本文關(guān)鍵詞：基于特征匹配的多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)是指在不同的時(shí)間、不同角度以及不同模態(tài)下獲取的多幅醫(yī)學(xué)圖像,經(jīng)過一系列的變換,使相同解剖結(jié)構(gòu)(點(diǎn))在同一空間坐標(biāo)位置上一一對應(yīng)的操作。圖像配準(zhǔn)是醫(yī)學(xué)圖像處理研究的一項(xiàng)核心技術(shù),可用于醫(yī)學(xué)圖像的校正,檢測解剖結(jié)構(gòu)的變化以及用于融合不同模態(tài)的圖像,在醫(yī)學(xué)輔助診斷治療方面應(yīng)用非常廣泛。近幾十年來,該項(xiàng)技術(shù)的研究得到越來越多學(xué)者們的關(guān)注。本文針對基于特征匹配的多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)進(jìn)行了重點(diǎn)研究,使在復(fù)雜環(huán)境下得到的灰度不均勻和噪聲較大的醫(yī)學(xué)圖像能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)配準(zhǔn)。本文的工作主要包含以下幾個(gè)方面：1.本文系統(tǒng)地闡述了基于特征點(diǎn)匹配的多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)步驟,介紹了特征點(diǎn)檢測、構(gòu)造描述子、特征匹配、模型參數(shù)估計(jì)和重采樣以及插值技術(shù)等算法,著重研究了常用的特征提取算法；分析了Laplace Of Gaussian提取特征點(diǎn)在光照、旋轉(zhuǎn)和尺度等方面的不變性原理。2.針對不同模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像的像素值之間有很大的差異性,導(dǎo)致配準(zhǔn)計(jì)算復(fù)雜度高,配準(zhǔn)精度低等問題。本文提出了一種融合熵圖理論的基于特征匹配的配準(zhǔn)算法。該算法首先利用Laplace Of Gaussian提取特征點(diǎn),通過局部紋理特征構(gòu)造加權(quán)CS-LBP描述子,然后結(jié)合廣義近鄰圖計(jì)算特征向量之間的歐式距離進(jìn)行Renyi互信息的估計(jì)并以之為目標(biāo)函數(shù),最后使用Powell優(yōu)化算法對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,求得變換模型參數(shù)。該方法在配準(zhǔn)過程中不需要對圖像的每個(gè)像素進(jìn)行計(jì)算,可以提取分布較均勻、易提取的穩(wěn)定特征來表達(dá)圖像,在配準(zhǔn)過程中只要計(jì)算這些特征即可,該方法既可以降低噪聲和圖像灰度差異所造成的影響,又能降低計(jì)算量,縮短配準(zhǔn)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在保證配準(zhǔn)速度的前提下,配準(zhǔn)精度能夠達(dá)到亞像素級,并對于噪聲明顯的醫(yī)學(xué)圖像也能達(dá)到良好的配準(zhǔn)效果。3. 針對基于特征提取的醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)算法不能充分利用鄰域特征來進(jìn)行描述子的構(gòu)建,本文采用了一種新的基于紋理特征的描述子構(gòu)造方法局部小波模式(Local Wavelet Pattern, LWP),并結(jié)合基于概率估計(jì)的一致性點(diǎn)漂移算法(Coherent Point Drift, CPD)提出了一種LWP-CPD算法,該算法充分利用了中心點(diǎn)與鄰域以及鄰域與鄰域之間的空間關(guān)系,并利用最大似然估計(jì)和速度場的運(yùn)動(dòng)一致性進(jìn)行特征點(diǎn)的漂移,最終實(shí)現(xiàn)在空間位置上對齊。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比,該算法在配準(zhǔn)速度、精度以及魯棒性等方面明顯優(yōu)于SIFT-CPD和傳統(tǒng)NMI的配準(zhǔn)算法。
【關(guān)鍵詞】：多模醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn) 熵圖理論 LBP 局部小波模式 一致性點(diǎn)漂移
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 課題研究背景和意義12-13
• 1.2 圖像配準(zhǔn)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)15-17
• 第二章 多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)研究17-30
• 2.1 醫(yī)學(xué)圖像成像模式17
• 2.2 多模醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)理論與方法介紹17-20
• 2.3 基于特征匹配的醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)主要步驟20-28
• 2.3.1 特征提取與匹配20-25
• 2.3.2 模型參數(shù)估計(jì)25-26
• 2.3.3 圖像重采樣和變換26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 基于熵圖特征匹配理論的多模醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)30-41
• 3.1 CS-LBP特征提取30-32
• 3.2 熵圖特征匹配32-34
• 3.2.1 熵圖理論32-33
• 3.2.2 廣義近鄰圖估計(jì)Renyi熵33-34
• 3.3 多模醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)34-36
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析36-40
• 3.4.1 特征點(diǎn)匹配魯棒性驗(yàn)證37-38
• 3.4.2 多模醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)精度實(shí)驗(yàn)38-40
• 3.5 小結(jié)40-41
• 第四章 基于LWP描述子和CPD匹配的多模醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)41-57
• 4.1 LWP特征描述子41-46
• 4.1.1 仿射不變性特征點(diǎn)提取41-42
• 4.1.2 構(gòu)造LWP特征描述子42-46
• 4.2 特征匹配和空間變換估計(jì)46-49
• 4.2.1 一致性點(diǎn)漂移算法46-47
• 4.2.2 初始匹配對生成47-48
• 4.2.3 基于CPD的特征匹配和空間變換估計(jì)48-49
• 4.3 多模醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)49-51
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析51-56
• 4.4.1 特征點(diǎn)的提取實(shí)驗(yàn)51-53
• 4.4.2 多模醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)精度實(shí)驗(yàn)53-56
• 4.5 小結(jié)56-57
• 第五章 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 致謝64-65
• 指導(dǎo)老師及作者簡介65-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果展示66

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 聶瑞華,鄔家煒;手寫速記符的識別與特征匹配研究[J];計(jì)算機(jī)工程;1999年08期

2 王涌天;林精敦;陳靖;郭俊偉;劉偉;薛康;;隨機(jī)樹特征匹配算子性能研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2009年11期

3 肖秦琨;劉向軍;;基于局部特征匹配的目標(biāo)跟蹤研究[J];電子設(shè)計(jì)工程;2011年22期

4 王平,普杰信;基于特征匹配的芯片管腳視覺檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電腦開發(fā)與應(yīng)用;2004年07期

5 安如,金夏玲,王慧麟,馮學(xué)智,徐大新;基于特征匹配的影像可匹配性研究[J];紅外與激光工程;2005年04期

6 呂金建;文貢堅(jiān);李德仁;王繼陽;;一種新的基于空間關(guān)系的特征匹配方法[J];測繪學(xué)報(bào);2008年03期

7 張欣;陳康宏;萬嘉若;;景物目標(biāo)的啟發(fā)式特征匹配識別法[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);1987年01期

8 李泓;;基于投影特征匹配的便攜式美元面值識別儀[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2007年11期

9 周天陽;朱俊虎;王清賢;;基于多特征匹配的隱藏進(jìn)程檢測方法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2011年09期

10 于志鵬;李曉明;;基于譜圖理論的特征匹配原理研究[J];太原師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 蘇劍波;;弱標(biāo)定復(fù)雜場景特征匹配中同形映射誤差分析[A];2007年中國智能自動(dòng)化會(huì)議論文集[C];2007年

2 楊平;厲小潤;;基于二級特征匹配的卡爾曼濾波跟蹤算法[A];2011第十六屆全國自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)年會(huì)專輯[C];2011年

3 王蕾;宋文忠;吳劍鋒;;一種灰度與特征匹配相結(jié)合的混合算法[A];全國自動(dòng)化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議論文集（一）[C];2005年

4 季方;鮑遠(yuǎn)律;海濤;屈靜;;特征匹配法實(shí)現(xiàn)地圖中特殊符號的快速識別[A];第三屆全國數(shù)字成像技術(shù)及相關(guān)材料發(fā)展與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2004年

5 藺，

本文編號：286184