基于平衡系数的Active Demons非刚性配准算法

被引：8

作者：

薛鹏

杨佩

曹祝楼

贾大宇

董恩清

机构：

[1] 山东大学(威海)机电与信息工程学院

来源：

自动化学报 | 2016年 / 42卷 / 09期

基金：

高等学校博士学科点专项科研基金;

关键词：

非刚性配准; Active demons算法; 光流场图像配准; 驱动力; 多分辨率策略;

D O I：

10.16383/j.aas.2016.c150186

中图分类号：

TP391.41 [];

学科分类号：

080203 ;

摘要：

经典的Active demons算法利用参考图像和浮动图像的梯度信息作为驱动力,并使用均化系数调节两种驱动力之间的强度.该算法克服了Demons算法单一使用参考图像的梯度信息作为驱动力的缺点,但是Active demons算法中的均化系数无法同时兼顾大形变和小形变区域的准确配准,还会导致配准的收敛速度和精确度相互制约的问题.为此,本文提出一种新的Active demons非刚性配准算法.提出的算法在Active demons扩散方程中引入一个称为平衡系数的新参数,与均化系数联合调整驱动力,不仅可以兼顾图像中同时具有的大形变和小形变区域的准确配准,而且在一定程度上缓和了收敛速度和精确度相互制约的问题.为了进一步提高配准的收敛速度和精确度,避免陷入局部极值,在新的配准算法的实现中引入由粗到细的多分辨率策略.在Checkboard测试图像、自然图像和医学图像上的实验结果表明,提出的算法较经典的Active demons算法收敛速度更快,配准精度平均提高了54.28%,接近最新的TV-L1光流场图像配准算法的配准精度,解决了Active demons算法存在的问题.

引用

页码：1389 / 1400

页数：12

共 12 条

[1]

Demons非刚性配准算法拓扑保持性的研究[J]. 林相波,邱天爽,阮素,NICOLIER Frédéric. 自动化学报. 2010(01)

[2] 基于改进Demons算法的乳腺X线摄片非刚性配准 [J].

徐胜舟 ;

宋恩民 ;

许向阳 .

中国图象图形学报, 2009, 14 (12) :2566-2571

[3] Active Demons可变形图像配准算法研究 [J].

林相波 ;

邱天爽 ;

Frdric Nicolier .

中国生物医学工程学报, 2008, (04) :636-640

[4]

Accurate inverse-consistent symmetric optical flow for 4D CT lung registration[J] . Zhulou Cao,Enqing Dong,Qiang Zheng,Wenyan Sun,Zhenzhi Li. Biomedical Signal Processing and Control . 2016

[5] Deformable image registration with local rigidity constraints for cone-beam CT-guided spine surgery [J].

Reaungamornrat, S. ;

Wang, A. S. ;

Uneri, A. ;

Otake, Y. ;

Khanna, A. J. ;

Siewerdsen, J. H. .

PHYSICS IN MEDICINE AND BIOLOGY, 2014, 59 (14) :3761-3787

[6]

LCC-Demons: A robust and accurate symmetric diffeomorphic registration algorithm[J] . M. Lorenzi,N. Ayache,G.B. Frisoni,X. Pennec. Neuroimage . 2013

[7]

Diffeomorphic demons: Efficient non-parametric image registration[J] . Tom Vercauteren,Xavier Pennec,Aymeric Perchant,Nicholas Ayache. Neuroimage . 2008 (1)

[8]

Symmetric image registration[J] . Medical Image Analysis . 2005 (3)

[9] A survey of hierarchical non-linear medical image registration [J].

Lester, H ;

Arridge, SR .

PATTERN RECOGNITION, 1999, 32 (01) :129-149

[10]

Image matching as a diffusion process: an analogy with Maxwell's demons[J] . J.-P. Thirion. Medical Image Analysis . 1998 (3)

← 1 2 →