一种基于特征向量的超声图像配准方法

目前,超声图像的配准倍受关注。在MODIFIED HAMMER算法框架的基础上,针对其计算梯度幅值的求导运算在提取超声图像特征时易受斑点噪声影响的问题,基于斑点噪声的统计特性提出了一种新的参数特征用以取代梯度幅值,与LOG算子和灰度值组成特征向量,用于提取超声图像的重要特征点,并完成图像的配准。实验证明,该算法有效减少了重要特征点数目从而减少了配准时间,并且提高了配准精度。     

基于圆检测的二维条码定位方法

二维条码作为一种应用广泛的自动识别技术,其核心是对条码进行快速、准确地定位。提出一种基于四角圆点的快速定位方案,它根据定位点和数据点直径大小的差别快速搜索定位点的边缘点,利用边缘点的坐标求出定位点中心的大致位置,然后在两个垂直方向对定位点中心位置进行矫正。试验表明,该方法的识别速度比随机Hough变换圆检测算法快一个数量级以上,同时具有较强的抗污损、抗失真能力,在实时系统中具有良好的应用前景。     

基于序贯最小二乘的多传感器误差配准方法

为实时估计多传感器系统偏差,针对广义最小二乘(GLS)配准方法不能实时估计传感器偏差的问题,提出了基于序贯最小二乘的多传感器误差估计方法,该方法在GLS配准模型基础上,采用最小二乘的序贯方法来估计系统偏差,不必存储过去的测量数据,能够实时估计系统偏差。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于点对匹配的印刷电路板CT图像配准方法

针对PCB CT图像在拼接时存在较多相似区域无法有效配准的问题,提出一种基于点对匹配的方法.首先根据邻近特征点生成特征点对,并简化一种快速低维的特征描述子KPB-SIFT来描述特征点对,然后通过规定点对方向和点对分类匹配降低误匹配,最后给出一种匹配点方向约束条件,并基于该条件提出一种错误匹配点抑制算法提取正确匹配点.实验结果表明,该算法在保持较低时间复杂度的同时,匹配正确率达到95.58％,能够提取较多均匀分布的正确匹配点,从而能有效地解决PCB CT图像的配准问题.     

基于投影近似不变性的3D-2D医学图像配准

研究了同一病人的MRA和DSA图像之间的3D-2D配准问题，提出了一种基于投影近似不变性的配准算法，即在同一视角下，同一病人的三维MRA血管骨架的投影与二维DSA的骨架保持一致。通过定义二者之间的代价函数，并利用牛顿迭代法可得到视角参数的最优解。针对临床采集的MRA和DSA数据进行了实验，取得了较为满意的结果。     

4D CT图像的肺部呼吸运动估计

四维计算机断层扫描(Four-dimensional computed tomography,4D CT)通过对病人多个呼吸周期进行连续扫描,可以提供肺部全方位的动态信息,对肺部肿瘤的诊断、跟踪和放疗具有重要的作用.本文提出了一种基于B样条形变模型的四维图像配准算法对病人肺部的呼吸运动进行估计.为了充分利用4D CT的时间连贯性信息,保证4D CT配准的稳定性,定义了一个新的图像相似性测度函数,并采用迭代的方法对变形场进行优化求解.实验中,通过和成对三维B样条配准算法进行对比来验证本文算法性能.实验证明:所提的4D CT形变配准算法更加精确和稳定,配准精度可以达到1.22±0.74 mm.最后作为应用,对7位病人吸气末相位到呼气末相位的呼吸运动进行估计,并给出了统计结果.     

基于标识与自然纹理特征的三维注册方法研究

三维注册方法是增强现实系统研究的一个重要方面。现有的三维注册方法普遍采用已知标识完成任务,但存在明显的局限性,它必须保证真实场景中标识的可见性。提出了一种基于ARToolKit中规则标识与自然纹理特征的三维注册方法。该方法只在离线图像处理阶段使用一次已知标识就可以完成三维注册,并不需要保证实时注册阶段标识可见,即便纹理部分被遮挡仍能正确注册。这种新方法能够大大提高增强现实系统的适用性。     

基于点云配准的人脸三维尺寸测量

接触式人脸三维尺寸测量易损坏表面特征,依赖于特征点标定,常含冗余信息.针对该问题,提出一种基于结构光与多视图图像点云配准的非接触式人脸三维尺寸测量方法.首先利用改进的迭代最近点算法建立转换函数,求出尺度因子、旋转矩阵和平移向量;然后基于模糊C均值算法对人脸面部进行聚类分割以获得候选区域;针对人脸表面离散点云不平整问题,...     

基于改进平衡优化器的医学2D/3D图像快速配准算法

医学三维图像(如CT、MRI等)和二维图像(如X光)的配准技术已经被广泛应用于临床诊断和手术规划中. 医学图像配准的实质为使用优化算法寻找某种空间变换, 使两张图像在空间以及结构上对齐. 配准过程中往往由于优化算法寻优精度不高、易陷入局部极值的问题导致配准质量低. 针对此问题, 提出一种改进的平衡优化器算法(improved equilibrium optimizer based on Logistic-Tent chaos map and Levy flight, LTEO), 首先针对种群初始化容易分布不均匀, 且随机性太高的问题, 引入Logistic-Tent混沌映射对种群进行初始化, 提高种群多样性, 使它们尽可能地分布于搜索空间内; 对迭代函数进行更新, 使得优化算法更注重全局范围的搜索, 提高算法收敛速度并利于找到全局最优解; 引入Levy飞行策略对停滞粒子进行扰动, 防止算法陷入局部极值. 最后将改进的平衡优化器算法用于2D/3D医学图像配准任务, 并对配准过程中数据的频繁传输进行优化, 降低配准耗时. 通过基准函数测试和临床配准实验对算法进行验证, 改进后的平衡优化器可有效提高寻优精度和稳定性, 并提高医学图像配准的质量.     

脊柱手术导航中分步式2D/3D图像配准方法

为实现微创脊柱手术导航,提出一种将脊柱术前CT与其术中X射线图像配准的方法.首先基于一种最近点迭代法进行快速粗配准;然后提取图像的梯度特征,根据投影变换原理,采用寻找具有CT最大梯度投影位置的方法进行精配准.在模拟数据及临床标本上进行实验的配准率分别为92%和78%. 实验结果表明:该方法鲁棒性强、人工干预少、适合于临床应用.     

基于投影图像 SURF 特征提取的三维模型配准

针对传统三维模型配准方法存在对点云初始位置有一定要求、模型配准的精度有 时不高等问题,提出了一种基于三维模型投影图像 SURF 特征提取的三维模型配准方法。首先 通过扫描三维模型数据确定投影图像的范围,判断每个投影图像像素所隶属的模型网格,并求 解从投影图像到纹理图像的映射关系,从而获取二维投影图像;然后对这两幅投影图像分别进 行 SURF 特征点的选取与特征值的计算,并按 SURF 特征值进行特征匹配,再根据投影图像像 素点与三维网格端点的映射关系计算三维特征点对;最后通过匹配的特征点对求取模型变换矩 阵完成三维模型的配准。实验结果表明,该方法在配准时间变化不大的前提下,有效提高了配 准精度,并具有较好的鲁棒性。     

基于GPU的2D-3D医学图像配准

在2D-3D医学图像配准中,数字影像重建(DRR)的生成与相似性测度是最重要同时也是最耗时的两个配准步骤。针对配准过程中计算量大、耗时长的问题,将模式强度与梯度相结合,简化模式强度相似性测度的计算量,同时利用图形处理器(GPU)的多线程并行计算 在GPU上完成 DRR生成与相似性测度,引入梯度下降与多分辨策略对配准过程进行优化,完成整个配准过程。通过与多种相似性测度方法以及基于CPU的配准的比较,表明该方法在很好地兼顾配准精确度的同时,配准速度得到了大大提高。     

基于曲面形变的三维人脸样本配准

三维人脸样本是人脸识别、人脸动画等领域进行模型训练、算法设计及性能比较的重要数据平台。为了提高三维人脸样本的配准效果和配准速度,提出一种基于曲面变形的三维人脸样本配准方法。该方法通过对标准化样本实施一系列的变形操作来建立原始样本与标准样本之间的对应关系。然后基于该对应关系对原始样本进行配准处理,在处理过程中使用统计方法对样本上的毛刺点和空洞进行修补。实验结果表明,使用该方法可以快速、有效地对不同格式的原始样本进行配准。     

Freehand 3维超声重建算法综述

Freehand 3维超声是近年来超声图像3维重建技术领域的研究热点之一。在对3维超声按获取方式不同进行分类的基础上,阐述了Freehand 3维超声系统特点及其重建原理,对Freehand 3维超声重建算法进行了综述和比较分析,并指出了今后面临的主要挑战和未来发展方向。