基于改进K-Means聚类医学图像配准

ICP算法广泛应用于医学图像配准,但存在浮动点集初始平移矩阵和旋转矩阵对ICP的影响较大,图像配准容易造成目标函数陷入局部最优值且计算量大等问题。论文提出了基于改进K-Means聚类医学图像配准算法,该方法通过计算出参考图像和浮动图像的质心,获得配准平移初始值;对医学图像坐标进行中心化处理,通过改进的K-Means聚类方法把图像坐标聚成2类;把这2个聚类中心拟合成一条直线,求得该条直线的斜率,进而求得相关倾斜角,获得配准旋转初始值;使用BSGO自动选择特征点,得到参考点集和浮动点集。通过实验得出该算法既可用于单模态图像配准,也可用于多模态图像配准;具有运算量少、图像配准速度较快、计算比较简单、精确度较高等特点,并且解决了图像配准容易陷入局部最优的问题。     

改进的粒子群算法多模态生物医学图像配准

多模态生物医学图像配准在医疗诊断、治疗方案的制定,以及身体机能的研究等方面起到越来越大的作用。如何将这些多模态信息融合在一起是目前研究的重点,目前,该融合主要基于图像强度信息的配准方法。该类方法通过最大化化图像间的相似度函数达到配准的目的,但配准过程中使用往往会出现参数变化非凸且不光滑的现象,因而,传统的局部最优方法通常不能得到较好的结果。粒子群算法是一种全局寻优算法,但传统的方法中受初始值的选取以及当前全局最优点的影响,易陷入局部最优。本文对其进行改进,使得即使在初始值离准确值较远时也能得到全局最优,并将该方法用于多模态医学图像配准中,得到了较好的结果。     

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。     

基于边缘拟合直线的遥感图像自动配准

旋转问题是目前图像自动配准中的一个难点,普通方法计算复杂度大,无法满足很多应用中实时性的要求,而基于边缘方向直方图的方法对噪声很敏感,对边缘进行直线拟合,提出了一种新的基于边缘拟合直线的配准算法。提出了边缘拟合直线角度差直方图的构建方法,并利用它对待配准图像进行旋转角度补偿,然后使用边缘点集的Hausdorff距离进行平移量估计,获得变换参数的近似值;最后以基于Renyi熵的互信息为相似性测度,利用遗传算法在粗配准的近似解的小范围邻域内快速寻找最优解进行精确配准。该方法计算简单、抗噪声性能强且能获得较好的配准精度。     

物体边沿特征提取及应用

针对互信息配准方法中目标函数因存在多极值而容易陷入局部最优的问题,提出了一种基于萤火虫算法改进优化策略的互信息医学图像配准算法。该算法使用归一化互信息作为相似性测度,用萤火虫所处位置来表示配准参数,根据每个萤火虫的位置计算互信息函数值并将其作为当前萤火虫的亮度,通过亮度和吸引度的迭代更新来寻找互信息函数取最优解时的最佳配准参数。实验结果表明,该方法克服了互信息函数容易陷入局部最优的问题,有效地提高了配准精度。     

改进的自适应遗传算法医学图像配准研究

研究图像配准精度问题。图像配准技术一直被广泛应用在医学图像和遥感图像等众多领域,由于不同的模式设备对人体内的组织会存在不同的灵敏度和分辨率,造成了图像的分辨率不同,而传统的配准算法对于具有不同的分辨率的图像配准的精度度难以提高。为此提出了一种将改进的自适应遗传算法并应用到图像配准的优化过程中,该算法首先采用进化前后期分别调整交叉概率和变异概率来克服传统遗传算法容易陷入局部最优的缺点,同时采用了刚体旋转方法对图像进行旋转匹配,使得图像可以进行局部的匹配。仿真结果表明了该算法有效的提高了图像配准的精确度,验证了该算法是一种可行性有效的图像配准算法。     

遗传算法对Powell图像配准方法的改进

针对Powell算法在搜索过程中具有初始值依赖和容易陷入局部极值的问题,提出了使用遗传算法改进Powell算法在图像配准中的应用。利用图像的归一化互信息作为遗传算法的适应度,全局、并行搜索图像配准参数作为Powell算法的初始值,再使用Powell算法局部逼近近似最优解。实验结果证明,改进后的Powell算法能有效地减少图像配准的时间,提高配准的精度,精度能达到亚像素级。     

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.     

一种简单的医学图像刚体配准方法

医学图像配准技术是当前医学图像处理研究的热点.从二维医学图像的刚体变换出发,针对单模态医学图像的配准,研究了基于投影的医学图像配准方法.该方法通过二值化参考图像和浮动图像,沿X轴和y轴投影得到投影向量,然后根据投影向量元素的大小和位置,分别检测图像间旋转、平移运动的大小.仿真实验证明,该方法不失为一种简单有效的图像配准方法.     

基于遗传算法的模糊聚类分析

模糊C-均值聚类(FCM)应用广泛，但是它容易陷入局部最优，且对初始值很敏感。该文提出了一种基于遗传算法的模糊聚类方法，首先用遗传算法对模糊聚类中聚类中心的个数和聚类中心的选取进行指导，然后利用FCM进行聚类。实验结果表明：该方法可以在一定程度上避免FCM算法对初始值敏感和容易陷入局部最优解的缺陷，使聚类更合理，效果很好。