基于互信息的多模态医学图像配准研究

由于基于互信息的图像配准方法具有自动化程度高、配准精度高等优点,本文利用这一优点,根据图像配准的基本步骤设计出一个基于互信息的多模态医学图像配准算法。首先是采用三线性插值方法对图像进行插值处理,然后利用Powell优化算法,根据互信息值来判断Powell算法所获得的参数是否是最优参数解。最后仿真实验证明了该算法的有效性。     

一种改进的最大互信息医学图像配准算法

给出了一种基于最大互信息和边缘互方差的医学图像配准算法. 这种算法是在计算原始图像互信息之后， 引入参考图像和浮动图像的边缘互方差值，从而建立起一个新的测度函数来指导寻优过程，最终实现图像配准. 与传统的最大互信息配准算法相比，避免了单纯依赖图像联合直方图所造成的不稳定性，使配准能更加符合图像的特点. 实验证明，这种改进算法有以下优点：配准参数曲线峰值尖锐，易于选择出最优值；在图像灰度缺失的情况下配准有较高的准确性；在噪声方差增大的情况下配准有较强的鲁棒性.     

基于PSO和互信息的小波医学图像配准及融合

针对医学图像配准问题,首先给出图像互信息的定义及详细的计算方法,并将其与粒子群优化算法相结合,作为粒子群优化算法的适应度计算函数,实现基于粒子群优化和互信息的多模医学图像配准。并将基于提升格式的二代小波应用于参考图像和配准后的浮动图像,实现二者的多尺度图像融合,从而构建基于粒子群优化和互信息的小波医学图像配准及融合系统。实验表明该系统可以快速、精确且不需要人工干预地实现两幅图像的配准和融合。     

一种改进的基于互信息的三维医学图像配准算法

基于互信息的三维医学图像配准是配准的一大热点.本文提出的配准方法主要是对互信息测度的公式进行简化，修正了Powell算法的方向替换方法，保持了原搜索方向，提高了配准速度.合理的设置收敛阈值，并用多分辨率策略进行了图像配准测试.实验表明，改进后的互信息测度可以达到亚像素精度，而且在配准速度上有了明显提高.     

基于边缘检测和最大互信息的医学图像配准算法

在临床上,使用多种成像技术并适当地将其加以融合,可为临床诊断和手术治疗提供更加全面准确的信息。而图像配准是融合技术中需要先期解决的问题,也是融合的关键部分。本文提出了一种基于DSP的医学图像配准问题的研究与实现的方案。该方案首先采用TI公司的高性能多媒体数字信号处理器DM642获取实时医学图像,再用配准算法验证其获取的实时医学图像配准的可行性。并采取了基于轮廓提取和最大互信息的方法进行图像配准,克服了互信息单一的利用图像灰度信息的局限性,将边缘检测与互信息相结合,较准确地完成图像配准任务。     

一种改进的最大互信息医学图像配准算法

给出了一种基于最大互信息和边缘互方差的医学图像配准算法．这种算法是在计算原始图像互信息之后，引入参考图像和浮动图像的边缘互方差值，从而建立起一个新的测度函数来指导寻优过程，最终实现图像配准。与传统的最大互信息配准算法相比，避免了单纯依赖图像联合直方图所造成的不稳定性，使配准能更加符舍图像的特点。实验证明，这种改进算法有以下优点：配准参数曲线峰值尖锐。易于选择出最优值；在图像灰度缺失的情况下配准有较高的准确性；在噪声方差增大的情况下配准有较强的鲁棒性。     

全天候红外与可见光图像互信息最大化配准

为了配准两幅质量差异较大、像素相关性较小的异源传感器图像,采用直方图均衡技术增强待配准图像的质量,基于Canny算子提取质量增强后图像的边缘,利用互信息最大化算法计算了两幅边缘图像的配准矩阵,运用计算出的配准矩阵实现了质量增强后的原图像的配准。结果表明:与直接采用互信息最大化算法配准的图像相比,采用本文方法配准图像的空间频率、标准差和平均梯度指标均有明显提高。     

一种改进的基于互信息的三维医学图像配准算法

基于互信息的三维医学图像配准是配准的一大热点．本文提出的配准方法主要是对互信息测度的公式进行简化，修正了Powell算法的方向替换方法，保持了原搜索方向，提高了配准速度．合理的设置收敛阈值，并用多分辨率策略进行了图像配准测试．实验表明，改进后的互信息测度可以达到亚像素精度，而且在配准速度上有了明显提高．     

一种基于互信息与梯度的图像精确配准方法

提出一种利用基于梯度加权的灰度归一化互信息相似性测度,并采用凹函数递减的权衡比重的粒子群优化算法作为搜索策略的多模图像精确配准方法。传统的基于灰度互信息配准方法往往只考虑灰度相关性,忽略或不当引入图像空间特征信息,配准容易陷入局部极值,从而出现误配。将灰度与梯度特征有效融合,即梯度加权到灰度互信息中,同时考虑了2幅图像的灰度统计相关性和图像空间特征信息,提高了多模图像配准的精度与稳定性。通过对遥感图像的拟配准与MR-PET医学图像的实际配准,证明了该方法效果良好,算法稳定,配准的准确率和参数精度都得到明显的提高。     

基于互信息的功能磁共振图像配准

互信息作为衡量两幅图像配准的相似性测度函数,当两幅图像配准时,互信息达到最大值。该文提出了基于互信息脑功能磁共振图像配准新方法,采用了无需计算梯度的Powell直接搜索算法,并通过多分辨的方式加快了图像配准速度。磁共振的配准实验证明,互信息法能准确地实现多模态医学图像的配准,并且能达到亚像素的精度。     

基于平面颜色分布的增强现实自然特征注册算法

针对增强现实中自然特征注册算法其自然特征的复杂和无规律而难以兼顾算法速度和精度的问题,提出一种基于平面颜色分布的自然特征注册算法.算法提取彩色连通域作为局部不变特征,计算简单的色调、几何信息作为特征描述,结合颜色分布在视角变换下的几何限制进行全局的匹配优化.该算法无须追踪连续帧间的运动特性,可以在独立帧上完成.算法采用Mikolajczyk标准库验证其注册效果,在800×600的图像尺寸下实现15帧/s的实时注册.与加速鲁棒特征（SURF）算法的对比表明：本算法能满足更苛刻的注册条件,并能保持较好的注册精度.动态视频的注册结果也表明算法面对动态模糊也十分鲁棒.     

基于膜计算的多模态图像配准算法研究

图像配准是图像融合的前提,具有重要的研究价值。传统的基于智能进化的优化算法在进行图像配准时,存在配准精度低,收敛速度慢的问题。利用膜计算的并行协同进化特性,提出一种在膜计算框架下的多模态图像配准算法,即GA-MCIR算法。设计一种细胞型P系统的膜结构,细胞膜中1个对象表示1组浮动图像变换参数,每个基本膜采用遗传算法进化对象获得最优变换参数,并将最优对象转运到上层膜中,同时所有基本膜之间随机进行最优对象转运操作。通过以上2种转运操作,上层膜保留本膜中本次进化的全局最优对象,并将其转运到各子膜中,参与各子膜的进化。最终,整个P系统的最优变换参数保留在表层膜中。将CT脑部图像和可见光与红外光图像等多模态图像进行配准实验,其结果表明,所提算法相比于基于GA和PSO的图像配准算法具有更高的配准精度、更好的全局收敛性。       

基于改进SURF算法的图像拼接技术研究

针对传统的加速稳健特征（SURF）算法在图像拼接过程中计算复杂度高以及匹配精度不佳等问题,提出一种基于SURF的改进算法,首先基于加速分割检测特征（FAST）算法快速提取图像特征点,利用SURF算法对提取到的特征点进行特征描述,然后通过改进的k-d树最近邻查找算法（BBF）寻找图像间的匹配点,与双向匹配的自适应阈值配准法相结合进行图像的匹配,利用改进的随机抽样一致性（RANSAC）算法对提取的特征点进行误匹配剔除,最后使用渐入渐出的加权融合算法对图像进行拼接。实验表明与传统的SURF+RANSAC算法相比,本文算法的图像拼接速度快,匹配精度更高。     

基于变电站多模图像的自动集成配准方法

针对采集的变电站多模图像,提出了一种改进的多模态图像的自动集成配准方法。变电站多模图像的尺寸不同,所以先对其进行小波变换,以变换后得到的两幅概貌图像为待配准图像,以六种配准方法中的每一种作为一个适应度函数。使用遗传算法进行搜索,分别寻找两幅概貌图像的最佳配准位置,再映射回小波变换前的多模图像,最后使用动态可信度进行集成。实验结果证明,该方法能实现不同尺寸的多模态图像的自动配准,速度较快,鲁棒性强,比单一的配准方法准确性高,并且可以不断地修正可信度,具有较强的适应性。     

基于拟蒙特卡罗方法的供水管网抗震可靠性分析并行化研究

为了提高基于蒙特卡罗（Monte Carlo）方法的供水管网抗震可靠性分析效率,以低偏差Sobol点列替代伪随机数序列对供水管网节点和管段破坏概率进行抽样,结合宽度优先搜索算法,提出基于拟Monte Carlo方法和统一计算设备架构（CUDA）的供水管网抗震可靠性分析并行算法,并从内存、执行配置和指令等方面优化并行算法. 以某城市供水管网系统为例,对比串行和并行计算方法的精度及效率,分析Sobol点列和伪随机数序列对管网可靠性分析的影响. 结果表明,并行和串行方法计算结果的误差最大为0.52%,并行方法最高加速比为串行算法的96倍,在保证结果精度的同时大幅度提高计算效率. 基于Sobol点列进行1 000次并行模拟及基于伪随机数序列进行5 000次并行模拟,2种模拟结果与基于模糊数学法的解析值的最大误差分别为0.2%、0.4%,表明基于拟Monte Carlo的并行方法具有更高的精确度,更快的收敛速度.     

基于云计算平台的并行DBSCAN算法

DBSCAN算法是一种典型的基于密度的聚类算法,具有速度快、可以发现噪声的优点,但在处理大规模数据时出现聚类效率低、内存和I/O消耗大、聚类精度降低的问题,集群式计算机技术特别是云计算技术的发展提供了解决DBSCAN算法缺陷的方案.文中提出了数据预分区的并行PMDBSCAN算法,该算法在聚类之前对数据分区预处理,利用并行编程模型MapReduce实现DBSCAN算法并行化,结合重叠分区思想,减少I/O消耗.实验结果表明,在大规模数据集上,PMDBSCAN算法聚类有效提高了聚类的速度、减少了I/O消耗、改善了聚类的质量.     

三种典型模板匹配算法性能比较

为了在图像识别、配准和拼接等具体问题中能够针对不同条件来合理选取适当的匹配算法,详细介绍三种典型模板匹配算法,即基于索引表的图像匹配算法、基于图像相关性的图像匹配算法和序贯相似性检测算法(Sequential Similarity Detection Algorithm,SSDA),并从实时性、鲁棒性和精确性等角度出发,对其匹配性能进行差异分析。采用分组实验的方法对匹配算法的各项性能指标进行测试和比较,结果表明,三种算法都具有良好的精确性,其中基于索引表的算法和序贯相似性检测算法具有较好的实时性,而基于图像相关性的算法在噪声环境下具有良好的鲁棒性。     

基于小波分解和最大互信息的图像配准方法研究

研究了基于最大互信息图像配准的理论和实现算法,提出了将小波分解与之相结合的算法,证明了该算法优于基于最大互信息的图像配准。通过实验数据比较可以得出,提出的基于小波分解和最大互信息的图像配准的算法可以有效地提高配准的速度和具有较好的配准效果。     

基于帧的PPS交换机

分析了一种利用多个低速交换结构实现高速交换的新技术——PPS(并行分组交换机) 的研究现状;提出了一种基于帧的PPS交换机结构,给出了交换调度算法的规则. 理论分析证明,该交换结构和算法不仅能保证分组的最大时延,而且还能确保每数据流内各包的顺序.