收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

医学图像配准关键技术研究

许鸿奎  
【摘要】:医学图像配准是信息处理、计算机图像技术和现代医学等多学科交叉的研究课题,已经在临床诊断、治疗、术前规划等方面取得了广泛的应用。然而,实际应用表明,医学图像配准在配准精度、速度、自动化以及鲁棒性各方面仍面临诸多困难和挑战。为此,本文全面总结了医学图像配准的理论、方法,重点研究了图像配准过程的各关键技术及其存在的问题,或加以改进或提出新的方法,取得了良好的效果。主要内容包括: (1)针对脑部图像配准中自动提取标记点的方法如基于区域相似性或基于距离图的方法所存在的缺点,提出一种基于形状匹配的自动选取标记点的方法。该方法首先使用种子填充法、边界跟踪法或区域分隔法在浮动图像和参考图像上分别提取脑壳、脑脊液和提取脑白质的边界曲线;然后使用形状上下文在两图像的脑壳和脑脊液边界曲线上选取在形状上具有一一对应关系的点作为标记点。鉴于脑白质边界曲线的形状复杂性,又对形状上下文算法进一步改进,使用小波变换模极值点代替均匀采样点,得到的标记点更具几何意义。基于B-样条插值的配准实验证明,本方法选取的标记点反映了图像的几何特征,在图像上的分布合理、数目合适,能准确地反映两幅图像之间不规则的局部差异。 (2)针对基于光流场模型的配准方法不能用于多模态图像之间的配准这一缺点,提出了一种使用精确直方图规定化进行模态变换的方法,同时对基于光流场模型的配准方法进行改进,使得当待配准的两图像差异较大时也能取得满意的配准效果。首先运用上述基于形状匹配的方法自动选取能反映图像结构的标记点,然后使用标记点为光流场构造一种附加的外力,以获得更理想的配准参数。 (3)针对非参数图像配准,提出了将分层策略与特征约束相结合的方法来同时提高配准精度和配准速度。在目标函数中融入由图像的局部结构信息构造的特征约束,提高了配准精度;在多层策略下运用特征约束,粗层上的优化结果作为细层的初始值,可以防止参数搜索陷入局部极值;同时,在细层上采用传统的优化方法而不必强求使用费时的智能优化算法就可以搜索到准确的配准参数,提高了配准速度。 (4)针对以互信息为相似性测度的多模态医学图像非刚性配准中传统优化方法易于陷入局部极值的缺点,研究了粒子群算法在图像配准的应用。粒子群智能优化方法作为搜索策略,降低了对图像预处理的要求,进一步提高了基于互信息的非刚性配准的鲁棒性。为了克服粒子群算法受初始值选取等因素的影响易陷于局部最优的缺点,使用LBFGS(Limited-memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)优化得到的结果构造初始粒子群,并采用多目标优化方法与交叉变异相结合的策略,使得算法在解空间搜索的遍历性得到改善,优化结果更接近全局最优。 另外,攻读博士学位期间,还参与了导师的关于非平稳信号压缩的课题,并做了一些具体工作,提出了利用压缩传感对非平稳信号进行压缩的方法。该方法通过构造适于压缩传感技术的稀疏基,大大减少了非平稳信号的采样点数,完成了数据的压缩;使用正交匹配追踪方法重构的信号在时域、频域和时频域上和原信号比较误差较小。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 秦中元;牟轩沁;;基于投影近似不变性的3D-2D医学图像配准[J];计算机工程;2006年17期
2 康晓东;孙越恒;乔清理;于瑞国;李昌青;;一种基于小波与概率估计的医学图像配准方法[J];计算机科学;2009年09期
3 柯杉;王博亮;黄晓阳;;一种改进的SIFT算法及其在医学图像配准中的应用[J];厦门大学学报(自然科学版);2010年03期
4 王海南;郝重阳;;模糊互信息配准准则的理论和实验分析[J];计算机工程与应用;2006年19期
5 裘意娜;李均利;金林鹏;;基于概率和引力优化模型的医学图像配准[J];中国生物医学工程学报;2010年03期
6 李靖宇;穆伟斌;沈焕泉;;医学图像配准的优化算法改进研究[J];微型机与应用;2010年08期
7 曹国刚;罗立民;;基于互信息和薄板样条的医学图像弹性配准方法研究[J];中国医疗器械杂志;2009年01期
8 陈芳;张建秋;胡波;;自适应指数加权互信息配准医学图像的测度及相应算法[J];生物医学工程学进展;2008年03期
9 彭文;童若锋;钱归平;董金祥;;基于轮廓与特征点的医学图像弹性配准方法[J];中国图象图形学报;2008年09期
10 李可;刘常春;李同磊;;一种改进的最大互信息医学图像配准算法[J];山东大学学报(工学版);2006年02期
11 周友兵;;基于归一化互信息的CT-MRI脑图像配准[J];现代电子技术;2007年08期
12 张季;杨亚平;;Matlab在医学图像处理中的应用[J];医学信息;2008年07期
13 罗芬木;;一种简单的医学图像刚体配准方法[J];计算机技术与发展;2009年04期
14 隋美蓉;胡俊峰;唐鹤云;巩萍;;医学图像配准方法及其应用[J];临床医学工程;2009年05期
15 隋美蓉;胡俊峰;时梅林;赵杰;;MATLAB在医学图像配准中的应用[J];生物医学工程与临床;2009年06期
16 徐建;秦安;孟晓林;陈武凡;冯前进;;基于CUDA的2D、3D刚性配准方法[J];中国医学物理学杂志;2010年02期
17 宋国兴;魏军;李金屏;;医学图像粗匹配的主轴质心法[J];济南大学学报(自然科学版);2007年04期
18 朱齐亮;杜俊俐;樊要玲;;基于互信息的医学图像配准中的优化算法[J];科技信息(科学教研);2007年32期
19 吴小丹;奚日辉;宋玲玲;;基于梯度互信息的CT/PET图像分步配准[J];微计算机信息;2008年09期
20 宋维杰;朱冰莲;周素杰;;改进遗传算法的医学图像配准[J];计算机应用;2008年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭台哲;靳玉贞;;基于GSNI测度的多模态医学图像配准[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
2 汪善义;马煜;汪源源;;结合SIFT和边缘点集匹配的医学图像配准[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
3 丛日娟;李均利;侯艳芹;陈北京;;窗宽窗位对基于互信息的医学图像配准方法的影响[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
4 孙洪福;赵增军;李宝生;白曈;巩合义;张自成;伊艳;;SPECT肺灌注显像与CT图像异机配准方法的研究[A];中华医学会放射肿瘤治疗学分会六届二次暨中国抗癌协会肿瘤放疗专业委员会二届二次学术会议论文集[C];2009年
5 苏瑜;苏敏;刘丽;;DIRECT算法在医学图像配准中的应用[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
6 李树涛;邓晟初;李黎明;孙凤梅;;基于曲波变换与互信息的MR图像配准[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(上册)[C];2007年
7 孙洪福;白曈;李宝生;陈进琥;王中堂;伊艳;黄伟;;SPECT肺灌注显像在非小细肺癌调强放疗计划优化中的价值[A];中华医学会放射肿瘤治疗学分会六届二次暨中国抗癌协会肿瘤放疗专业委员会二届二次学术会议论文集[C];2009年
8 邵玲玲;邬锐;黄炎;;多普勒天气雷达产品一中气旋在强风预报中的应用研究[A];首届长三角气象科技论坛论文集[C];2004年
9 李改肖;刘雁春;崔高嵩;刘颖;何桂敏;;海图深度基准面的确定及算法研究[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
10 庞兴豪;任国春;徐以涛;邱炜;;一种新型功放自适应预失真器设计[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许鸿奎;医学图像配准关键技术研究[D];山东大学;2011年
2 李登旺;医学图像配准和分割技术研究及在图像引导放射治疗系统中的应用[D];山东大学;2011年
3 王海南;基于互信息的多模医学图像配准方法研究[D];西北工业大学;2006年
4 栾红霞;基于定量定性互信息的医学图像配准[D];上海交通大学;2007年
5 陈明;三维医学图像刚性配准新算法研究[D];中国人民解放军第一军医大学;2003年
6 何元烈;多模医学图像配准与融合技术及医学智能辅助诊断系统研究[D];华南理工大学;2006年
7 李晖;多分辨率医学图像配准技术及自适应图像插值技术的研究[D];山东大学;2009年
8 唐煜;均匀设计的组合性质及其构作[D];苏州大学;2005年
9 胡顺波;凹函数类测度和医学图像配准技术研究[D];山东大学;2008年
10 余金华;电阻层析成像技术应用研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李磊;医学图像配准的研究及应用[D];吉林大学;2011年
2 姚丽莎;多模医学图像配准与融合的研究与实现[D];安徽大学;2011年
3 王翠;基于多特征和人工免疫优化算法的医学图像配准方法研究[D];东北大学;2009年
4 何益平;医学图像配准平台及结合灰度与几何信息的新配准测度[D];上海交通大学;2012年
5 杨慧;融合特征和多尺度信息的医学图像配准[D];东北石油大学;2012年
6 王丽;医学图像配准技术应用研究[D];山东大学;2012年
7 李鸿鹏;多模医学图像配准及融合方法研究[D];吉林大学;2011年
8 裘意娜;医学图像配准和融合的若干研究[D];宁波大学;2011年
9 孙滕;多模态医学图像配准研究与实现[D];兰州交通大学;2011年
10 田婕妤;基于并行计算的医学图像配准融合技术研究[D];天津科技大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 PALADIN;算法演义[N];电脑报;2003年
2 PALADIN;算法中的NP问题[N];电脑报;2003年
3 ;机器人激活算法和程序设计教学[N];中国电脑教育报;2004年
4 记者 雷敏 张旭东 刘铮;我国人均GDP仍在世界100位之后[N];新华每日电讯;2005年
5 H Q;改善照片VCD的制作效果[N];电脑报;2003年
6 记者 侯建华;会计所算了经济账又算法律账[N];重庆商报;2001年
7 汪蔚;用算法改变世界[N];中国计算机报;2008年
8 南京 朱罕非;一种实用单片机多字节除法的算法[N];电子报;2004年
9 胡英;高安全行业应考虑SSL VPN算法[N];计算机世界;2007年
10 复旦大学国际政治系博士 沈逸;谷歌的权力与生意[N];东方早报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978