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《基于Demons算法的非刚性配准的实现和改进》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-2552(2008)01-0139-03基于Demons算法的非刚性配准的实现和改进陈红军,刘长征(哈尔滨理工大学计算机科学与技术系,哈尔滨150080)摘要:实现了一种基于Demons算法的医学图像非刚性配准方法,并且通过大量实验来确定Demons运行效果的参数。但由于传统的Demons算法不能满足自动化病变检出的要求,因此采用了重复多次的配准策略。实验证明,这是一种行之有效的改进,能基本满足病变自动化检出的需要。关键词:非刚性配准;医学图像;病变检出Implementationandi
2、mprovementofnonrigidregistrationbasedonDemonsCHENHongjun,LIUChangzheng(SchoolofComputerScienceandTechnology,HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin150080,China)Abstract:ADemonsbasednonrigidregistrationalgorithmisimplementedinthispaper,andfixedtheparameterdecidingDemonsef
3、fectsthroughthenumerousexperiments.Butthetraditionalalgorithmcannotsatisfytheneedsofautomaticpathologydetection,sotherepeatregistrationstrategytoremedyisused.Theexperimentsprovethisimprovementtobeeffective,couldmeettheneedsofautomaticpathologydetection.Keywords:nonrigidregistratio
4、n;medicalimages;pathologydetection[2]0引言算法,在概念上,它和19世纪Maxwell的思想实验很相近。实验是这样的,假设一个密闭箱子中有医学图像配准是医学图像处理领域中的一个重一种气体,它由两种微粒组成,a和b,中间由一片半要的和基本的研究课题,它是医学图像融合、医学图[1]渗透的隔膜隔开。这个隔膜允许具有一定速度的气像重建、图像与标准图谱的匹配等研究的基础。体微粒穿过隔膜。Demonbase算法和这个实验原理医学图像配准是指寻找联系两幅医学图像的几何变相似,它判断出待配准图像上各个像素点的运动方换,使得两幅图像上的
5、对应点达到空间上的一致。法,通过对各个像素点的移动来实现非刚性配准的。医学图像的配准方法可以分为刚性配准和非刚性配本文重点论述如何实现基于Demons算法的医学图准两大类。刚性配准是寻找一个六自由度(三个旋像非刚性配准,并且在我们需要的基础上对其进行转,三个平移)的变换,使得源图像中的点映射到目改进,以达到对病变图像的自动化检出。标图像中的对应点。经过多年的发展,用于同一模式和不同模式的刚性配准算法已经成熟,可以达到1基于Demons的非刚性配准算法的实现[3]很高的配准精度,并且能够临床应用。非刚性配准Demons算法实质上是一种光流驱动的配准的概念虽然
6、很早就提出来了,并且目前也已经提出算法,假定模板图像m和作为配准目标的目标图像了很多种解决方法,但是算法的成熟性远低于刚性s都是图像函数i(x(t),y(t),t)某一时刻的快配准。绝大部分的算法都只局限于实验室实现,在收稿日期:2007-07-12临床中几乎没有应用。现阶段最有用的一种非刚性作者简介:陈红军(1980-),男,哈尔滨理工大学硕士,主要研究医配准算法是JeanPhilipeThirion提出的Demonsbase学图像的分析与处理。!139!照,该图像函数的值保持常数。即Difference),如达到要求则结束,否则返回Step2。n
7、ni(x(t),y(t),t)=c(1)2SSD=∃∃[T(m(i,j)-s(i,j))](8)m=i(x(t0),y(t0),t0)(2)i=1j=1事实上,Demons点可以放置到目标徒像的任何s=i(x(t1),y(t1),t1)(3)地方,并不一定必须位于等值轮廓线或边缘部分。在最初时刻t0,图像函数i等同于模板图像m。一般的方法都是将目标图像的每一个像素或体素点经过一定时间的t1时刻,图像函数被完全变形为目全部作为Demons点,这样从模板图像到目标图像的标图像s。图像配准过程就是要得出一个驱动m的形变过程为完全自由变形(freeform)。由于
8、自由变每个点向s中对应点移动的力向量场。计算出该力形
