广义信息熵测度在医学图像配准中的应用new

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1、维普资讯http://www.cqvip.comComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用广义信息熵测度在医学图像配准中的应用杨金宝，刘常春，胡顺波YANGJin-bao，LIUChang-chun，HUShun-be山东大学控制科学与工程学院，济南250061SchoolofControlScienceandEngineering，ShandongUniversity，Ji’nan250061，ChinaE-mail：yfff@mail．sdu．edu．onYANGJin—bao．LIUChang—chun．HUShun—bo．Medica

2、limageregistrationbasedongeneralizedentropymeasillres．ComputerEngineeringandApplications．2008，44(8)：34-36．Abstract：Inordertoredueelocalmaximumandmisregistrafionofmutualinformationinmedicalimageregistration，threeinformationmeasuresbasedongeneralizedentropyinsteadoftheShannonentropy，namedasFRI—al

3、pha，SRI-aLphaandGMI-tinformationmeasures，areproposed．Theconvergeneewidthandradiusareusedforevaluatingthemeasureconvergence．Thecomputingtime，convergenceandaccuracyarestudiedbyapplyingthesemeasurestorigidregistrationofComputedTomography(CT)／MagneticResonance(MR)andMR—T1／T2simulatedimages．Theresul

4、tsoftestsshowthatthegeneralizedentropymeasuresoutperformnormalizedmutualinformationinconvergenceperformance，withoutcompromisingcomputationalspeedandregistrationaccuracy·Keywords：Shannonentropy；mutualinformation；generalizedentropy；imageregistration摘要：针对互信息测度在配准医学图像时易陷入局部极值的缺点，将Shannon熵扩展到广义熵，提出了

5、三种基于广义熵的信息测度。对于收敛性能的评价，提出收敛宽度和收敛半径的概念：通过人体脑部CT／MR和MR—T1／T2图像的刚体配准实验，从计算时间、收敛性能和配准精度方面，对归一化互信息、广义熵信息测度进行了比较与分析。实验结果表明，在不损失计算时间和配准精度的前提下，广义信息熵测度SR1—0．9和GMI一0．9的收敛性能优于归一化互信息测度，对噪声有很强的鲁棒性。关键词：Shannon熵；互信息；广义熵；图像配准文章编号：1002—8331(2008)08—0034—03文献标识码：A中图分类号．TP3911引言互信息一样，利用了图像的灰度统计特征，有利于实现图像的医学图像配准是指

6、寻找一种空间变换，使得两幅或多幅图自动配准。但对多模态图像配准，仍存在过多的局部极值，从而像的对应点达到空间位置和解剖位置的完全一致，它是医学图导致误匹配。像处理和分析的关键技术之一。图像配准一般由特征提取、空为了提高测度的收敛性能，本文将Shannon熵扩展到广义间变换、相似性测度和优化策略四个部分组成。互信息作为一熵，给出了两种基于R6nyi熵及一种基于t类熵的归一化信息种相似性测度，在1995年首次被应用于医学图像配准⋯。互信测度，最后通过对CT／MR、MR—T1／T2图像的刚体配准，对基于息法不需要对不同成像模式下的图像灰度问的关系作任何假shannon熵、R6nvi熵和t类

7、熵的信息测度的性能进行了详尽的设，也不需要对图像进行特征提取，即使当其中一幅图像的数比较与分析。据存在部分缺失时也能达到亚像素的配准精度，因此在医学图像配准领域得到了普遍关注和广泛应用·。但该方法也存在着2互信息与归一化互信息以下缺点：计算速度慢；配准函数不够平滑，存在过多局部极对于两幅图像4和B，它们之间的互信息定义为值，给优化过程带来很大困难，甚至出现误匹配。因此，近年来人们提出了多种统计型相似性测度。Pluim等I(A，=∑og(1)i，ip人141