医学图像配准技术研究

《医学图像配准技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、单位代码：10293密级：硕士学位论文论文题目：医学图像配准技术研究学号1011010427姓名谈丽萍导师张登银研究员/博导学科专业信号与信息处理研究方向无线通信与信号处理技术申请学位类别工学硕士论文提交日期二零一四年三月万方数据ResearchonMedicalImageRegistrationThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByTanLipingSupervisor:Prof.ZhangDengyinMarch2014万方数据南京邮电

2、大学学位论文原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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅

3、；可以将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、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________万方数据摘要随着计算机技术和生物医学工程技术的不断发展，图像配准在医学领域中得到了广泛应用，疾病诊断和临床治疗对配准的精度和速度要求也随之逐渐提高。根据内部特征的特点，可将配准方法可以分为两类：基于几何特征的配准和基于灰度信息的配准。基于几何特征的医学图像配

4、准需要进行预处理，无法实现自动配准，而且配准的精度受到图像的影响，由于该类方法的种种局限性，基于灰度信息的配准方法得到了广泛的关注，其中，基于互信息的医学图像配准方法是目前公认的最有效、应用最广泛的方法，该方法不需要有关待配准图像的其他先验知识，不用特征提取或者作其他的任何预处理，不需要人工参与，操作简单，同时，鲁棒性好、配准精度也较高，适合多模态医学图像配准，因此得到了广泛重视和应用。本文首先对医学图像配准的基本概念和步骤做了介绍，并且对目前有关配准的研究热点、关键技术和面临的关键问题做了详细的分析和阐述。然后，引出本文的研究重点，即对医学图像配准的相似性测度和搜索策略的研究。同时，也对本文

5、涉及到的关键技术和思想进行了简单的介绍。其次，针对基于互信息的医学图像配准的相似性测度精度不高的问题，本文引入加权互信息和梯度信息，设计了一种改进的相似性测度。该相似性测度采用了归一化结构，并且对梯度信息也做出了相应的改进，用梯度模值的差值来反应灰度变化的激烈程度，使得该相似性测度更加有效，从而提高配准的精度。通过实验仿真的结果可看出，相较于单独的以互信息为相似性测度的配准方法，或者直接将互信息和梯度信息相结合的配准方法，基于本文提出的相似性测度的配准方法可以有效的提高配准精度。最后，针对基于Powell的图像配准方法易陷入局部极值的问题，本文提出一种改进的Powell算法，该算法在更新方向集

6、时对新方向进行判断，以防止搜索方向的退化。同时，采用多分辨率策略，用低分辨率层图像的配准结果作为较高分辨率层图像的搜索初始值，考虑到Powell算法的局部搜索性，引进模拟退火法，即采用混合搜索算法，在最低层采用模拟退火法搜索，其他层采用改进的Powell算法，这种基于多分辨率策略的混合搜索方法既可以克服初始值对Powell算法的影响，从而加速了配准过程，又可以克服局部极值，提高配准的精度及鲁棒性。实验证明本文提出的搜索方案可以有效地减少搜索时间，降低配准误差，是一种有效可行的方法。关键词：图像融合，图像配准，相似性测度，互信息，加权因子，梯度信息，多尺度分析I万方数据AbstractWitht

7、hedevelopmentofcomputertechnologyandbiomedicalengineeringtechnology,imageregistrationhasbeenwidelyusedinthemedicalfield,andtherequirementsofregistrationaccuracyandspeedalsowillbegraduallyincreasedinth