提出了一种由"粗"到"细"的混合配准策略,该配准策略吸取了以往配准方法的优点,且在细配阶段将基于特征的配准方法和基于灰度的配准方法结合在一起,提出了基于轮廓特征点集最大互信息的配准方法,从而在速度和精度上都得到了很大提高。     

主轴法在三维图像匹配中的应用

提出了一种三维图像点集的匹配对准算法－－主轴旋转法（PAX），通过计算三维图像的质心和主轴来确定图像的朝向，利用一系列刚性变换最终对准图像，算法具有简单、快速、适用面广等优点。     

医学图像配准技术及实现概况

随着各种医学成像设备在临床中的大量应用，医学图像配准在诊断和疗效评价等方面显示出了重要价值，逐渐成为医学图像处理领域的一个研究重点.我们对医学图像配准中的一些关键技术及主要方法进行了综述，比较了各种算法的特点及其应用场合，对医学图像配准的发展趋势进行了展望.     

多模态医学图像融合技术综述

介绍了医学图像融合的级别和方式,重点对目前国内外医学图像配准和融合的技术与方法进行了阐述,最后提出了在医学图像融合技术研究中的几个热点问题.     

基于层次B样条的医学图像弹性配准方法

弹性配准是医学图像处理的重要研究内容，为了精确得到图像的局部几何变形，需要大量均匀分布的标记点来表示局部偏差，为此，提出了一种自动、准确的基于区域相似性的标记点选取方法，并利用层次B样条散乱数据插值方法能够解决逼近精度和光滑性的平衡问题的特点，建立一种新的配准方法．实验证明，本文提出的自动标记点的选取方法能够产生准确的表示局部变形的标记点对应性，所建立的配准方法是一种准确、简便和稳定的方法，能够产生光滑、准确的配准变换．     

加快寻优的医学图像互信息配准算法的研究

为了实现多模念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。该办法计算简单、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。     

考虑噪声干扰的医学图像点对配准算法及其误差预测

提出了考虑噪声干扰的医学图像点对配准问题的最大似然估计算法以及目标配准误差（TRE）的预测方法.对定义在Mahalanobis距离空间的绝对定向问题（AOP）进行迭代求解,使其结果收敛于最大似然解;应用误差传递理论计算配准结果的方差,通过方差传递公式计算TRE的数学期望,并用于评价配准结果和优化基准点的空间配置.数值模拟实验结果表明,与AOP的封闭解法相比,所提出算法的估计结果的精度较高,其对TRE预测的相对误差小于2%,对配准结果标准差预测的相对误差小于4%.     

基于光流场模型的医学图像配准

基于最大化互信息的配准方法因其复杂性高而不能满足临床的实时性要求;基于光流场模型的图像配准方法计算简单快速,但已有的采用光流场进行配准的方法都直接采用原始的Horn模型,该模型简单地采用速度场的模作为光滑性约束,而导致配准过程不能保持图像的不连续性,使得图像严重模糊以致无法应用,该模型还存在不能处理大位移的问题.为了能在配准过程中尽可能地保持图像特征,采用了Lucas等人提出的窗口化光流场模型,通过选用小的窗口减轻对图像造成的模糊;对于大位移问题,可以采用金字塔结构来有效处理.实验结果证明,Lucas光流场模型应用于医学图像配准能够得到较准确的配准结果,具有很高的运行效率.     

基于光流场模型的医学图像配准

基于最大化互信息的配准方法因其复杂性高而不能满足临床的实时性要求；基于光流场模型的图像配准方法计算简单快速，但已有的采用光流场进行配准的方法都直接采用原始的Horn模型，该模型简单地采用速度场的模作为光滑性约束，而导致配准过程不能保持图像的不连续性，使得图像严重模糊以致无法应用，该模型还存在不能处理大位移的问题．为了能在配准过程中尽可能地保持图像特征，采用了Lucas等人提出的窗口化光流场模型，通过选用小的窗口减轻对图像造成的模糊；对于大位移问题，可以采用金字塔结构来有效处理．实验结果证明，Lucas光流场模型应用于医学图像配准能够得到较准确的配准结果，具有很高的运行效率．     

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.     

基于ASIFT的医学图像配准算法

对ASIFT算法的原理进行了分析,针对医学图像配准鲁棒性强、准确性高和低耗时率的要求,设计出基于ASIFT的医学图像配准算法。该算法首先通过ASIFT算法提取图像特征点,接着用欧式距离筛选出匹配的特征点,最后实现参考图像与浮动图像之间的配准。该算法较好地解决了其他同类型算法中存在的提取的特征点数量少、特征点匹配的精确度不高、不能对扭曲变形的仿射图像配准等问题。实验结果表明,该算法不仅提高了配准的精确度和准确性,也提高了配准的稳定性和可靠性。     

基于混合优化算法的医学图像配准技术

在图像配准的优化算法中, 为避免使算法陷入局部最优的问题。 因此, 提出基于最大互信息和混合优化算法的医学图像配准算法, 利用模拟退火算法思想改进粒子群优化算法, 提高了全局寻优的能力, 能更好地跳出局部最优。 由实验结果可知, 该方法不仅具有较好的图像配准精度, 对椒盐噪声和高斯噪声也有较好的鲁棒性。