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基于力矩主轴和互信息的黄瓜茎切片图像配准

中国体视学与图像分析 2013年第2期18卷 115-122页

作者：王炎玲杜建军郭新宇北京农业信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097 首都师范大学信息工程学院北京100048

基于组织序列切片图像的三维可视化是综合利用连续二维切片图像信息,在三维空间中展示植物组织内部结构形态特征和概貌。受制片和图像采集等影响,相邻序列切片图像之间存在的位置畸变严重影响可视化的质量和效果。本文首先介绍序列黄瓜... 详细信息

基于组织序列切片图像的三维可视化是综合利用连续二维切片图像信息,在三维空间中展示植物组织内部结构形态特征和概貌。受制片和图像采集等影响,相邻序列切片图像之间存在的位置畸变严重影响可视化的质量和效果。本文首先介绍序列黄瓜茎石蜡切片制作以及显微图像获取过程,然后针对相邻切片图像上黄瓜茎的轮廓和灰度特征,提出基于力矩主轴和互信息的连续切片图像配准方法。该方法有效纠正了切片图像间存在的位置畸变,使得序列切片图像中目标形状达到空间位置一致性。实验结果表明方法的有效性。

关键词：黄瓜茎图像配准力矩主轴互信息

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加快寻优的医学图像互信息配准算法的研究

中山大学学报（自然科学版） 2005年第A2期44卷 174-177页

作者：黄镜荣李熙莹中山大学物理科学与工程技术学院/光电材料与技术国家重点实验室广东广州510275

为了实现多模态医学图像的配准融合,提出一种加快寻优的医学图像互信息配准算法实现CT和MR图像的配准。该算法首先使用形态学方法提取图像的边界,再用力矩主轴法算出浮动图像进行刚性变换的初步平移量和旋转量,然后以此作为互信息法的... 详细信息

为了实现多模态医学图像的配准融合,提出一种加快寻优的医学图像互信息配准算法实现CT和MR图像的配准。该算法首先使用形态学方法提取图像的边界,再用力矩主轴法算出浮动图像进行刚性变换的初步平移量和旋转量,然后以此作为互信息法的初始参数进行寻优,找出最佳变换,实现CT和MR医学图像的自动刚性配准。该方法计算简单、运算量少。利用该配准算法实现融合的结果图像经过临床医生检验,认为达到临床诊断的要求,能辅助临床医生对疾病做出正确的诊断。

关键词：力矩主轴互信息刚性配准形态学

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距下关节CT序列图像分割及信息提取研究

上海理工大学学报 2007年第2期29卷 165-170页

作者：戴虹吕东辉杨云峰上海第二工业大学电子与电气工程学院上海201209 上海大学通信与信息工程学院上海200072 同济大学附属同济医院上海200065

提出一种基于图像的距下关节信息提取方法.采用最大类间方差法与交互式数学形态学方法相结合的手段从活体后足CT序列图像中分割出距骨和跟骨,以移动立方体法重建距下关节复合体的表面并以动画方式显示距骨和跟骨的结构信息,提出力矩主... 详细信息

提出一种基于图像的距下关节信息提取方法.采用最大类间方差法与交互式数学形态学方法相结合的手段从活体后足CT序列图像中分割出距骨和跟骨,以移动立方体法重建距下关节复合体的表面并以动画方式显示距骨和跟骨的结构信息,提出力矩主轴法计算距骨和跟骨相对于参考系的旋转方向及它们之间的夹角.与其他方法相比较和仿真模型论证的结果表明,基于图像的距下关节信息提取方法具有较高的准确性和精度.

关键词：距下关节图像分割力矩主轴三维可视化

基于不可分辨关系的图像分割与基于轮廓的图像配准

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基于不可分辨关系的图像分割与基于轮廓的图像配准

作者：盛彬太原理工大学

学位级别：硕士

图像分割和图像配准技术在许多研究领域中都有着广泛的应用,是国内外的热点研究问题。图像分割是完成图像视觉分析和进行模式识别的前提,只有对图像进行了准确性高的分割,才有可能实现高层次的图像分析与图像理解。图像配准则既是图像... 详细信息

图像分割和图像配准技术在许多研究领域中都有着广泛的应用,是国内外的热点研究问题。图像分割是完成图像视觉分析和进行模式识别的前提,只有对图像进行了准确性高的分割,才有可能实现高层次的图像分析与图像理解。图像配准则既是图像目标识别、三维重建的基础,又是图像融合技术的关键,配准结果的优劣直接影响后续融合的质量。本文对图像分割和图像配准技术进行了研究,对其各自的方法做出了一些新的尝试：研究了粒计算理论中的粗糙集模型,研究了粗糙集理论在图像分割中的应用,提出了一种基于不可分辨关系的图像分割方法;研究了图像配准的方法,提出了一种用本文定义的归一化邻域方差提取轮廓,然后在此基础上找出轮廓配准参数的方法,既减少了计算量又快速实现了配准。论文的主要工作如下：1.提出了一种基于粗糙集理论的图像分割方法：该方法首先利用粗糙集理论中的分类思想,选取像素灰度值、邻域均值和新定义的归一化邻域方差值这三种图像特征作为条件属性,然后为待分割图像建立一个知识表达系统,根据不可分辨关系将图像中的像素划分成不同的等价类,最后将这些等价类合成得到分割后的图像。由于阈值的选取是合成等价类的关键,因此又提出了一种获得最佳阈值的方法,该方法考虑了图像噪声的影响,利用思维进化算法(MEA)优化阈值参数,避免陷入局部最小值的同时又提高了运算速度。2.对于图像分割,介绍了几种具有代表意义的图像分割方法,并将本文提出的方法与这几种经典方法作对比,验证了本文方法的有效性。实验结果表明：对于普通图像,分割后的图像具有较好的均匀性,获得目标的边缘比较光滑、清晰,对噪声的去除效果也比较明显;对于医学图像,能够较好地分割出肺组织,且支气管断裂的少,说明本文提出的图像分割方法是一种行之有效的方法,具有较好的稳定性和收敛速度,在实际中有一定的应用价值。3.本文以人脑医学图像为研究对象,将头部视为刚体,利用刚体的轮廓不变性,提出了一种基于轮廓的图像配准方法：该方法用本文提出的归一化邻域方差的概念提取轮廓,然后采用经典力学中的力矩主轴的概念,分别计算出原始图像和浮动图像的质心以及主轴与坐标轴的夹角,进而计算出平移变换和旋转变换的参数,实现待配准图像质心与主轴的对齐,完成配准过程。4.对于图像配准,本文用边缘检测中的经典算子提取出目标轮廓然后配准得到的实验结果与本文方法的实验结果进行比较,验证了本文配准方法的可行性。实验结果表明本文提出的方法实现快速,能够满足图像前期配准的要求。

关键词：归一化邻域方差粗糙集思维进化算法(MEA) 图像分割力矩主轴图像配准

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植物组织序列切片图像配准方法研究

植物组织序列切片图像配准方法研究

作者：王炎玲首都师范大学

学位级别：硕士

利用数字化技术构建植物单株及其器官组织的3D可视化模型,对于深入认识植物生长机制、理解植物结构与功能关系、指导作物栽培、育种和生产等具有重要研究意义和应用前景。当前,建立植物组织3D可视化模型的主要方法是利用组织切片技术获... 详细信息

利用数字化技术构建植物单株及其器官组织的3D可视化模型,对于深入认识植物生长机制、理解植物结构与功能关系、指导作物栽培、育种和生产等具有重要研究意义和应用前景。当前,建立植物组织3D可视化模型的主要方法是利用组织切片技术获取序列切片图像,进而利用计算机三维重建技术逆向重构出植物组织的三维形态,其中序列图像配准是进行准确三维重建前提和基础。本文工作主要集中在以下几个方面：第一,以黄瓜茎和玉米根为例,研究植物样本及组织切片制备过程,获取高精度的显微图像,并系统分析了维管束组织切片图像的特征;第二,比较和分析了各类图像配准算法的优缺点,根据图像的灰度信息和结构特征,分别采用基于图像灰度的方法和基于图像结构特征的方法,有效地实现了不同类型的植物组织序列切片图像配准;第三,对图像配准结果进行评价,即通过减法滤波器和三维重建效果直观评价配准结果,并利用互相关系数等测度值对配准结果进行量化验证;第四,设计开发了植物组织切片图像的配准系统,基于图像配准和三维重建技术建立维管束的数字模型,验证本文方法和系统的有效性。本文研究的主要贡献和创新点在于1.针对植物组织切片图像特征,采用适合的图像配准方法实现序列植物组织切片图像配准,并首次利用图像配准和三维重建技术建立黄瓜茎和玉米根的数字模型。2.提出力矩主轴法与互信息法相结合的配准方法,实现具有灰度相似性的序列图像配准,在有效避免局部极值的同时,保证了较高的配准效率3.利用特征检测方法确定配准参数,再利用仿射变换进行配准,在一定程度上解决了结构差异显著的切片图像之间的配准问题。

关键词：图像配准力矩主轴互信息 Hough变换维管束

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多模态医学图像配准技术研究

中国医学物理学杂志 2013年第3期30卷 4125-4129页

作者：王远军周密查珊珊步蕊蕊上海理工大学医学影像工程研究所上海200093

目的:通过对CT和PET图像进行配准实验,得出CT和PET配准的最优插值搜索方法以及粗配准对二者配准结果的影响。方法:首先利用改进的力矩与主轴法对CT和PET图像进行粗配准,得到CT图像的平移量与旋转量。然后针对不同的插值和搜索方法实现... 详细信息

目的:通过对CT和PET图像进行配准实验,得出CT和PET配准的最优插值搜索方法以及粗配准对二者配准结果的影响。方法:首先利用改进的力矩与主轴法对CT和PET图像进行粗配准,得到CT图像的平移量与旋转量。然后针对不同的插值和搜索方法实现互信息配准,并将所得平移量与旋转量作为Powell优化初值进行实验,与使用默认值的Powell优化方法进行对比。结果:实验结果表明:使用双线性插值算法时,两实验的结果基本一致;采用部分体积插值法时,基于粗配准的Powell优化配准效果优于基于默认值的方法;而使用立方卷积插值法时二者配准效果差别不大,但基于粗配准的方法时间更短。结论:基于粗配准的Powell优化方法(部分体积插值与Brent搜索)有更好的配准速度及效果。

关键词：图像配准力矩主轴互信息插值搜索

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基于多属性轮廓提取的图像配准算法

工业技术创新 2016年第5期3卷 914-916页

作者：盛彬山西大同大学煤炭工程学院山西大同037003

图像配准算法改进有利于提高各大应用领域的图像精度。以人手部CT医学图像为研究对象,首次在像素灰度值的基础上融合了邻域均值和归一化邻域方差属性,实现了图像轮廓提取;并应用力矩主轴思想,计算了参考图像和浮动图像的质心、主轴与坐... 详细信息

图像配准算法改进有利于提高各大应用领域的图像精度。以人手部CT医学图像为研究对象,首次在像素灰度值的基础上融合了邻域均值和归一化邻域方差属性,实现了图像轮廓提取;并应用力矩主轴思想,计算了参考图像和浮动图像的质心、主轴与坐标轴的夹角;通过所得配准参数实现了图像配准。研究表明:多属性特征的引入有助于进一步改善轮廓提取精度;相比传统的Canny法,基于力矩主轴的图像配准算法误差降低了70%以上,表明了算法具有可行性。值得在医学图像等领域加以推广。

关键词：归一化邻域方差邻域均值图像分割图像配准力矩主轴 Canny法医学图像