基于灰度互信息和梯度相似性的医学图像配准及其加速处理

研究基于归一化互信息的医学图像刚性配准算法,提出改进配准速度和改善配准精度的相应措施．配准处理包含3项主要计算处理,即空间变换、互信息计算以及优化搜索．针对不同计算处理分别研究了相应加速策略,提高其计算速度,实现三维体数据的快速配准．并且,针对传统基于互信息测度配准方法未利用图像灰度空间分布信息,提出将灰度变化梯度相似性与互信息相结合的配准方法,从而进一步提高了配准算法的精度和鲁棒性．实验结果表明了算法的有效性．     

医学图像配准中的一种互信息快速计算方法

基于互信息的医学图像配准,可以达到亚像素级精度且无需提取图像的解剖特征,是一种高精稳健的配准方法。但其中频繁的互信息计算使配准速度很慢,不能满足临床的实时要求。提出一种基于统计直方图灰度压缩的互信息加速计算方法,能显著减少灰度级,加快互信息计算,从而加快配准速度。实验表明,该方法能在不影响配准精度的前提下显著缩短配准时间。     

互信息医学图像配准的实时性研究

基于互信息的医学图像配准是一种高精稳健的自动配准算法,可以达到亚像素级精度且无需提取解剖特征而倍受重视,但其最大问题是速度慢,致使其不能满足临床的实时需求。在分析影响其速度因素的基础上提出一套加速方案,即采用快速粗配准来缩小互信息的搜索范围、利用非等间隔的灰度压缩来加快互信息的计算、通过混合遗传算法和单纯形算法来加快互信息的搜索。实验表明,改进后的算法在保证配准精度的前提下能显著提高配准速度。     

基于互信息多步骤优化的医学图像配准

提出了一种新的基于互信息(Mutual Information, MI)的多步骤优化的配准方法。计算输入图像的梯度值，减少了图像的内在信息而使轮廓更为清晰。设计了多步骤的配准框架，优化了配准的收敛过程，使用完整的图像进行有限次的传统配准方法的微调，以实现高精度。为了验证该方法的有效性，分别使用单模、多模和时间序列的方法对临床医学数据进行了实验，与传统的MI配准方法相比，基于互信息的多步骤优化的配准方法具有更高的有效性和精确度。     

非刚性医学图像配准研究综述

非刚性配准技术是医学图像配准中的一个重要研究课题,是非刚性组织配准,不同个体之间的配准以及个体同图谱配准的基础。该文提出了多项式法、样条函数法等基于空间变换的配准方法,以及弹性模型、粘性流体模型和光流场模型等基于物理模型的配准方法两大类方法。同刚性配准相比,非刚性配准技术还不成熟,计算效率和稳定性还需要进一步提高,仍是一个非常活跃的研究领域。     

基于互信息的磁共振颅脑图像配准

基于互信息的全局配准算法是近年图像配准研究的热点之一,此法具有精度高、鲁棒性强的特点.但是在计算互信息的时候,采用部分体积插值计算联合直方图无法避免在像素褴数倍位移处的局部极值,从而会造成误配准.分析了局部极值产生原因,然后根据信息熵的基本性质,提出了一种降低配准图像灰度等级的方法.这种方法抑制了因PV插值所引起的局部极值情况,平滑了信息熵的曲线.然后采用Powell优化算法对信息熵函数进行寻优.实验结果表明配准精度可以达到亚像素级.     

基于ICP算法的医学图像几何配准技术

几何配准是医学图像领域研究的重要内容，医学图像几何配准的目标就是建立术前和术中两组点的变换关系。该文利用股骨为模型，讨论了基于轮廓特征的ICP医学图像几何配准算法，从技术上实现了术前建模和术中取点，并编制相应的ICP算法程序。     

基于梯度广义近邻图的多模医学图像配准

提出一种融合梯度信息的医学图像配准算法。提取图像中互补的尺度空间特征点,并计算特征点周围的梯度信息,以Rényi互信息作为目标函数,利用广义近邻图估计Rényi熵。实验结果表明,在受外界因素影响较大的情况下,该算法速度较快、准确率较高,具有较强的鲁棒性。     

一种基于灰度值相似度的图像配准算法

图像拼接的过程由图像获取、图像预处理、图像配准和图像融合四个步骤组成,而图像拼接的质量主要依赖图像的配准精度。因此,图像的配准算法是图像拼接的核心和关键。本文提出了一种基于边缘提取条件下重叠区灰度值相同比率的图像配准算法,可实现存在灰度值差异和旋转关系条件下的图像配准。     

基于多小波变换的医学图像压缩

小波因具有多尺度特性和良好的局部特性,在医学图像的压缩中取得了较好压缩的效果。但是,小波由单个尺度函数生成,不能同时满足对称性、正交性等的缺陷,存在应用上的局限性。因而,本文提出基于多小波的医学图像压缩方案,实验结果表明,其PSNR值得到了较大的提高,且具有更好的主观视觉效果。     

一种新的基于梯度方向直方图的图像配准方法*

构建了一种新的局部梯度方向直方图,同时定义了特征点的主方向,从而提出了一种具有旋转不变性的图像配准算法.首先采用高斯加权求模技术对特征点邻域内的像素的梯度作直方图统计,确定出具有旋转不变性和抗噪性的特征点主方向;然后用主方向作角度直方图统计,确定待配准图像之间的旋转角度.根据得到的特征点信息及旋转角度定义了特征点对互信息匹配准则,这样使得新配准算法对于图像间旋转角度的范围没有限制,获得了良好的配准效果.     

基于轮廓特征匹配的数字人多模态图像配准

医学多模图像配准技术是实现非同源图像的信息融合的前提条件和关键步骤。数字人断层影像学的3种图像数据(彩色切片数据、CT和MRI数据)本质上都是医学图像。基于多模图像信息互补的思路,通过将数字人的两种源图像(彩色切片和MRI图像)进行统一分辨率、维数和去噪等预处理后,提取有效轮廓信息,计算图像的周长、质心和主轴作为配准参数,利用仿射模型实现数字人多模图像的配准,为信息融合工作提供准确的图像信息,解决了关键的技术难题。由实验结果可以看出,配准算法准确,实现处理速度快,图像特征精确,图像配准的目标已达到。     

基于深度学习的医学图像配准技术研究进展

医学图像配准技术对于病灶检测、临床诊断、手术规划,疗效评估等有着广泛的应用价值.系统性地总结了基于深度学习的配准算法,从深度迭代、全监督、弱监督到无监督学习的研究发展趋势,分析了各种方法的优势与局限.总体来看,无论是对数据的要求、配准精度,还是计算效率,无监督学习因其不依赖金标准和解剖标签,采用端到端的网络配准框架就可...     

小波变换医学图像压缩研究

首先简要介绍了多分辨分析和Mallat算法,然后用其进行了医学图像压缩实验.实验表明,小波变换算法具有较高的压缩比和较好的图像恢复质量,不同类型的医学图像在同一小波基下压缩比不同.     

基于梯度直方图的彩色图像拼接

图像配准是图像拼接的核心环节。采用基于梯度直方图的图像配准算法进行彩色图像的配准。梯度直方图是通过计算以特征点为中心的一个矩形区域内所有像素的梯度而得到的。相比于彩色直方图,它能更好的描述局部特征。梯度直方图是特征点匹配的基础,文中采用直方图交叉作为相似性准则来衡量梯度直方图间的相似性。基于梯度直方图的匹配算法包含三个关键因素：窗口大小,相似性阈值以及梯度直方图的柱数。本文通过大量的实验揭示了这三个重要因素与匹配的正确率和匹配时间的变化关系。最后,给出了这三个因素的一个合理的取值参考范围。     

基于小波变换的医学图像压缩技术

分析了医学图像压缩的必要性,简要介绍了二维离散小波变换和Mallat算法,在此基础上探讨了基于小波变换的医学图像压缩技术。实验结果表明,小波变换算法具有较高的压缩比和较好的图像恢复质量。     

基于小波变换和互信息的医学图像配准

为提高医学图像配准效果,提出了一种基于小波变换和互信息的配准方法。该方法首先通过小波变换将图像分层,并用小波分解的近似分量从最顶层开始搜索,同时以添加边界约束条件的下降单纯形法为搜索策略,而以搜索结果作为下一层搜索的粗略位置;然后逐层细化,以实现由粗到细的搜索过程;同时,针对不同的分解层采用不同的配准方法,即下层引入结合空间信息的区域互信息(RMI)为相似性测度,而上层采用PV插值法,以避免陷入局部极值。最后将此法应用于加噪MR图像单模配准、PET图像单模配准和MR-PET图像多模配准的。实验结果表明,该方法可以得到精确、有效的配准结果。与传统方法相比,该方法不仅配准精度高、抗噪性能好,而且计算效率高。