学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于Radon变换的多模态医学图像配准

作　者: 谭秋雷
导　师: 卢湖川
学　校: 大连理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 多模态矩和主轴法 Radon变换互信息梯度相似性
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 154次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

图像配准是图像熔合的基础,已经广泛应用于计算机视觉、遥感处理、运动估计、医学分析等领域。医学图像的配准与熔合是现代医疗中不可或缺的一部分。由于不同成像设备得到的医学图像各有其特点,将不同模式的医学图像进行配准,可以综合了解病变组织或器官的解剖和功能信息。本文提出的医学图像配准算法主要分为两个部分,分别为粗配准和精配准。本文使用图像的质心估计平移参数,利用Radon变换估计旋转参数,此参数估计的过程为粗配准。再将得到的粗配准参数作为初始参数进行优化,此优化搜索过程为精配准。精配准过程中利用归一化互信息与梯度相似性相结合作为配准的相似性测度,使用Powell优化算法进行搜索,得到最终的配准参数。本文首先介绍了医学图像配准的意义、应用和发展现状,对医学图像配准进行简单综述并介绍了配准的基本方法。然后对配准的各个组成部分进行了分析,如空间变换、插值算法、相似性测度和优化算法等。接着阐述了熵和互信息的概念以及基于互信息的配准算法原理。最后介绍了本文的创新部分,首先引出了Radon变换的概念并介绍如何利用Radon变换对图像进行旋转参数的估计,然后介绍了梯度相似性的定义,提出利用梯度相似性和归一化互信息相结合作为本文的相似性测度,实验结果表明了该算法的有效性和准确性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-19
  1.1 医学成像简述  9-12
  1.2 医学图像配准的意义  12-13
  1.3 医学图像配准的应用  13-14
  1.4 医学图像配准的发展历史和研究现状  14-17
    1.4.1 医学图像配准的发展历史  14
    1.4.2 医学图像配准的研究现状  14-17
  1.5 本文的结构安排和创新点  17-19
2 医学图像配准综述  19-37
  2.1 医学图像配准的基本框架  19-21
  2.2 医学图像配准的分类和基本方法  21-26
    2.2.1 医学图像配准的分类  21-22
    2.2.2 医学图像配准的基本方法  22-25
    2.2.3 近年来常用的配准方法  25-26
  2.3 图像的空间变换  26-28
    2.3.1 刚性变换  26-27
    2.3.2 仿射变换  27
    2.3.3 投影变换  27-28
    2.3.4 非线性变换  28
  2.4 图像的插值  28-31
    2.4.1 最邻近插值  29
    2.4.2 双线性插值  29-30
    2.4.3 PV插值  30
    2.4.4 双三次插值  30
    2.4.5 B样条插值  30
    2.4.6 窗函数插值  30-31
  2.5 医学图像配准的相似性测度  31-33
    2.5.1 灰度方差  31-32
    2.5.2 归一化互相关  32
    2.5.3 相关系数  32
    2.5.4 PI测度  32-33
    2.5.5 图像统一性比率  33
    2.5.6 互信息  33
  2.6 优化算法  33-37
    2.6.1 单纯形法  34
    2.6.2 梯度下降法  34
    2.6.3 模拟退火法  34-35
    2.6.4 Powell优化算法  35
    2.6.5 粒子群优化算法  35
    2.6.6 遗传算法  35-37
3 基于最大互信息的医学图像配准  37-43
  3.1 熵  37-38
  3.2 联合熵  38-39
  3.3 条件熵  39-40
  3.4 互信息  40-41
  3.5 基于互信息的配准算法原理  41-43
4 基于Radon变换的多模态医学图像配准  43-64
  4.1 矩和主轴法  44-48
    4.1.1 矩和主轴法的基本原理  44-45
    4.1.2 矩和主轴法实验及结果  45-48
  4.2 Radon变换的基本原理  48-52
    4.2.1 Radon变换的定义和性质  48-49
    4.2.2 本文使用的基于Radon变换进行角度估计的方法  49-52
    4.2.3 基于Radon变换方法实验及结果  52
  4.3 梯度相似性  52-55
    4.3.1 梯度相似性的概念及本文使用的相似性测度  53-54
    4.3.2 相似性测度实验  54-55
  4.4 实验结果与分析  55-64
    4.4.1 配准实验与结果  55-57
    4.4.2 其他角度的配准实验  57-59
    4.4.3 其他图像的配准实验  59-62
    4.4.4 结果分析  62-64
结论  64-66
参考文献  66-70
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  70-71
致谢  71-72

基于Radon变换的多模态医学图像配准

内容摘要

全文目录

相似论文