用分层互信息和薄板样条实现医学图像弹性自动配准

提出了一种基于分层互信息和薄板样条自动确定标记对应点的选取方法,将图像按照由粗到精的原则,将每个图像分成若干个对应子块进行配准后,在每个子块图像中按照一定规则选取两个对应点,实现图像弹性自动配准．实验结果表明,该方法是一种理想的非刚性图像自动配准方法．     

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。     

基于薄板样条的非刚体医学图像配准

非刚体图象配准是非线性的图像配准方法,它能够实现图像之间的配准,为提高医学图像配准精度,对于形变较大的多模图像的配准等都有着重要的作用.提出了一种基于薄板样条的3D/2D非刚体医学图象配准算法,算法首先提出一个混合能量公式,在配准的过程中,用薄板样条法实现全局配准,并通过仿真退火算法进行迭代,以缩小并确定变形的待配准区域.在局部的待配准区域,采用互信息的方法进行配准.解决了因特征点不足引起的不完整匹配问题,使得图像连续平滑,以得到较优的配准效果.     

直方图估计互信息在非刚性图像配准中的应用

提出了一种对非刚性三维医学图像进行弹性配准的新方法,配准判据是基于二维联合直方图估计得到的两幅图像灰度之间的互信息．首先最大化全局互信息,实现两幅图像之间的全局仿射配准,然后将两幅图像的重叠部分均匀地划分成互为重叠的体积子块,再最大化对应体积子块的图像灰度之间的互信息,实现每对对应子块的局部刚体配准,将每个子块的中心作为一一对应的控制点．最后利用这些控制点对结合薄平板样条插值法实现全局弹性配准．     

联合弯曲能量和标志点对应约束的非刚性医学图像配准

由于缺乏图像几何空间约束,基于互信息的非刚性医学图像配准常常产生不合理的形变。提出一种联合弯曲能量和标志点对应约束的非刚性医学图像配准方法,在互信息配准目标函数中添加弯曲能量惩罚和对应标志点间欧氏距离2个正则项,约束医学图像软组织不合理形变。脑部MRI、头颈部CT、胸部CBCT影像配准实验结果表明,该方法可有效提高配准质量。     

非刚性医学图像配准与融合

非刚性医学图像的突出特点是不同图像间可能存在着较大的形态差异,因此非刚性医学图像的配准与融合是一项极富挑战性的研究工作.本文重点对现有的非刚性医学图像配准与融合的方法进行了归纳、总结和整理,并根据作者自己的研究体会,对这一领域内的发展方向做出了展望.     

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。     

基于非刚性配准的交互式医学图像序列分割

提出了一种新的交互式医学图像序列分割算法,该算法将非刚性配准技术和解剖先验知识相结合把图像分割问题转化为图像配准问题。首先采用Demons算法进行图像配准,用光流法计算瞬时位移,设计了一个新的停止准则使其能自适应地确定迭代次数,并将它在金字塔型的多尺度框架下实现。然后用配准得到的形变域对已精确分割的图像进行形变就能自动地获得未分割目标图像的分割结果。扩展上述过程就可实现整个图像序列分割。试验结果表明该算法用户干预少、分割速度快、分割结果准确。     

基于空间加权互信息的非刚性医学图像配准

互信息作为相似性测度标准在医学图像配准领域应用广泛,尤其是在刚性配准研究中,能实现较高配准精度和非常稳健的配准效果。然而由于非线性形变的复杂性,在非刚性配准领域,对基于互信息的配准方法进行深入研究势在必行。提出的方案采用基于B样条的自由变换模型模拟医学图像中解剖结构的非线性形变,同时根据变换模型,考虑空间信息对配准效果的影响,以空间加权的方式对互信息方法进行改进。使用对大规模参数优化效果较好的LBFGS方法对配准参数进行优化,编程实现程序,并通过实验对效果进行验证和分析。实验结果显示,该方案配准精度明显优于传统的互信息方法。     

基于ITK的Mattes互信息医学图像配准研究

近年来非刚性医学图像配准在临床上的需求越来越明显,而使用互信息的方法已经受到许多学者的关注。本文较为详细的介绍了医学图像分割与配准算法工具包在VS2008中的安装和使用,基于该工具包完成了2D-2DMRI脑部图像的Mat-tes互信息配准,对互信息算法及其实现做了研究,并提出了使用图像金字塔算法策略联合互信息测度进行配准的方案。实验表明,与没有使用联合策略的配准方法相比,该方案在配准鲁棒性没有受到明显影响的同时,提高了配准速度和精度。     

区域和局部信息结合的双向医学图像配准

提出了一种新的基于区域互信息和局部频率信息结合的双向图像配准测度。首先,以原参考图像为参考,计算出正向变换下图像的区域互信息和Gabor滤波后的得到局部频率 信息;同时,以输入图像为参考图像,计算出逆变换下的逆向互信息和局部频率信息。将正向与逆向变换下的互信息和局部频率信息各自相乘后求和,减去两幅图像对应的配准残 量,得到双向图像配准度量,用于对输入图像进行配准。仿真实验结果在验证分析结果的同时也表明,方法对图像噪声、分辨率等具有较高的鲁棒性,可有效提高配准的精度。     

邻域互信息在磁共振颅脑图像配准的应用

引入了一种新的对互信息的扩展称之为邻域互信息。在计算图像信息熵的过程中,不仅考虑了图像中每点像素的信息,还考虑了每点像素邻域像素的信息,从而增加了配准过程中的稳定性。并抑制了配准过程中,因线性插值和部分体积插值所产生的局部极值情况,平滑了信息熵的曲线。然后采用基于遗传算法和Powell所组成的混合优化算法对信息熵函数进行寻优。实验结果表明该算法具有良好的精确性和有效性。     

基于互信息与边缘互距离的医学图像配准

提出了一种基于互信息与边缘互距离信息的医学图像配准新测度。该种测度既利用了待配准图像间的灰度互信息,又利用了图像边缘间的互距离均值和互距离方差空间信息,从而改进了互信息测度。实验证明这种测度得到的配准参数曲线光滑且峰值尖锐,收敛范围宽,对图像大小有更强的鲁棒性,在图像互信息值一样的情况下,仍有辨识能力。     

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。     

互信息医学图像配准研究与局部极值的克服

研究了基于互信息的三维医学图像配准,并克服了的局部极值问题。改进了互信息和归一化互信息的公式,减小了计算量：对Powell算法的方向替换策略进行矫正,最大限度地保持原搜索方向;采用预谩旋转量的方法有效解决了插值赝像局部极值问题。采用背景阚值策略,减小了互信息的计算区域,应用形态学方法,去除了PET图像的背景伪迹,使用了多分辨率策略,有效地提高了配准的速度。实验表明,用谊改进的算法进行三雏医学图像配准可以达到亚像素精度,且在速度上有了明显的提高。     

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。     

基于最大互信息和量子粒子群优化算法的医学图像配准研究*

研究了基于最大互信息的图像配准算法,在图像配准中引入了新的相似性测度,在分析具有量子行为的粒子群优化算法基础上,将量子粒子群算法作为优化策略用于图像配准并与Powell算法和PSO算法进行了仿真比较,对仿真结果进行了分析。     

加权熵互信息在医学图像配准中的应用

基于互信息的医学图像配准方法具有自动化程度高、配准精度高等优点。采用部分体积插值法和香农熵计算得到的互信息,无法避免会出现一些局部极值,可能导致错误的配准。提出了一种用加权熵代替香农熵的互信息计算方法,并将其应用于图像配准实验。实验结果表明,该方法能够有效平滑互信息的局部极值,减少错误的医学图像配准。     

基于互信息的医学图像配准中改进的采样方法

研究了以互信息为相似性测度的医学图像配准方法,在互信息计算过程中,对图像数据的采样提出了一种基于信息熵的采样方法。这种方法是将图像分成一定数量的小方块,计算每一小方块的熵,根据熵值的大小对方块进行分类,不同的类设置不同的采样因子:熵值大的方块对应的采样因子大,熵值小的方块对应的采样因子小。通过实验证明,该方法能够折中配准的精度和速度,适用于医学图像配准的实时处理。     

基于样条金字塔和互信息的快速图像配准*

采用高精度B样条生成金字塔,大幅降低了计算复杂度,通过Parzen窗计算联合直方图并在此基础上导出目标函数的Hessian矩阵表达式,将具备二次收敛性的Newton方法引入到优化过程从而大大提高了配准速度。对普通光学和多谱图像的配准实验表明,该算法大幅提高了互信息模型下的配准速度,且精度较高。