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.     

基于keren改进配准算法的POCS超分辨率重建

详细介绍了keren亚象素配准算法及其不足,提出了keren算法及其迭代算法的改进算法。该算法基于简化的四参数仿射变换模型而不是传统的刚体变换模型,成功地避免了keren算法因为角度的泰勒级数展开所带来的误差,大大地提高了配准精度。实验仿真结果表明该算法与keren迭代算法相比角度绝对误差显著的降低;平移参数在15°的大角度旋转情况下获得了0.1个象素以下的绝对误差精度,在小角度的情况下获得了0.01个象素以下的绝对误差精度,最后采用POCS方法进行序列图像的高分辨率重建,实验仿真结果表明基于改进配准算法的POCS重建具有良好的配准精度和超分辨率重建效果。     

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。     

一种对扭曲景象序列三维重建迭代方法

在计算机视觉中,对严重扭曲的景象序列进行三维重建十分困难,本文提出一种简单且有效的迭代方法：首先提出一种基于B样条的非刚体图像配准算法,并结合最优图像块选择算法对扭曲图像序列进行复原;然后提出一种新的三2一范数优化准则,在此基础上结合基于Sampson近似的迭代算法实现多视三角化;最后进行实验并与传统方法比较,实验分析表明,本文提出的一种对扭曲景象序列三维重建迭代方法可以更有效地对扭曲景像序列实现三维重建,并具有算法复杂性小、运算时间短、模拟精度高的优点。     

使用特征点与曲线配准医学图像

针对单一特征引导医学图像配准的准确度有限性,提出一种使用多种特征的图像配准方法.特征提取采用半自动化方式,使操作者能够精确地获得图像特征.对提取的曲线对采用非均匀三次B样条建立模型,使曲线对具有相同的参数区间;非均匀的曲线离散机制保证了离散后的点集在尽可能忠实于原曲线,同时又满足图像配准的要求;通过不断地改善曲线间差异最大的区域并持续添加的约束条件,迭代地求解变换函数.实验结果表明:该算法结合了基于特征点与曲线2种配准算法的优点,既保证了基于点配准的精确性,又兼有基于曲线配准的鲁棒性,是一种有效的医学图像配准方法.     

一种新的轮廓提取方法及其在MR-CT配准中的应用

提出一种新的轮廓提取算法,并将这种算法应用到刚体配准.这种新的轮廓提取算法通过属性的大小自动获得属性算法中的属性阚值及其对应的灰度阚值,对灰度阙值对应的层集进行属性运算后再应用梯度算子得到轮廓.该算法具有强抗噪性而且轮廓边缘保持完好.本文还提出该算法的性质并证明.这种算法提取的脑MR-CT图像的轮廓非常相似,即将多模态配准转化为单模态配准.实验证明配准精度大大提高.     

改进的概率迭代最近点配准算法

针对迭代最近点算法中存在的收敛速度较慢和噪声引起的配准效果不佳的问题,提出一种基于期望最大化估计的噪声点云配准算法,即改进的概率迭代最近点算法。首先,建立两个点云集合之间的一一对应关系,以提高算法的配准精度;然后,将高斯模型引入到ICP算法中,采用奇异值分解的方法解决刚体变换问题,并在刚体变换过程中加入动态迭代系数,在不影响配准精度和迭代方向的情况下,在下次迭代中更快速地寻找到最近点,以此减少迭代次数、提高收敛速度,实现两个带有噪声点云的精确配准。实验表明,该算法是一种精度高、速度快的点云配准算法,能有效地避免噪声和外点的干扰。     

基于面积投影的图像配准方法

针对低分辨率图像之间的配准精度问题,直接影响到超分辨率图像的重建质量.通常图像之间的平移和旋转,采用基于泰勒级数展开的迭代配准算法以及频域配准算法.传统的泰勒级数展开的迭代配准算法的配准精度取决于图像的低阶逼近误差及迭代过程中图像的插值近似运动变换所造成的误差.采用泰勒级数展开的配准算法进行了改进,以面积投影变换来替代原有迭代算法中的图像插值变换,这种图像变换算法更加符合图像的成像原理,仿真结果表明,算法能够有效提高低分辨率图像间平移和旋转角度的配准精度.     

基于SUSAN算法的图像配准

通过检测物体的特征点来完成两幅图像的配准。根据USAN区域的描述,采用简化了的SUSAN算法检测刚体的特征点,然后通过找到的特征点和刚体形状不变的特性采用特征点之间的几何关系来配准。实验的结果表明,在无旋转条件下的刚体图像配准中,该算法在特征点提取和图像配准过程中速度比较快。     

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。     

图像配准中的一种特定区域轮廓提取算法

多模态医学图像的配准在医学诊断和治疗计划中起着重要的作用,特定区域轮廓提取是图像配准的重要基础,常规的轮廓提取算法不能满足多模态图像配准的要求。提出了一种用于多模态医学图像处理的特定区域轮廓提取算法。该方法首先对图像进行预处理,去除噪音,对图像进行平滑,采用Canny算子进行边缘提取之后,提出了延伸权的概念,并采用一种新的基于延伸权概念的边缘连接算法对边缘结果进行连接,最后采用填充算法获得特定的辅助区域并在该区域的基础上向外或者向内获取特定区域的轮廓。实验结果表明,该方法能够满足多模态图像配准的要求。     

改进的逆向组合算法在图像配准中的应用

逆向组合算法在进行图像配准时精度很高,但对模板图像在待配准图像中的初始位置敏感。针对该问题,提出一种改进的逆向组合算法,通过计算巴氏系数进行模板匹配,实现输入图像的粗定位后,应用逆向组合算法进行精确定位。实验结果证明,改进的算法对图像发生形变的情况具有较好的鲁棒性,相比原算法,配准能力更强。     

基于FAST特征的快速图像拼接系统研究

随着应用需求的增多,图像拼接技术已经成为虚拟现实技术、计算机视觉技术、计算机图形学以及视频处理等领域的一个重要研究课题。主要以FAST特征为核心,提出了一种基于FAST特征的快速图像配准系统。该系统首先通过FAST特征进行配准,然后通过改进的RANSAC算法增加配准准确率,最后通过加权融合完成图像拼接。实验表明,该系统有较好的适应性和稳定性,对图像的旋转、仿射变换均不敏感,能够较好地完成有重叠区域图像的拼接工作;同时该系统有较大的速度优势。     

具有SIFT描述的多尺度角点图像配准

角点含有丰富的图像结构信息,在图像配准中是广泛应用的图像特征。Harris算法是经典的角点提取算法,Harris角点对图像旋转具有不变性,但对尺度变化敏感,在有尺度变化的图像配准中,应用受限。仿照SIFT特征点提取过程,提出了一种多尺度角点提取方法,提取的多尺度角点对图像旋转和尺度变化有很好的适用性。并用SIFT描述子描述,用光学及SAR图像进行了配准实验。结果表明,与SIFT、Harris算法相比,本文方法在保证配准精度的基础上,配准时间减少40%以上,特征点在配准过程中的利用率提高一倍多。     

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。     

针对大视差图像拼接的显性子平面配准

目的 针对图像拼接中大视差图像难以配准的问题,提出一种显性子平面自动配准算法。方法 假设大视差图像包含多个显性子平面且每个平面内所含特征点密集分布。对该假设进行了验证性实验。所提算法以特征点分布为依据,通过聚类算法实现子平面分割,进而对子平面进行局部配准。首先,使用层次聚类算法对已匹配的特征点聚类,通过一种本文设计的拼接误差确定分组数目,并以各组特征点的聚类中心为新的聚类中心对重叠区域再聚类,分割出目标图像的显性子平面。然后,求解每个显性子平面的投影参数,并采用就近原则分配非重叠区域的单应性矩阵。结果 采用公共数据集对本文算法进行测试,并与Auto-Stitching、微软Image Composite Editor两种软件及全局投影拼接方法（Baseline）、尽可能投影算法（APAP）进行对比,采用均方根误差作为配准精度的客观评判标准。实验结果表明,该算法在拼接大视差图像时,能有效地配准局部区域,解决软件和传统方法由误配准引起的鬼影、错位等问题。其均方根误差比Baseline方法平均减小55%左右。与APAP算法相比,均方根误差平均相差10%左右,但可视化配准效果相同且无需调节复杂参数,可实现自动配准。结论 提出的显性子平面自动配准算法,通过分割图像所含子平面进而实现局部配准。该方法具有较高的配准精度,在大视差图像配准方面,优于部分软件及算法,可应用于图像拼接中大视差图像的自动配准。     

基于Radon变换与功率谱结合的心脏MR图像配准算法

针对心脏磁共振(MR)序列切片图像,设计了一种基于Radon变换和功率谱结合的图像配准算法。首先采用形态学边缘检测等图像预处理技术,提取出图像的边缘特征,并将其作为后续配准的输入;而后利用Radon变换和功率谱相结合的配准方法依次求出待配准图像的缩放、旋转和平移参数,利用这3个配准参数,即可通过配准变换得到配准结果。该方法解决了单纯利用Radon变换求解旋转参数易受图像空域噪声影响的问题,提高了配准的精度,同时大大减少了计算的花费。对100幅MR序列切片图像进行配准的实验表明,该方法能够稳定准确地实现MR序列图像的配准。     

牙周膜胶原纤维组织切片的显微图像配准

针对牙周膜胶原纤维组织切片在制作过程中对力度和方向非常敏感,极易造成组织变形和空间位移的问题,采用了一种有效的图像配准方法,以便后期对胶原纤维组织空间结构的重建。在Masson染色制成的兔牙周膜石蜡切片的基础上,利用高倍光学显微镜获得了牙周膜的序列切片图像;再采用基于正规步长梯度下降的二维刚性配准和基于对数域对称Demons微分同胚非刚性配准相结合的方法,对牙周膜序列切片图像进行级联配准。实验结果表明,相对于有限元非刚性配准而言,对数域对称Demons微分同胚非刚性配准方法具有较好的优势,其配准每张图片的平均时间为有限元法的3.1%,而配准均方误差平均为有限元法的89%。     

新型优化SIFT的图像快速配准方法研究

针对尺度不变特征变换（Scale Invariant Feature Transform,SIFT）算法图像配准时间长、匹配率低等问题,提出了重合区域图像极值特征提取法以及图像降采样特征配准法。在特征匹配的过程中,重点考虑重叠区域的特征匹配点对极值一致性约束条件,并利用差分尺度空间的局部单极值,以减小冗余特征点,节约特征提取与匹配时间;在此基础上,以图像尺度大小（选择180×180）作为缩放约束,对图像进行同比例插值缩小,并根据缩放后图像与原始图像变换矩阵之间的关系,计算出原始图像变换矩阵,实现图像的快速、精确配准。利用实例验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于形态学聚类算法图像配准仿真研究

研究图像配准精确度问题。由于两张图片几何关系及量度均有不同,要达到配准效果应有空间一致性。传统的聚类图像配准算法进行图像配准时,配准精度较低,算法复杂度高等不足。为了有效提高图像配准的精确度,提出了一种改进的数学形态学和聚类算法相结合的图像配准方法。算法首先改进的基于空间模式均值聚类对图像进行区域分块,并对分块的位置进行空间聚类,并准确计算出基准图像的最后的配准位置,并采用数学形态学方法对配准后的图像进行边缘处理,最后评估配准图像的质量。仿真结果表明,提出的改进的算法有效的提高了配准精确度,是一种可行性有效的图像配准算法,为图像配准提供了依据。