基于自适应分数阶的医学图像非刚性配准

发布时间：2021-04-03 05:54

　　现有的医学图像配准算法对于灰度均匀、弱边缘以及弱纹理图像易陷入局部最优从而导致配准精度低下、收敛速度缓慢.分数阶主动Demons （Fractional active Demons, FAD）算法是解决该问题的有效方法,并且适用于图像的非刚性配准.但FAD中的最佳分数阶阶次是人工交互选取,并且对整幅图像都是固定不变的.为了解决该问题,提出一种阶次自适应的主动Demons算法并将其应用到医学图像的非刚性配准中.算法首先根据图像的局部特征建立分数阶阶次自适应的数学模型,并逐像素计算最优阶次,基于该阶次构造Riemann-Liouvill （R-L）分数阶微分动态模板;然后将自适应R-L分数阶微分引入到Active Demons算法,在一定程度上缓解了图像配准在弱边缘和弱纹理区域易陷入局部最优问题,从而提高了配准精度.通过在两个医学图像库上进行实验验证,实验结果表明该方法可以处理灰度均匀、弱纹理和弱边缘的医学图像非刚性配准,配准精度得到较大提升. 

【文章来源】：自动化学报. 2020,46(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多分辨率和自适应分数阶的Active Demons算法[J]. 张桂梅,郭黎娟,熊邦书,储珺.  计算机研究与发展. 2018(12)
[2]基于微分同胚Demons形变配准算法获取肺通气图[J]. 路玉昆,巩贯忠,虞刚,李登旺,尹勇.  中国医学物理学杂志. 2017(07)
[3]一种新的基于自适应分数阶的活动轮廓模型[J]. 张桂梅,徐继元,刘建新.  计算机研究与发展. 2017(05)
[4]基于分数阶梯度驱动的主动Demons算法研究[J]. 张桂梅,曹红洋,陈阳泉,刘建新.  电子学报. 2016(12)
[5]基于平衡系数的Active Demons非刚性配准算法[J]. 薛鹏,杨佩,曹祝楼,贾大宇,董恩清.  自动化学报. 2016(09)
[6]大形变微分同胚图像配准快速算法[J]. 闫德勤,刘彩凤,刘胜蓝,刘德山.  自动化学报. 2015(08)
[7]基于Demons算法的多模态医学图像非刚性配准研究[J]. 郝培博,陈震,江少锋,汪洋.  生物医学工程学杂志. 2014(01)
[8]医学图像配准技术[J]. 申艳平.  中国医学物理学杂志. 2013(01)



本文编号：3116743