图像配准

摘要： 背景:随着现代工业、现代国防以及现代医疗康复产业的发展,仿生设计与制造技术蓬勃兴起,该技术常以各类生物体及其组织为研究对象,模仿其几何外形、力学性能等指标,进而得以逆向设计与制造各类人工合成产品,其中几何外形特别是曲面建模技术的有效仿生是其中的关键一环。目的:以人体膝关节为例探讨曲面建模实践应用技术,建立人体膝关节几何解剖数字化模型,为膝关节生物力学特性的研究提供支持,同时为仿生设计的复杂曲面建模提供了一种有效的教学与研究模式。方法:利用膝关节CT扫描图像和MRI图像,通过医学影像处理技术分别获取骨组织及软组织轮廓的点云数据及其逼近曲线,并分别重建骨组织及软组织的膝关节实体模型。最后基于三维图像配准技术,将各软组织组装配于骨组织实体模型上,形成整体膝关节三维模型。结果与结论:通过3D医学影像技术构建了同时包含各骨组织和韧带、半月板、肌腱等主要软组织在内的膝关节复杂几何曲面解剖数字化模型。

摘要： 背景:对膝关节各组织的运动过程、运动数据、运动机制的研究,有助于根据其运动特性及生物力学特征,设计、改进膝关节假体,改善膝关节运动功能,以及避免运动损伤、提高运动成绩和延长运动寿命.膝关节的运动数据是研究其力学特性的基础.目的:根据膝关节的三维几何模型,求解膝关节在不同屈曲角度时胫股关节、髌股关节的运动数据,为机器人等空间复杂机构的运动分析、人工假体的力学分析及其设计提供新的研究途径和参考方法.方法:首先,采用CT数据得到人体静态下屈曲0-120°范围膝关节典型相位的三维点云;其次,提出将三维图像配准和坐标变换相结合的方法以精确分析膝关节的相对运动.将不同屈曲位的膝关节各部分如股骨、胫骨、髌骨三维图像及其坐标放在同一坐标系下,分别建立膝关节各骨组织的正交坐标系,通过绕运动坐标系的Z-Y-X欧拉角方法进行坐标变换来研究膝关节的运动.结果 与结论:①分别得到了膝关节屈曲0-120°范围内的胫股关节、髌股关节在5个自由度下的运动数据,为膝关节的力学特性及假体设计的研究提供支撑,适用于机构学中复杂运动形态运动副的运动分析;②该研究所提出的方法基于多静态离散医学影像进行人体运动的测量和分析,既能够利用既有的CT扫描设备和现有软件,设备成本低、方法简单易学;同时获得较高的测量精度,其精度误差小于1 mm.

摘要： 提出了一种在GPS拒止条件下使用视觉词袋辅助航空景象匹配导航的方法。在景象匹配导航任务中,基准地图比空中探测的图像具有更大的覆盖范围,当基准地图有大量相似或重复纹理特征出现时,仅依靠特征匹配难以得出正确的对应关系。首先对基准卫星影像地图进行区块划片,并利用视觉词袋技术对每一片区块进行编码,利用统计特性计算局部区块特征矢量,即区块特征直方图;然后,对空中探测图像使用同一词袋进行编码,用于从大量候选区块中筛选出初始对应区块;最后,使用尺度不变特征进行精配准并计算飞行器相对位置。实验使用了直升机拍摄的空中影像与高清卫星影像中提取的基准地图进行实验分析,并与先进技术进行比较,结果表明该方法具有良好的匹配可靠性和配准精度,能够在GPS拒止条件下为基于景象匹配的航空飞行器定位需求提供支持。

摘要： 本文提出一种使用双层平板探测器单次曝光获取X射线双能图像,并实现双能减影的成像检测方法。介绍了单层平板、双层平板探测器结构以及双层平板探测成像系统工作原理。仿真分析不同、相同管电压在不同滤过下X射线的能谱变化,进一步通过试验分别探究使用kVp切换,双层平板方案时胸部体模双能成像特性。研究发现kVp切换、双层平板方案采集的双能图像皆可表征人体软组织、骨骼对低能、高能射线的衰减差异,双能平板方案较kVp切换还具有无运动伪影,剂量较低的优势。提出了一种适用于双层平板的双能图像配准方案,配准后的低、高能图像经双能减影后得到骨骼增强、骨骼抑制图像。试验结果表明双层平板获取的双能减影图像可提升医生诊断时的视觉效果,减影图像对比度优于kVp切换方案。

摘要： 为解决图像配准中因旋转变换,尺度缩放,光照变化,相机抖动,气流变化以及压缩等影响成像质量,而导致特征点检测数目不足的问题,本文提出了基于组合模型的图像配准方法.该方法采用KAZE与SURF算子联合检测局部区域中线性与非线性特征点;同时为了提高计算效率,采用二进制向量描述符表征特征点,并使用汉明距离计算特征点之间的匹配距离,有效地提高匹配效率;最后,利用随机一致性算法(RANSAC)进一步消除异常点,并根据内点之间的对应关系来计算几何变换模型.实验结果表明:本文有效地解决了因特征点数目不足配准失效的问题,多幅图像的配准实验结果说明了本文方法具有更好的稳定性与鲁棒性,同时运行效率最快.

摘要： 目的采用无监督方式基于多级串联深度卷积神经网络(CNN)建立大形变图像配准网络(LDIRnet)模型,评估其配准脑部MRI及肺部CT图像的性能。方法串联多个结构相同而参数不同的深度CNN,以端到端方式学习待配准图像之间的多个小形变场;再通过叠加小形变场计算待配准图像之间的大形变场,实现大形变图像配准。结果配准3D脑部MRI时,三级LDIRnet(Three-LDIRnet)配准性能最佳,Dice系数为0.793±0.104,其次为两级LDIRnet(Two-LDIRnet)及ANT,VoxelMorph最差;配准肺部4D CT图像时,总体配准性能以mlVIRNET最佳,平均配准误差为(1.84±1.39)mm,其次为Three-LDIRnet、DLIR及Two-LDIRnet,VoxelMorph模型误差最大。结论多级串联配准网络模型有助于提高配准大形变图像的精度。

摘要： 采用改进后的图像相关度计算方法,在精确配准干扰前后图像的基础上,以像素为单位计算图像相关度,根据人眼识别效果在评估前确定干扰阈值,计算图像有效干扰像元统计值,定量描述激光干扰效果;开展多波段激光干扰成像系统试验,采集不同干扰功率下的激光干扰图像,评估干扰效果。结果表明,该方法能精确识别图像局部变化,客观反映图像质量变化,对各波段不同功率下的激光干扰成像图像给出科学评估结果,对单对图像的处理速度优于s级,具有一定的工程应用价值。

摘要： 为了消除被测件与测温仪器相对位移对光热反射成像测温结果的影响,研究了亚像素量级的图像配准算法,配合以基于压电陶瓷的三轴纳米位移台,实现了对位移的实时修正。采用傅里叶变换、频域卷积及sinc函数近似等方法完成了能够实现亚像素级图像配准的算法,实时计算被测件与测温仪器的相对位移;搭建了一套光热反射成像测温实验装置,采用了三轴压电平台实时调节被测件的位置;试验结果显示,当被测件温度从20°C升高至50°C时,被测件在水平方向上发生了明显的位移,采用实验装置能有效修正该位置偏移。对典型的GaN HEMTs器件进行了测试,测试结果与国外检测机构的结果基本一致,证明了图像配准方法的有效性。

摘要： 针对高分三号(GF-3)卫星影像干涉形变提取较弱的问题,利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术,提出“基于影像几何与内容特征的配准”和“多尺度相位滤波方法”对2景GF-3卫星影像进行了地表形变提取。首先,将影像从像元级粗配准提高到精配准,使影像在方位向和距离向上配准精度达到0.1像素;然后,为消除由时空基线引起相位噪声,利用多尺度相位滤波对差分干涉图进行滤波处理,保证后续相位解缠的成功;最后,设置0.3的相干性掩膜阈值与0.10~0.15的相位解缠阈值,采用最小费用流相位解缠方法,在保证相位解缠精度的同时减少相位跳变。结果表明:研究区域城区地表形变较为均匀,周边山区出现形变漏斗与其所在区域矿区开采有关。文章提出的方法能提高GF-3卫星的地表形变监测能力,可为国家防灾减灾领域提供数据支撑和信息服务。

摘要： 目的:探究一种通用型辅助配准装置在具有严重金属伪影的配准工况下,辅助种植虚拟规划前CBCT与光学扫描数据配准的精度。方法:选择22例接受数字化种植导板技术的牙列缺损患者纳入试验。试验组(11例)为口内含有金属修复体的患者,通过辅助配准装置完成CBCT与光学扫描数据的配准;对照组(11例)为口内不含金属制品的患者,通过匹配牙列特征完成CBCT与光学扫描数据的配准。各组配准完成后,分别对配准结果进行偏差分析,并记录参考模块偏差的标准偏差(SD)、均方根值(RMS)、平均偏差(±AVG)。采用SPSS 25.0软件对相关数据进行统计学分析。结果:试验组与对照组参考模块偏差的SD、RMS、+AVG、-AVG值分别为(0.16±0.04)mm、(0.17±0.03)mm、(0.14±0.04)mm、(0.15±0.04)mm和(0.14±0.03)mm、(0.16±0.02)mm、(0.13±0.03)mm、(0.13±0.04)mm。两组参考模块的配准偏差间差异无统计学意义(P>0.05)。结论:严重金属伪影的配准工况下,使用辅助配准装置可以获得较为理想的配准精度。

摘要： 针对尺度不变特征(SIFT)算法应用于SAR图像配准时受斑点噪声影响,出现误匹配的现象,提出一种改进SIFT方法.首先提取图像的SIFT特征,然后基于指数加权均值比(ROEWA)计算图像的边缘强度图,并基于边缘强度图约束部分SIFT特征点,去除部分不稳定SIFT特征点进行粗匹配;再基于图像局部自相似(LSS)描述子的相关性剔除粗匹配中错误的匹配点对,根据图像的仿射变换模型获取变换模型参数.实验结果表明,该方法能提高提取的SIFT特征点的稳定性和配准精度.

摘要： 目的：通过分析千伏级锥形束CT(KV-CBCT)引导前列腺癌调强放疗的数据,为选择合理的图像配准方法和适宜的外放边界提供临床依据. 方法：针对16例接受根治性调强放疗的前列腺癌患者,共行CBCT在线校正治疗体位214次.采用常规皮肤标记激光对位后采集图像,将所获得CBCT图像与计划CT图像进行默认自动配准、骨性配准、软组织配准及手动靶区配准.比较四种配准方式之间的差异,并计算由临床靶体积(CTV)外放产生计划靶体积(PTV)的间距. 结果：16例患者四种配准方式在X(左右)、Y(前后)、Z(上下)三个方向的平移摆位误差分别为-0.6±2.8、-0.6±4.5、-0.6±3.8;-0.7±2.7、-0.9±4.5、-0.8±4.1;-0.8±2.6、-0.3±4.4、-1.1±4.0;-0.6±2.9、-0.7±5.1、-0.9±3.9.经分析四种配准方式之间没有统计学差异.PTV在X(左右)、Y(前后)、Z(上下)三个方向的外放间距分别为4.7、5.2、6.5mm. 结论：综合各种因素考虑,应用在线默认自动配准+手动微调CBCT引导放疗技术治疗前列腺癌患者更为合适.计算出PTV安全外放边界在X(左右)、Y(前后)、Z(上下)方向分别为4.7、5.2、6.5mm.

摘要： 太赫兹全息成像能够定量的获取样品的振幅和相位信息,可广泛应用于无损检测、生物医学和质量控制等领域.目前,由于面阵相机的像素尺寸过大,会导致全息图采样率不足,限制太赫兹全息成像系统的分辨率.通过亚像素微位移技术使相机移动到不同位置并采集低分辨率全息图,然后通过图像配准和融合将多幅低分辨全息图合成一幅高分辨率全息图,等效于降低了相机的像素尺寸,提高了全息图采样率,从而突破像素尺寸对提高分辨率的限制.在使用中心波长118.8μm太赫兹光源和像素尺寸100μm热释电相机的实验系统中,全息成像系统的分辨率超过了150μm(1.26λ).在目前已公开发表的文献中,这是在该频率下达到的最高空间分辨率.

摘要： 介绍了雷达图像和光学图像进行匹配配准的目、意义以及研究现状,然后根据图像特征,提出了基于最小覆盖圆法和主成分分析法的匹配算法,随后对算法进行了介绍,并通过仿真实验验证了该算法的有效性,结果表明,提出的算法能够对雷达图像和光学图像进行自动配准融合,具有广泛的应用前景.

摘要： 本文对低空无人飞艇热红外遥感系统拍摄的连续、小幅可见光和热红外影像进行了自动拼接和配准研究.结果表明:与人工拼接和配准相比,该方法能够有效消除可见光和热红外影像的"进云"现象和拼接缝隙,减少因拍摄角度和高差引起的图像畸变;两种影像配准效果较好,同名点均方根误差低于5个像素点.

摘要： 本文对低空无人飞艇热红外遥感系统拍摄的连续、小幅可见光和热红外影像进行了自动拼接和配准研究.结果表明:与人工拼接和配准相比,该方法能够有效消除可见光和热红外影像的"进云"现象和拼接缝隙,减少因拍摄角度和高差引起的图像畸变;两种影像配准效果较好,同名点均方根误差低于5个像素点.

摘要： 本文对低空无人飞艇热红外遥感系统拍摄的连续、小幅可见光和热红外影像进行了自动拼接和配准研究.结果表明:与人工拼接和配准相比,该方法能够有效消除可见光和热红外影像的"进云"现象和拼接缝隙,减少因拍摄角度和高差引起的图像畸变;两种影像配准效果较好,同名点均方根误差低于5个像素点.

摘要： 本文对低空无人飞艇热红外遥感系统拍摄的连续、小幅可见光和热红外影像进行了自动拼接和配准研究.结果表明:与人工拼接和配准相比,该方法能够有效消除可见光和热红外影像的"进云"现象和拼接缝隙,减少因拍摄角度和高差引起的图像畸变;两种影像配准效果较好,同名点均方根误差低于5个像素点.

摘要： 无人机影像配准是无人杌影像拼接中最关键的技术问题.首先介绍了SIFT和SURF两种无人机影像配准常用算法,并进行了比较,然后选取无人机岩鹰UX-1000对某矿区的航拍影像基于Matlab进行实验,对两种算法配准的速度和精度进行分析研究.实验表明,两种算法在无人机影像配准过程中都可以抑制和抵消一定的干扰,但SIFT算法的速度更优,适合用于对精度要求高的工程;SURF算法的速度更优,适合用于对速度要求高的工程.

摘要： 无人机影像配准是无人杌影像拼接中最关键的技术问题.首先介绍了SIFT和SURF两种无人机影像配准常用算法,并进行了比较,然后选取无人机岩鹰UX-1000对某矿区的航拍影像基于Matlab进行实验,对两种算法配准的速度和精度进行分析研究.实验表明,两种算法在无人机影像配准过程中都可以抑制和抵消一定的干扰,但SIFT算法的速度更优,适合用于对精度要求高的工程;SURF算法的速度更优,适合用于对速度要求高的工程.

摘要： 本申请提供了一种肺部图像配准方法和肺部图像配准装置，用于配准呼气相肺部图像序列和吸气相肺部图像序列。该肺部图像配准方法包括：基于呼气相肺部图像序列确定呼气相肺叶分割数据和呼气相肺段分割数据；基于吸气相肺部图像序列确定吸气相肺叶分割数据和吸气相肺段分割数据；基于所述呼气相肺叶分割数据、所述呼气相肺段分割数据、所述吸气相肺叶分割数据和所述吸气相肺段分割数据，配准所述呼气相肺部图像序列和所述吸气相肺部图像序列。该方法通过分割的更精准的肺叶分割数据和肺段分割数据，利用肺叶和每个肺段的空间映射关系，精准地配准呼气相肺部图像序列和吸气相肺部图像序列，从而精准确定病灶位置，降低后续穿刺手术失败的概率。

摘要： 本申请涉及一种图像配准模型的训练方法、图像配准方法和计算机设备。图像配准模型的训练方法包括：获取n个训练样本图像；n≥3；将n个训练样本图像输入初始图像配准网络进行循环两两图像配准，得到n个变形场；根据第n个变形场和第n个变形场对应的训练样本图像计算图像配准损失，以及根据n个变形场计算信息约束损失；根据图像配准损失和信息约束损失计算网络损失，利用网络损失对初始图像配准网络进行训练；当网络损失达到满足预设条件时，初始图像配准网络训练完成，得到图像配准模型。该方法中，除考虑图像配准时的配准损失，还考虑了各变形场之间的形变联系，由此提高得到的变形场的准确性，也使得变形场具有形变一致性。

摘要： 本申请涉及一种图像配准模型的训练方法、图像配准方法和计算机设备。图像配准模型的训练方法包括：获取第一训练样本图像和第二训练样本图像；将第一训练样本图像和第二训练样本图像输入初始图像配准网络进行相互图像配准，得到第一变形场和第二变形场；根据第二变形场、第一训练样本图像以及第二训练样本图像计算图像配准损失，以及根据第一变形场和第二变形场计算逆一致性损失；根据图像配准损失和逆一致性损失计算网络损失，利用网络损失对初始图像配准网络进行训练；当网络损失满足预设条件时，初始图像配准网络训练完成，得到图像配准模型。该方法保证了图像配准模型的精度，同时使得根据图像配准模型得到的变形场可逆。

摘要： 本公开是关于图像配准方法，包括：通过采集设备在n个位姿下进行拍摄，得到n张X光图像；确定n张X光图像中每张X光图像，分别相对于n张X光图像中参考图像的n个空间关系；根据待定转换关系和n个空间关系，确定n个中间转换关系；通过n个中间转换关系分别对CT图像进行转换以得到n张DRR；确定n张DRR与n张X光图像的目标相似性函数；通过优化算法调整待定转换关系，直至目标相似性函数达到最大值；输出调整后的待定转换关系。根据本公开，相对于相关技术中的配准方式，无创，并且将n个空间关系作为约束条件，有利于确保输出的待定转换关系更为合理，确保根据输出的待定转换关系对CT图像进行转换得到的DRR图像，可以与X光图像准确配准。

摘要： 本发明实施例提供了一种眼底图像配准模型训练方法、眼底图像配准方法和装置。所述眼底图像配准模型训练方法包括将原始眼底图像输入第一待训练模型中，获取所述第一待训练模型输出的第一模型配准参数；对所述第一模型配准参数进行扰动，生成扰动配准参数；根据所述第一模型配准参数以及所述扰动配准参数，确定针对所述第一待训练模型的奖励值；根据所述奖励值，调整所述第一待训练模型中的模型参数，直至所述奖励值满足第一预设条件时，将所述第一待训练模型作为眼底图像配准模型。从而得到可以输出眼底图像配准参数，对眼底图像进行配准的模型，且具有较好的准确率。

摘要： 本发明涉及基于红外图像和可见光图像配准的舌诊成像系统及图像配准方法，包括红外成像组件、可见光成像组件和主控组件。红外成像组件；和可见光成像组件，具有可见光组件调节机构，可见光成像仪，其可由可见光组件调节机构驱动调整位置；以及主控组件，具有调节机构控制模块，连接控制红外组件调节机构、可见光组件调节机构的姿态，图像配准模块，对红外成像组件获取的红外图像、可见光成像组件获取的可见光图像进行配准，形成配准图像。基于红外图像和可见光图像配准的舌诊成像系统便于携带，性价比高，能够进行自动定位对患者舌头的红外图像和可见光图像进行拍摄并进行配准，适用于各种舌诊成像场合，对于目前的舌诊成像诊断行业是个很好的补充。

摘要： 本发明公开了一种图像配准模型的训练方法、图像配准方法、设备及介质，所述训练方法包括：获取待配准训练图像和与待配准训练图像对应的参考训练图像；将待配准训练图像和对应的参考训练图像输入待训练的图像配准模型，输出与待配准训练图像对应的第一训练变形场和与对应的参考训练图像对应的第二训练变形场；计算待配准训练图像经第一训练变形场配准后得到的图像与对应的参考训练图像经第二训练变形场配准后得到的图像之间的第一损失；根据第一损失训练图像配准模型。本申请将输入的每对图像同时配准到中间的某种状态，输出两个变形场并合并为总变形场，变相减少待配准图像之间的形变大小，降低形变较大图像之间的配准难度，提高配准准确度。

摘要： 本申请公开了一种图像配准方法、图像配准装置和计算机可读存储介质，该方法包括：采用预先训练完的特征提取网络分别对基准图像与待配准图像进行提取处理，得到第一特征图集与第二特征图集；基于第一配准特征图与第二配准特征图，对待配准图像与基准图像进行配准处理，得到映射图像，第一配准特征图为第一特征图集中的一个第一特征图，第二配准特征图为第二特征图集中的一个第二特征图；采用特征提取网络对映射图像进行提取处理，得到第三特征图集；基于第一特征图集与第三特征图集，对基准图像与映射图像进行配准处理，得到匹配结果。通过上述方式，本申请能够提升配准的准确度，且无需训练网络。

摘要： 本公开是关于图像配准方法，包括：通过采集设备在n个位姿下进行拍摄，得到n张X光图像；确定n张X光图像中每张X光图像，分别相对于n张X光图像中参考图像的n个空间关系；根据待定转换关系和n个空间关系，确定n个中间转换关系；通过n个中间转换关系分别对CT图像进行转换以得到n张DRR；确定n张DRR与n张X光图像的目标相似性函数；通过优化算法调整待定转换关系，直至目标相似性函数达到最大值；输出调整后的待定转换关系。根据本公开，相对于相关技术中的配准方式，无创，并且将n个空间关系作为约束条件，有利于确保输出的待定转换关系更为合理，确保根据输出的待定转换关系对CT图像进行转换得到的DRR图像，可以与X光图像准确配准。

摘要： 本申请涉及一种图像配准网络模型的训练方法、图像配准方法及设备，训练方法包括获取训练样本集中的多个第一图像对；对每个第一图像对中的两张医学图像进行处理，得到每个第一图像对对应的一组训练样本；将每组训练样本输入图像配准网络模型中进行配准，得到多个形变场；基于多个形变场计算每个训练样本中的形变场复合自约束条件和配准损失；基于形变场复合自约束条件和配准损失计算每组训练样本的网络损失；利用网络损失调整图像配准网络模型的参数；重复执行输入训练样本、计算网络损失和调整参数的步骤，直到网络损失达到预设收敛条件时，对图像配准网络模型训练结束，得到训练好的图像配准网络模型。本申请具有为了提高配准精度的效果。