基于活动轮廓模型的脑部医学图像弹性配准

针对传统互信息弹性配准方法在医学图像应用上计算量大、处理速度慢的问题提出了一种基于活动轮廓模型(CVL-BFGS)医学图像配准方法。该算法结合了图像局部轮廓信息和全局变化信息,通过提取图像的边缘轮廓,可以有效地挖掘轮廓信息,并克服了弹性配准算法容易陷入局部极值问题,使图像配准的结果更加稳定。同时该算法为全局互信息配准提供一个通过局部配准得到的更优初始值,从而降低了整体配准的迭代次数,提高图像配准效率,并证明了该算法的鲁棒性和有效性。     

基于P样条和局部互信息的非刚性医学图像配准*

为了克服互信息仅考虑两幅图像相应像素的灰度信息,忽略了图像本身的内在空间信息,以及B样条变换模型存在形变场奇异点的缺陷,提出一种基于P样条和局部互信息的非刚性医学图像配准方法。该方法以局部互信息为相似性测度,采用P样条变换模型模拟待配准图像的几何形变,然后使用三次插值算法对图像像素进行赋值,结合对大规模参数优化效率高的LBFGS算法对配准参数进行优化。实验结果表明,该方法较传统的互信息和B样条变换模型都有效地提高了配准的精度。     

基于角点特征和最大互信息的图像配准

基于互信息的配准方法是图像配准领域的重要方法。互信息是图像配准中常用的相似性度量,具有鲁棒、精度高等优点,但基于互信息的配准计算量大,制约了它的实际应用。文章提出一种基于角点和最大互信息配准方法:首先采用间接算法来计算曲率的极大值点,从而能快速准确的提取角点集;接着计算两幅图像角点集间的互信息,最后通过POWELL算法搜索使互信息最大以实现配准。实验表明,该算法计算简单,配准速度快,具有更好的精确性和鲁棒性。     

基于归一化互信息向量熵的多幅图像配准方法

提出了一种新的多幅图像配准方法,归一化互信息向量熵方法。这种方法先计算任意两幅图像间的联合概率分布,然后根据联合概率分布计算它们间的归一化互信息,把所有两幅图像组合得到的归一化互信息组成一个向量,最后计算该归一化互信息向量的熵。最大熵对应最佳配准位置。通过对人体脑部图像的刚体配准实验,从函数曲线、计算时间和配准精度方面,对新方法和其它三种方法进行了分析和比较。实验结果表明,新提出的方法可以提高配准精度、减少配准时间。     

基于互信息和二级搜索的图像配准

基于互信息的图像配准方法,已经广泛应用于图像配准领域.但互信息图像配准方法容易受到局部极值的干扰,难以得到最优解.对互信息图像配准中互信息的表征、图像插值方法以及优化搜索算法三个要素做了探讨,尤其针对常用的Powell搜索算法的不足,提出了基于互信息和二级搜索的图像配准算法.该算法以标准互信息为图像相似测度,利用PV插值法平滑搜索空间,采用Simplex算法进行一级粗配准,采用Powell算法进行二级精配准.仿真结果表明,二级搜索配准算法能够有效地克服局部极值,提高计算速度,用于大差异图像配准.     

非下采样轮廓波域红外与可见光图像配准算法

针对灰度和对比度存在较大差异的可见光图像与红外图像的配准问题,提出了一种基于非下采样轮廓波变换的多分辨率配准方法。该方法分别对可见光图像和红外图像进行非下采样轮廓波分解,引入梯度归一化互信息作为配准图像的相似性测度,利用基于种群成熟度描述的自适应确定交叉和变异比率的改进遗传算法作为搜索策略,对高尺度低频图像进行粗配准。然后,根据粗匹配结果在低尺度低频图像上进行进一步配准,最终实现全分辨率条件下红外和可见光图像的配准。实验结果表明,提出的算法能够有效提高配准精度和速度。     

粒子群与改进的鲍威尔算法相结合的多分辨率三维医学图像配准

为克服传统基于互信息的多模医学图像配准算法容易陷入局部最优的问题,提出了一种改进的多分辨率三维医学图像配准算法.该算法通过高斯滤波将三维医学图像进行多尺度化,形成多分辨率图像金字塔,以Mattes互信息作为配准框架的相似性测度.在图像金字塔的低分辨率层使用粒子群优化算法进行全局变换参数的搜索,然后以全局变换参数作为高分辨率层配准的初始参数,并以鲍威尔优化算法进行优化,完成最终的三维医学图像配准.实验结果表明,改进的算法不仅使待配准两幅图像空间位置对齐,而且较传统互信息算法提高了配准精度,鲁棒性更强,有效地解决了基于互信息的配准算法陷入局部最优的可能.     

基于边缘特征点互信息熵的医学图像配准方法

基于互信息熵的图像配准方法已经被广泛应用于医学图像配准中,为克服互信息配准方法的不足,结合图像空间结构信息,本文提出一种基于边缘特征点互信息熵的医学图像配准方法,设计了包括互信息熵、图像空间结构和形状特征点等多信息融合的配准新测度。算法首先采用改进的形态学梯度提取医学图像边缘轮廓;然后构造了以边缘区域特征和梯度信息为基础的特征点互信息能量函数,并通过最小化能量函数来获取配准参数;最后,结合梯度下降法优化策略,实现图像配准。实验研究表明,该方法在保证了配准精度的同时,配准速度较快、鲁棒性较好、综合性能优良,具有一定的临床推广价值。     

基于变分和互信息的先验形状配准算法

针对带先验形状约束的几何活动轮廓模型中的形状配准问题,提出一种基于变分方法和最大互信息准则的先验形状配准算法。利用变分配准模型计算仿射变换参数,将其作为互信息配准算法的初值,通过Powell优化算法计算仿射变换参数的最优解。实验结果表明,该算法在保证配准精度的同时,能明显提高计算效率。     

一种新的基于图像主轮廓的配准算法

文中提出了一种新的图像配准方法,可以很好解决图像配准中的平移和旋转问题(刚性变换问题)。算法的实现是首先得到待配准两幅图像的轮廓特征点(本文使用SUSAN边缘检测算法);再剔除虚假的特征点(噪声点)后,根据像素间的连通性判别准则,得到图像的主轮廓;最后以两幅图像的主轮廓信息,配准图像。实验证明,算法实现速度快,精度较高。     

Evaluation of the registration of temporal series of contrast-enhanced perfusion magnetic resonance 3D images of the liver

The registration of 2D and 3D images is one of the key tasks in medical image processing and analysis. Accurate registration is a crucial preprocessing step for many tasks; consequently, the evaluation of its accuracy becomes necessary. Unfortunately, this is a difficult task, especially when no golden pattern (true result) is available and when the signal values may have changed between successive images to be registered. This is the case this paper deals with: we have a series of 3D images, magnetic resonance images (MRI) of the liver and adjacent areas that have to be registered. They have been taken while a contrast is diffused through the liver tissue, so intensity of each observed point changes for two reasons: contrast diffusion/perfusion and deformation of the liver (due to body movement and breathing). In this paper, we introduce a new method to automatically compare two or more registration algorithms applied to the same case of a perfusion magnetic resonance dynamic image so that the best of them can be chosen when no ground truth is available. This is done by modeling the function that gives the intensity at a given point as a functional datum, and using statistical techniques to assess its change in comparison with other functions. An example of the application is shown by comparing two parametrizations of a B-spline based registration algorithm. The main result of the proposed method is a suggestive evidence to guide the physician in the process of selecting a registration algorithm, that recommends the algorithm of minimal complexity but still suitable for the case to be analyzed.     

移动机器人改进激光SLAM算法研究

针对传统RBPF(Rao-Blackwellised particle filter)算法存在定位精度低、粒子退化、粒子多样性丧失的问题,提出了一种基于激光雷达的改进SLAM(simultaneous localization and mapping)算法.首先基于主成分分析法对相邻帧的点云进行粗配准,再采用改进点到线...     

多帧图像综合技术在车牌识别中的应用

本文针对车牌识别系统在车牌图像质量不高时识别准确率较低的问题,提出了一种多帧图像综合算法,来更全面地利用车牌图像中所含有的有用信息,以达到提高车牌识别准确率的目的。首先利用图像配准算法对从视频图像中抽取的几帧图像进行配准,然后利用像素值取大算法进行综合,最后得到一幅综合后的车牌图像。实验表明,经过该算法综合后的车牌图像比原图像更接近真实的车牌图像,能够更好地适用于车牌识别,从而提高车牌识别的准确率。     

基于Legendre矩的CT及MR医学图象融合方法

为了提高CT、MR多模态医学图象配准、融合的精度和速度,提出了基于Legendre矩的CT和MR多模态医学图象配准、融合方法,并运用二维9数据图象的Legendre矩正交性和无冗余性的特点,通过找出CT及MR两种模态医学图象的质心,计算出两图象的比例因子,从而完成了两图象的平移和旋转,并精确地实现了CT和MR两模态图象的配信、融合,还优化了Legendre矩的快速算法和提高了应用Legendre矩配准CT和MR图象的速度。实验表明,利用Legendre矩对CT和MR等多模态图象配准、融合,不失为一种比较直接、简洁的方法;同时,Legendre矩在医学影象诊断、放疗计划系统等方面也具有重要的应用价值。     

Elastic registration of electrophoresis images using intensity information and point landmarks

A key technique for protein analysis is the geometric alignment of gel electrophoresis images. While in previous work either intensity- or landmark-based approaches have been used for the registration of electrophoresis images, we here introduce a scheme incorporating both intensity and landmark information. With this approach, point landmarks are localized using a model fitting scheme and this geometric information is combined with intensity information for elastic image registration. By experiments on the basis of electrophoresis images of different levels of complexity, we demonstrate that the intensity information alone is generally not sufficient to accurately register corresponding images. However, it turns out that the incorporation of landmarks significantly improves the registration accuracy. This is supported by quantitative results.     

基于兴趣边缘优化的壁画影像与激光扫描数据非刚性配准

将壁画影像与激光扫描数据配准,并进行定位和纠正在壁画的数字化保护中有非常重要的意义.本文以激光扫描数据强度信息为中介,提出了一种基于兴趣边缘优化的壁画影像与激光扫描数据的非刚性配准方法:由激光扫描数据生成强度影像,以壁画彩色影像的兴趣边缘和强度影像的梯度场作为配准基元,在影像刚性配准基础上,对每条兴趣边缘进行优化配准,然后以优化后边缘的特征点为控制点,构造影像之间的非刚性变换模型,完成壁画影像与激光扫描数据的配准.实验结果表明本方法在不同数据中都能获得较高的配准精度.     

Fair relay selection in decode-and-forward cooperation based on outage priority

The opportunistic cooperation schemes,where only the "best" relay is selected to forward the message,have been widely investigated recently for their good performance in terms of outage probability.However,the unfair selections of relays may cause unbalance power consumptions among relays,which reduces the lifetime of energy constrained networks.In this paper,we introduce a novel concept of outage priority based fairness(OPF),aiming at improving the selection fairness among relays appropriately without outage performance deterioration.Then,a cooperation scheme is proposed to meet this concept,and corresponding theoretical analysis is also provided.Afterward,based on OPF,the achievable upper bound of the fairness is derived,and an optimal cross-layer designed scheme is also provided to achieve the bound.Numerical simulations are carried out finally,which not only validate the theoretical analysis,but also show that taking advantages of the proposed schemes,the fairness among all relays,as well as the network lifetime,can be greatly improved without any loss of outage performance,especially in high SNR regime.     

频率域基于梯度预处理的互相关图像配准方法

传统的频率域图像配准方法有两种：基于互相关的图像配准方法和基于相位相关的图像配准方法。这两种方法都是通过确定逆傅立叶变换域最大峰值位置来获得配准信息。互相关图像配准方法与相位相关图像配准方法相比,主要存在两个缺点：一是峰值的跨度过大,二是有时存在多个峰值。本文对传统方法进行了改进,提出了频率域基于梯度预处理互相关的图像配准方法,该方法首先对待配准图像进行梯度预处理,然后对预处理后的图像用传统的互相关方法进行配准。实验表明,该方法很好地克服了上述传统方法的不足,并能获得精确的配准结果。     

基于红外可见光图像配准的电力设备分割算法

电力设备故障会导致变电站大范围停电,造成巨大损失。根据电力设备运行时会发热的特点,提出一种基于红外可见光图像配准的电力设备分割方法,便于进行故障检测。该方法首先利用结构化随机森林对电力设备的红外和可见光图像进行边缘检测,构建可见光边缘图像的多尺度高斯金字塔,然后结合归一化互信息对红外和可见光图像进行配准,对红外图像进行Otsu阈值分割,结合配准结果分割出可见光图像中的电力设备。实验结果表明,该算法能精确地实现配准及分割,具有一定实用性。     

基于局部重叠区域的无显著特征图像配准算法

针对沙漠、戈壁等特征不显著场景在配准过程中存在快速性、精确性等问题,提出一种基于局部重叠区域的特征不显著图像配准方法。首先利用图像标记对待配准图像进行预处理增强其特征,接着通过多相机三维投影对多幅待配准图像重叠区域进行预算,并采用图像掩膜和图像分割技术将重叠区域分割出来,最后对重叠区域使用ORB+GMS（Oriented Brief-Grid-based Motion Statistics for Fast）融合算法进行配准,完成多幅图像的配准工作。基于图像重叠区域的配准避免了无显著特征图像在进行整体配准时精确性低的缺点,并且由于是局部配准,相较于全局配准拥有更快的配准速度。对比传统配准方法和本文提出的改进配准方法,实验结果显示,本文提出的改进方法配准精度在传统配准方法的基础上提升了28%,同时,算法具有更高的鲁棒性和实时性。