醫(yī)學(xué)圖像的非剛性配準(zhǔn)算法研究.pdf

1、圖像配準(zhǔn)有剛性和非剛性兩類，剛性配準(zhǔn)主要解決的是簡單的圖像整體移動(dòng)（如平移、旋轉(zhuǎn)等）問題，相關(guān)研究比較成熟；非剛性配準(zhǔn)主要解決的是圖像的柔性變換問題，它容許變換過程中任意兩個(gè)像素點(diǎn)之間對應(yīng)位置關(guān)系發(fā)生變動(dòng)，相關(guān)研究處于發(fā)展階段。在實(shí)際臨床應(yīng)用中，由于成像模式、成像時(shí)間、成像個(gè)體之間的差異等，圖像之間的差異比較大，剛性配準(zhǔn)不適于解決這類問題。本文研究醫(yī)學(xué)圖像的非剛性配準(zhǔn)算法，具體工作如下：
　　1．基于光流場的Demons算法是效果

2、較好的非剛性算法之一。但是該算法每個(gè)像素點(diǎn)都可以自由移動(dòng)，如果直接對原圖進(jìn)行配準(zhǔn)，在圖像灰度值差異比較小的情況下，不同的點(diǎn)可能被映射到相同位置，這樣會(huì)導(dǎo)致圖像的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變。針對這一問題，本文提出采用多分辨率（三層）策略以抑制像素點(diǎn)過度偏移的方法：將低分辨率下配準(zhǔn)得到的變換參數(shù)依次作為更高層次配準(zhǔn)的初始變換參數(shù)。這樣降低了像素點(diǎn)對灰度的敏感程度，保證了圖像拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
　　2．Demons算法認(rèn)為配準(zhǔn)過程主要是由兩個(gè)力決

3、定的：參考圖像梯度為內(nèi)力，推動(dòng)圖像的變形；參考圖像和浮動(dòng)圖像的灰度差為外力，決定圖像的變形方向。但是僅將參考圖像梯度作為內(nèi)力推動(dòng)圖像變形是不夠的，當(dāng)參考圖像灰度信息缺乏時(shí)將不能得到相應(yīng)變換參數(shù)。而且配準(zhǔn)過程只有一個(gè)內(nèi)力推動(dòng)，收斂速度緩慢。基于此本文提出把參考圖像梯度和圖像互信息共同作為內(nèi)力推動(dòng)圖像變形的改進(jìn)算法，通過這種改進(jìn)使得配準(zhǔn)精度和收斂時(shí)間都得到了改進(jìn)。
　　3．研究了現(xiàn)有的幾種非剛性配準(zhǔn)算法,通過對比各種算法，發(fā)現(xiàn)B樣條具