三维医学图像配准方法研究

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1、分类号学号M201271634学校代码10487密级硕士学位论文三维医学图像配准方法研究学位申请人：翁飞学科专业：生物医学工程指导教师：丁明跃教授答辩日期：2014年5月22日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScience3DMedicalImageRegistrationCandidate:WengFeiMajormedicalEngineeringSupervisorDingMingyueHuazhongUniversityofScience&T

2、echnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技

3、大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要医学图像配准是医学图像处理领域中的一项重要技术，是信息科学、计算机图像技术与医学等多学科交叉的一个研究领域。近年来，愈加迫切的临床需求使得对不同成像模式的医学图像进行综合利用愈加重要，从而使得图像配准和融合技术成为医学图像处理领域的研究热点。本文以三维医学图像的刚体配准为主要研究对象

4、，提出了一种混合配准的方法对三维医学图像进行刚体配准：首先，对图像进行粗配准，其目的是为了减小浮动图像和参考图像之间的差异，为精配准提供良好的初始参数。采用的方法是主成分分析，该方法适用于图像变换角度大的情况，计算速度快，能较好地实现粗配。其次，在获得初始参数的基础上进行精配准，通过使图像之间的互信息最大得到最优配准参数。采用的方法是基于黄金分割搜索法的Powell优化算法。该方法本质上是一种局部搜索方法，但在粗配准得到的初始参数基础上可快速有效的寻找到全局最优参数。为了验证本文所研究方法的可行性，我们利用三维图像数据设计了多组实验。在此基础上，我们设计了多组实验验证了本文

5、的算法设计的合理性，并且适用于对比度不同的图像、解剖结构不完全一样的图像、存在背景噪声的图像之间的配准，并采用多种方法进行评估。大量试验结果证明本文的方法具有配准精度高、鲁棒性好等优点，是一种稳定可靠的自动配准方法。关键词：图像配准，互信息，主成分分析，Powell优化算法I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractTheregistrationinmedicalimageisanimportanttechnologyinthemedicalimageprocessing,itisamulti-disciplinaryresearchfieldsthatcrosses

6、informationscience,imagetechnologyofthecomputerandmedicalscience.Inrecentyears,medicalimageutilizationofdifferentimagingmodesbecomesmoreandmoreimportantfortheurgentclinicalneed.Therefore,theimageregistrationandfusiontechnologyhavebecomeahottopicinthefieldofmedicalimageprocessing.Inthisthes

7、is,3Dmedicalimagerigidregistrationwasstudied.Amixedregistrationapproachwasproposed:Firstly,imagecoarseregistrationwasimplementedtoreducethedifferencebetweenfloatimageandreferenceimageandprovidegoodinitialparametersforfineregistration.ThemethodusedherewasPCA.Th