当前位置:主页 > 医学论文 > 特种医学论文 >

加入迭代因子的层次化颅骨配准方法

发布时间:2018-01-22 02:57

  本文关键词: 颅骨配准 特征区域 积分不变量 主成分分析法 改进迭代最近点(ICP)算法 迭代因子 出处:《中国图象图形学报》2017年04期  论文类型:期刊论文


【摘要】:目的在基于知识的颅面复原中,为了对未知颅骨的面貌进行复原,需要在颅骨库里寻找相似颅骨,将相似颅骨的面皮作为参考。寻找相似颅骨的过程即颅骨配准,配准的精度和效率是两个重要性能指标。本文提出一种基于特征区域和改进ICP(iterative closest point)算法的层次化颅骨配准方法。方法首先,将颅骨模型去噪、简化并归一化,通过计算体积积分不变量,确定每个点的凹凸性;使用K-means方法,将颅骨上的点聚类为多个或凹或凸的特征区域。然后,通过主成分分析法来计算两个颅骨的相似特征区域,对每一个可能的匹配计算3维变换,将两个颅骨粗略对齐;最后,采用加入迭代因子的方法对ICP算法进行改进,使用改进的ICP算法对颅骨进行精配准。结果将本文方法用于颅骨模型、兵马俑模型以及公共数据集中的3维模型配准,经典ICP算法的配准时间分别为6.23 s、7.61 s、4.17 s,改进的ICP算法配准时间分别为3.02 s、3.23 s、2.83 s,算法效率提高了约2倍,配准效果也有明显提高。实验中通过对迭代因子的测试,发现不同的数据集需要设定不同的迭代因子。结论本文所提出的基于区域特征的层次化配准方法提高了颅骨配准的精度和效率,整个过程不需要人工干预,该算法具有一定的普适性,可用于相似3维模型配准。
[Abstract]:Objective in the process of knowledge based craniofacial restoration, in order to recover the unknown skull, we need to look for the similar skull in the skull bank. The face skin of the similar skull is taken as reference. The process of finding the similar skull is the registration of the skull. The accuracy and efficiency of registration are two important performance indexes. In this paper, a new method based on feature region and improved ICP(iterative closest point is proposed. The hierarchical skull registration method of the algorithm. The skull model is de-noised, simplified and normalized, and the convexity of each point is determined by calculating the volume integral invariant. Using K-means method, the points on the skull are clustered into multiple concave or convex feature areas. Then, the similar feature areas of the two skulls are calculated by principal component analysis. Three dimensional transformation is calculated for each possible match, and the two skulls are roughly aligned. Finally, the ICP algorithm is improved by adding iterative factors, and the improved ICP algorithm is applied to the fine registration of the skull. Results the method is applied to the skull model. For the terracotta Warriors model and the 3D model in the common data set, the registration time of the classical ICP algorithm is 6.23 s-1 7.61 sm 4.17 s respectively. The registration time of the improved ICP algorithm is 3.02 s-1 3.23 s-1 2.83 s, and the efficiency of the improved algorithm is increased about 2 times. The registration effect is also improved obviously. The iterative factor is tested in the experiment. It is found that different data sets need to set different iterative factors. Conclusion the hierarchical registration method based on region features proposed in this paper improves the accuracy and efficiency of skull registration without manual intervention. The algorithm is universal and can be used for similar 3D model registration.
【作者单位】: 西北大学信息科学与技术学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(61305032,61572400,61373117) 陕西省教育厅科研专项(2013JK1180)~~
【分类号】:TP311.13;D919
【正文快照】: Vol.22,No.4,April 2017ent skulls is subsequently calculated by comparing their principal components and areas.Optimal matching is conductedthrough exhaustive search.The optimal 3D transform for each potential pair of matched feature regions approximately

【相似文献】

相关期刊论文 前9条

1 王远军;聂生东;尹伟;;一种实用的多模医学图像配准方法[J];生物医学工程学杂志;2013年05期

2 顾顺德,陈瑛,聂生东,章鲁;数理统计在医学图像配准评价中的应用[J];上海第二医科大学学报;2000年S1期

3 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

4 宫晶晶;孙毅勇;常兆华;;三维心腔标测图与CT分割图像配准方法的研究[J];生物医学工程学杂志;2011年03期

5 谢新鹏,王淑珍,陈武凡;眼底图像配准方法的进展[J];中国医学物理学杂志;1998年01期

6 赵增军;李宝生;孙洪福;王中堂;尹勇;刘同海;付政;方守信;;应用运动体模对SPECT/CT图像不同配准方法的研究[J];中华肿瘤防治杂志;2009年23期

7 刘凡,高上凯;EEG电极与MRI头模型的配准方法[J];国外医学.生物医学工程分册;2000年03期

8 马广栋;李承军;付敬国;吴冰;;不同解剖区域配准方法对鼻咽癌体位误差的影响[J];医疗卫生装备;2011年07期

9 ;[J];;年期

相关会议论文 前1条

1 韦海军;梁甸农;朱炬波;;一种适合长基线、复杂地形的InSAR精配准方法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前9条

1 赵丽亚;肿瘤手术导航中图像分割与配准方法研究[D];北京工业大学;2016年

2 孙少燕;基于像素灰度的医学图像刚性配准方法研究[D];大连理工大学;2007年

3 李琦;多模态医学影像鲁棒配准方法研究[D];西安电子科技大学;2013年

4 徐玉华;二维光学和距离图像配准方法及其应用研究[D];合肥工业大学;2011年

5 张建国;骨科导航手术中数字几何处理相关技术的研究及其应用[D];上海交通大学;2009年

6 王晓华;基于集成互补不变特征的多源遥感影像配准方法研究[D];中国矿业大学;2013年

7 徐丽燕;基于特征点的遥感图像配准方法及应用研究[D];南京理工大学;2012年

8 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

9 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

相关硕士学位论文 前10条

1 范霞妃;基于正交学习差分进化算法的遥感图像配准方法研究[D];西安电子科技大学;2014年

2 陈凯;基于特征的遥感图像配准方法研究[D];西安电子科技大学;2014年

3 王诗琴;鼻咽癌进行图像引导放疗时不同配准方法对体位校正的影响[D];广州医学院;2010年

4 何梦s,

本文编号:1453423


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/yundongyixue/1453423.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户295b9***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com