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结合极化白化滤波和SimSD-CapsuleNet的PolSAR图像配准
1
作者 项德良 丁怀跃 +2 位作者 管冬冬 程建达 孙晓坤 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期450-462,共13页
极化合成孔径雷达(PolSAR)图像配准在地物分类、变化检测、图像融合中都具有广泛应用。现有的PolSAR图像配准方法,无论是基于深度学习还是传统方法,大多采用PolSAR幅度影像信息进行处理。这种处理方式导致大量极化信息丢失,同时在PolSA... 极化合成孔径雷达(PolSAR)图像配准在地物分类、变化检测、图像融合中都具有广泛应用。现有的PolSAR图像配准方法,无论是基于深度学习还是传统方法,大多采用PolSAR幅度影像信息进行处理。这种处理方式导致大量极化信息丢失,同时在PolSAR图像固有相干斑噪声影响下,配准精度和可靠性表现不佳。为此,本文首先发展了一种有效的基于极化白化滤波(PWF)精细化处理的关键点检测器,利用PWF对PolSAR图像进行相干斑噪声抑制,通过阈值约束、形态学腐蚀及非极大值抑制来选取显著且分布均匀的匹配关键点。进一步地,本文设计了一种孪生简单稠密胶囊网络(SimSD-CapsuleNet)来快速提取PolSAR图像的浅层纹理特征和深层语义特征,同时为了充分利用极化信息,本文将极化协方差矩阵作为输入数据。本文计算了胶囊形式特征描述符之间的距离,并将其输入硬L2损失函数用于模型的训练。本文方法在不同传感器获取的不同分辨率PolSAR图像上进行验证。结果表明,该方法能够在更短的时间内获取更加均匀且数量更多的匹配关键点,结合PWF和深度神经网络可以实现快速准确的PolSAR图像配准。 展开更多
关键词 极化合成孔径雷达 极化白化滤波器 胶囊网络 polsar图像配准 极化协方差矩阵
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用于多通道单分子定位的高精度图像配准方法 被引量：1
2
作者 林丹樱 龚振权 +3 位作者 黄黎琳 聂梦娇 于斌 屈军乐 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期374-385,共12页
单分子定位技术可以绕过光学系统的衍射限制,在生物样品的单粒子追踪和超分辨显微成像中得到了广泛应用.多通道单分子定位采用多个成像通道,可以实现对不同目标的同时追踪或多色超分辨成像,也可以提升单粒子追踪的轴向深度或实现更高的... 单分子定位技术可以绕过光学系统的衍射限制,在生物样品的单粒子追踪和超分辨显微成像中得到了广泛应用.多通道单分子定位采用多个成像通道,可以实现对不同目标的同时追踪或多色超分辨成像,也可以提升单粒子追踪的轴向深度或实现更高的定位精度和密度.但各通道图像间的差异会影响协同定位或定量分析,因此图像配准是其图像数据预处理的关键环节;且由于单分子定位精度高,其对多通道图像配准精度的要求也很高.现有技术一般采用基于控制点的配准方法,且多采用复杂而精密的方式来获取基准物网格图像用于定位得到控制点对,以实现高精度图像配准,对样品或实验设备要求高,难以直接推广.为此,本文基于局部非线性变换和误匹配点剔除,发展了一种可以直接采用随机分布荧光珠样品作为基准物的高精度图像配准方法,通过在特征匹配和变换模型参数估计的过程中对控制点进行监测和迭代筛选,以剔除因单分子定位不准确或精度差而导致未精确匹配的控制点对,从而消除以随机分布荧光珠样品作为基准物时对于控制点准确获取和精确匹配所带来的不良影响,同时采用基于局部加权平均的二阶多项式拟合进行变换模型参数估计,以更好地适用于不同通道间存在局部非线性形变的情形.结果表明,采用该方法只需要3次迭代,就可以将未准确定位和精确匹配的控制点对找到并剔除,从而实现更准确的变换模型参数估计,将配准精度提高一个数量级,在图像局部非线性形变情况严重的正交像散双通道单分子定位成像系统中实现了约6 nm的配准精度. 展开更多
关键词 单分子定位 多通道成像 图像配准 误匹配点剔除
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一种新的术中X线与术前CT图像配准方法 被引量：1
3
作者 崔家礼 王杰 +2 位作者 郭曦 陈彧 舒丽霞 《北京生物医学工程》 2024年第2期151-157,186,共8页
目的本研究旨在配准胸主动脉血管内修复术(thoracic endovascular aortic repair,TEVAR)术中X线与术前CT图像,为TEVAR支架植入提供精确安全的导航。然而,现有配准算法存在无法有效弥合投影CT图像生成的数字重建影像(digitally reconstru... 目的本研究旨在配准胸主动脉血管内修复术(thoracic endovascular aortic repair,TEVAR)术中X线与术前CT图像,为TEVAR支架植入提供精确安全的导航。然而,现有配准算法存在无法有效弥合投影CT图像生成的数字重建影像(digitally reconstructed radiography,DRR)与X线图像之间的域间差异和难以获得图像分割标签的问题。因此,需要提出新的方法来改善这一问题。方法本文提出了一种新的配准框架,该框架结合了基于生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)的域自适应网络和基于Transformer的配准网络。基于GAN的域自适应网络将X线图像的风格迁移到DRR图像上,使两者在图像风格上更接近。基于Transformer的配准网络采用CNN与跨模态变换器(cross-modality transformer,CMT)相结合的模式,直接配准X线与CT图像,无需进行图像分割。结果本文在208对标定的TEVAR术中X线与CT图像对上对新的配准方法进行了验证。与其他域适应方法相比,本文所采用的CycleGAN网络作为风格转换模块,有效减小了DRR图像与X线图像之间的域间差异。消融实验结果进一步证实,配准网络中的全局局部感知模块(global-local perception module,GLPM)对提高配准精度具有明显作用,而空间缩减(spatial reduction,SR)则有效缩短了配准时间。通过对比现有方法和本文方法在真实患者X线与CT图像对上的配准效果,本文的方法在配准精度和成功率方面均表现出最佳性能。结论本文提出的新的X线与CT图像配准方法有效克服了现有方法存在的域间差异以及难以获得分割标签的问题。 展开更多
关键词 X线图像 CT图像 配准 域自适应 跨模态变换器
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多尺度残差可变形肺部CT图像配准算法
4
作者 刘卫朋 李旭 +1 位作者 任子文 祁业东 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期135-145,共11页
肺部4维CT(4D-CT)图像因受到呼吸、心跳的影响而发生较大的形变,肺内的运动尺度可能大于算法用于优化过程的感兴趣结构(血管、气道等),这可能导致配准算法仅对齐了血管、气道等明显特征。针对肺实质轮廓配准后强度差异性较大的问题,文... 肺部4维CT(4D-CT)图像因受到呼吸、心跳的影响而发生较大的形变,肺内的运动尺度可能大于算法用于优化过程的感兴趣结构(血管、气道等),这可能导致配准算法仅对齐了血管、气道等明显特征。针对肺实质轮廓配准后强度差异性较大的问题,文中提出了以无监督端到端深度学习为基础的多尺度残差可变形肺部CT图像配准算法,使用编码器-解码器结构形式的多尺度深度残差网络作为形变向量场的生成模型,以增强特征表达能力,提高参数利用效率和网络收敛能力;通过多分辨率自注意力融合模块提高网络对多尺度信息的感知能力;设计包含特征校正提取模块的跳跃连接,以有选择地提取编码器输出的特征图,并在重新校准后供解码器学习对齐偏移。最后,在Dir-lab公共数据集上采用文中配准算法与传统算法、目前先进的无监督配准算法进行了比较实验。结果表明:所提出的配准算法在Dir-lab公共数据集上的目标配准误差可以达到1.44mm±1.24mm,优于传统算法和主流的无监督配准算法;在控制体素折叠率小于0.1%的情况下,估计密集变形向量场耗时小于2.00s,表明文中算法在对时间敏感的肺部研究中有巨大潜力。 展开更多
关键词 深度学习 肺部CT图像 图像配准 无监督学习
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一种新型的彩色图像多目标颜色的配准与抖动算法
5
作者 严惠 邓小龙 孔德文 《电子器件》 CAS 2024年第1期140-144,共5页
为实现图像颜色的快速配准,使得配准后的颜色误差分配更均匀,通过实验分析了各颜色空间对彩色图像配准速度及抖动效果的影响,选定RGB为颜色空间;提出建立目标色等距表库算法,快速进行源色与目标色映射。基于Floyd-Steinberg算法思想,提... 为实现图像颜色的快速配准,使得配准后的颜色误差分配更均匀,通过实验分析了各颜色空间对彩色图像配准速度及抖动效果的影响,选定RGB为颜色空间;提出建立目标色等距表库算法,快速进行源色与目标色映射。基于Floyd-Steinberg算法思想,提出一种以距离倒数作为基准的算法,针对奇数和偶数行,将R、G、B误差分配到不同四点。基于两种算法的使用,大幅度减少了距离比较次数与浮点数运算次数,颜色配准速度提高了约15倍,同时使误差分配更加均匀,减少了色彩丢失,提高了图像质量。通过将提出的算法应用于256色触摸屏图像显示中,证明画面显示流畅,响应速度提高了一个数量级以上。 展开更多
关键词 图像抖动 颜色模型 三维等距表库 颜色配准 误差扩散
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基于区域特征的图像配准方法 被引量：1
6
作者 唐超 宫久路 +2 位作者 谌德荣 王泽鹏 刘绍荣 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期73-78,共6页
针对毁伤前与毁伤后图像因拍摄时间、角度不同和毁伤导致图像变化剧烈,造成图像无法配准的问题,提出一种基于区域特征的图像配准方法。该方法通过提取建筑物区域的形状特征和空间关系特征,构建建筑物区域的特征描述符,利用特征描述符的... 针对毁伤前与毁伤后图像因拍摄时间、角度不同和毁伤导致图像变化剧烈,造成图像无法配准的问题,提出一种基于区域特征的图像配准方法。该方法通过提取建筑物区域的形状特征和空间关系特征,构建建筑物区域的特征描述符,利用特征描述符的相似性完成图像配准。为了使特征描述符具有平移不变性、旋转不变性和尺度不变性,将描述区域与其他区域的中心距离、中心连线与长轴夹角的范围区间均匀分割,利用分割区间的索引构建二元组,通过计算满足二元组对应距离和夹角范围的建筑物区域与描述区域的面积比值作为特征描述符的元素。实验结果表明,与现有方法相比,该方法能完成毁伤前与毁伤后图像的配准,匹配率高,具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 毁伤图像 区域特征 图像配准
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强化位置感知的光学与SAR图像一体化配准方法 被引量：1
7
作者 杨玉婷 赵凌君 +3 位作者 赵路路 张晗 熊博莅 计科峰 《信号处理》 CSCD 北大核心 2024年第3期557-568,共12页
图像配准是光学与SAR图像信息融合的基础。现有典型的配准方法大多依赖于特征点检测与匹配来实现,对不同场景区域的适用性较差,容易出现误匹配点多或有效同名点不足以致配准失效的情况。针对该问题,本文提出了一种强化位置感知的光学与... 图像配准是光学与SAR图像信息融合的基础。现有典型的配准方法大多依赖于特征点检测与匹配来实现,对不同场景区域的适用性较差,容易出现误匹配点多或有效同名点不足以致配准失效的情况。针对该问题,本文提出了一种强化位置感知的光学与SAR图像一体化配准方法,利用深度网络直接回归图像间的几何变换关系,在不依赖特征点检测与匹配的情况下,实现端到端的高精度配准。具体地,首先在骨干网络中利用融合坐标注意力的特征提取模块,捕获输入图像对中具有位置敏感性的细粒度特征;其次,融合骨干网络输出的多尺度特征,兼顾浅层特征的定位信息与高层特征的语义信息;最后提出联合位置偏差与图像相似性的损失函数优化配准结果。基于高分辨率光学与SAR图像配准公开数据集OS-Dataset的实验结果表明,与现有典型的OS-SIFT、RIFT2、DHN及DLKFM四种算法相比,所提方法对于城市、农田、河流、重复纹理及弱纹理等不同场景区域均具有良好的稳健性,在配准的目视效果以及定量的精度指标上均优于现有算法。其中平均角点误差小于3个像素的百分比与四种算法中精度最高的DLKFM相比提高了25%以上;配准速度与四种算法中最快的DHN基本相当,可实现高精度、高效率的光学与SAR图像配准。 展开更多
关键词 图像配准 位置感知 多尺度特征 特征融合 图像相似性
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基于多尺度Harris角点检测的图像配准算法 被引量：3
8
作者 尚明姝 王克朝 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期28-32,共5页
针对现有多尺度Harris算子算法较复杂、运算量大、精确性一般的问题,提出一种高效简便算法。首先建立多尺度空间,令Harris算子在尺度空间提取特征点,用简化的32维SIFT特征向量描述特征。利用最近邻法匹配特征点;然后采用改进的相似三角... 针对现有多尺度Harris算子算法较复杂、运算量大、精确性一般的问题,提出一种高效简便算法。首先建立多尺度空间,令Harris算子在尺度空间提取特征点,用简化的32维SIFT特征向量描述特征。利用最近邻法匹配特征点;然后采用改进的相似三角形法筛选匹配点,再使用改进的K-means算法对特征点分组,使组内特征点聚集,组间特征点远离;最后应用改进的RANSAC算法在不同组中选取特征点求变换矩阵,避免了选取的特征点距离过近,算法陷入局部最优。实验验证了所提算法的性能。 展开更多
关键词 图像配准 尺度空间 HARRIS K-MEANS RANSAC
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基于SURF的遥感图像配准优化算法 被引量：1
9
作者 张天翼 刘鹏 +2 位作者 史佳霖 毕誉轩 王彩霞 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2024年第1期98-104,共7页
针对遥感图像配准中易出现的信息量巨大和误匹配问题,通过改进SURF算法,提出了一种用于遥感图像配准的优化算法。优化算法引入特征点图像熵,通过去除携带信息量不足的误选取特征点,提高了特征点选取以及后续特征点匹配的准确性。在特征... 针对遥感图像配准中易出现的信息量巨大和误匹配问题,通过改进SURF算法,提出了一种用于遥感图像配准的优化算法。优化算法引入特征点图像熵,通过去除携带信息量不足的误选取特征点,提高了特征点选取以及后续特征点匹配的准确性。在特征点描述阶段,算法实现了描述子降维,并将降维后的特征点描述子与FLANN算法相结合,降低了算法特征点误匹配率,同时减少了因描述子降维而带来的影响。实验表明,该优化算法相较于传统SURF算法,待配准图像特征点选取率下降10.9%,特征点误匹配率下降17.5%,并得到精确的遥感图像配准效果。 展开更多
关键词 图像配准 SURF算法 图像熵 FLANN算法
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Skip-cycleGAN:一种果园苹果异源图像配准模型 被引量：1
10
作者 何亚鹏 刘立群 《计算机技术与发展》 2024年第7期40-47,共8页
针对有监督的配准模型的性能受限于给定的标签以及循环一致性生成对抗网络训练不稳定,收敛速度较慢,易过拟合,对复杂场景的图像处理效果不佳的问题,基于循环一致性生成对抗网络从3个方面(生成器、鉴别器和损失函数)进行改进,提出一种无... 针对有监督的配准模型的性能受限于给定的标签以及循环一致性生成对抗网络训练不稳定,收敛速度较慢,易过拟合,对复杂场景的图像处理效果不佳的问题,基于循环一致性生成对抗网络从3个方面(生成器、鉴别器和损失函数)进行改进,提出一种无监督的异源图像配准模型。生成网络的下采样与上采样之间引入带有特征转换残差层的跳跃连接,可以确保梯度的有效传递,减少前向与反向传播过程中信息损失,实现低级特征和高级特征的结合,从而缓解梯度消失和梯度爆炸,促进神经网络的收敛,有助于网络学习更多的上下文信息。在一个自建果园苹果数据集和两个公共数据集上对模型进行评估,实验得出在改进后的生成器基础上,对于形变比较大的数据集选取70×70 PatchGAN鉴别器更合适,对于形变比较小的数据集选取PixelGAN鉴别器更合适。与8个经典算法进行对比,用6个性能指标进行评估,实验结果表明该模型在异源果园苹果数据集上的综合表现优于对比算法。未来将提升模型对异源图像亮度和对比度的鲁棒性,并进行轻量化模型的工作。 展开更多
关键词 图像配准 异源图像 生成对抗网络 跳跃连接 岭回归损失
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面向相干变化检测的高精度SAR图像配准方法
11
作者 寇秀丽 陈杰 +2 位作者 王志锐 冯亮 李军 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第10期39-43,共5页
在重航过飞行条件下,由于机载平台飞行高度和姿态不稳定导致实际飞行航迹偏离理想航迹,使得多航过影像对之间存在相对形变,尤其是在沿航线方位存在伸缩,导致同名点对应位置存在较大偏差;另外由场景地形起伏带来的图像距离向伸缩形变,也... 在重航过飞行条件下,由于机载平台飞行高度和姿态不稳定导致实际飞行航迹偏离理想航迹,使得多航过影像对之间存在相对形变,尤其是在沿航线方位存在伸缩,导致同名点对应位置存在较大偏差;另外由场景地形起伏带来的图像距离向伸缩形变,也使得实现重航过图像高精度配准困难。而在相干变化检测、重轨干涉等应用中,要求对两幅或多幅图像进行亚像素级配准,以保证检测效果和后续干涉处理要求。文中首先从SAR成像精准几何关系出发,利用地理高程信息,生成高定位精度的多航过复图像,然后通过计算和二维拟合产生主辅图像同名点位移矢量,最后将辅图像在空间开展二维重采样实现重航过SAR图像精确配准。飞行试验结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 重航过 合成孔径雷达 图像配准
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图像配准技术在颞下颌关节紊乱病诊疗中的应用及展望
12
作者 谢玉婷 唐雯 +8 位作者 吴玥 曹立波 马家俊 IZADIKHAH Iman 陈艳 曹丹 严斌 朱琳琳 谢理哲 《口腔医学》 CAS 2024年第10期770-774,共5页
随着影像学、内窥镜技术、手术治疗、细胞生物学和分子生物学的进步,人们对颞下颌关节紊乱病(temporomandibular joint disorders,TMD)的认识也在不断加深。颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)是一个包含软组织和硬组织的复杂结构... 随着影像学、内窥镜技术、手术治疗、细胞生物学和分子生物学的进步,人们对颞下颌关节紊乱病(temporomandibular joint disorders,TMD)的认识也在不断加深。颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)是一个包含软组织和硬组织的复杂结构,在TMJ中,颞下颌关节盘是连接下颌骨和颅骨之间的软组织结构,为关节运动提供缓冲和稳定的作用。不同的成像技术在TMD诊疗中各有优势和局限性,因此,利用图像配准技术对关节盘的状况与位置进行评估,为评估TMD提供了新的研究思路,或有助于TMD的诊断和治疗。本文回顾了TMJ成像的最新进展,探讨了各种图像配准技术的应用,特别是在TMD诊疗中的应用及前景。文章结合国内外部分学者的研究结果和笔者的临床经验,旨在为临床医生提供有价值的见解。 展开更多
关键词 颞下颌关节 颞下颌关节紊乱病 图像配准技术
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2D/3D多模态医学图像配准算法研究
13
作者 徐密 诸葛斌 +9 位作者 袁非牛 尹正虎 董黎刚 蒋献 孙应绮 宋嘉琦 史晓彤 苏雷 周屹博 林诗凡 《电信科学》 北大核心 2024年第3期75-88,共14页
2D/3D多模态配准在医学影像导航手术中起着重要作用,主要用于提供术前三维图像和术中二维图像的实时信息,帮助医生精准定位病灶,规划手术路径,从而提高手术的安全性和效率。提出了一种2D/3D多模态医学图像配准算法,首先利用Swin Transfo... 2D/3D多模态配准在医学影像导航手术中起着重要作用,主要用于提供术前三维图像和术中二维图像的实时信息,帮助医生精准定位病灶,规划手术路径,从而提高手术的安全性和效率。提出了一种2D/3D多模态医学图像配准算法,首先利用Swin Transformer优秀的特征提取能力,构建了初始姿态估计模型,实现姿态参数的快速预测;接着,为了提升整个配准方法的鲁棒性,引入基于Grangeat关系的粗配准方法;最后设计了基于梯度下降的精配准模块,以提升整个配准过程的精确性,且在该模块将Sobel微分算子与归一化互相关结合,提升了参数优化过程中的灵敏度。实验结果表明,所提配准方法在正位和侧位配准中的误差满足配准要求,配准成功率有显著提升。 展开更多
关键词 2D/3D图像配准 多模态 初始姿态估计 粗配准 精配准 相似度测量
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融合改进头脑风暴与Powell算法的马铃薯多模态图像配准
14
作者 李易达 王雨欣 +4 位作者 李晨曦 赵冀 马恢 张漫 李寒 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期146-158,共13页
基于热成像仪获取作物冠层温度可以实现作物水分胁迫状态的非接触式、无损检测,并且具有高通量检测的潜力。然而热红外图像存在作物边缘分布不清晰、噪声强、缺乏形状、纹理信息等问题,无法实现作物冠层温度自动化提取,利用可见光与热... 基于热成像仪获取作物冠层温度可以实现作物水分胁迫状态的非接触式、无损检测,并且具有高通量检测的潜力。然而热红外图像存在作物边缘分布不清晰、噪声强、缺乏形状、纹理信息等问题,无法实现作物冠层温度自动化提取,利用可见光与热红外图像间的信息互补性,通过图像自动配准技术可以弥补热红外图像缺点,为自动化检测提供基础。为解决可见光图像与热红外图像之间辐射、形状和纹理差异,导致不同模态图像配准难度较大问题,该研究提出了一种融合改进头脑风暴(brain storm optimization algorithm,BSO)与Powell算法的可见光与热红外图像配准方法。研究通过对原始BSO优化算法进行改进使得整体算法更好寻找到最优仿射变换矩阵进而完成图像配准任务,具体改进包含以下5个方面:使用混沌映射函数初始化BSO群体分布、修改新个体变异范围、手肘法动态调整BSO中K-means聚类数、在个体变异方式策略中加入混沌本地搜索方法、在算法执行过程中根据BSO算法前期后期不同特性动态调整概率参数。研究选用互信息值(mutual information,MI)、归一化互信息值(normalized mutual information,NMI)、均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均结构相似性指数(mean structure similarity index measure,MSSIM)作为评价指标。该研究算法相对比Powell优化算法、遗传算法(genetic algorithm,GA)和BSO_Powell算法在温室数据中MI指标分别提升0.054 2、0.076 9、0.040 5,NMI指标分别提升0.015 9、0.023 1、0.052 7,RMSE指标分别降低15.02、13.03、27.08,MSSIM指标分别提升0.052 3、0.048 8、0.122 4;大田数据中MI指标分别提升0.064 2、0.066 7、0.035 5,NMI指标分别提升0.007 7、0.012 5、0.012 4,RMSE指标分别降低14.06、10.57、15.40,MSSIM指标分别提升0.047 1、0.038 1、0.042 9。结果表明,所提出算法具有很强的鲁棒性,能够准确完成复杂环境下马铃薯多模态图像配准任务。 展开更多
关键词 图像配准 头脑风暴算法 POWELL算法 互信息 马铃薯
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基于FPDE-SIFT的声呐干涉图像配准方法
15
作者 刘伟陆 周天 +1 位作者 闫振宇 杜伟东 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期101-108,共8页
图像配准是声呐进行高精度干涉测量的保障,该文针对水下目标的声呐图像配准,提出了一种基于4阶偏微分方程尺度不变特征变换的声呐干涉图像配准方法。该方法聚焦声呐图像配准的难点,首先基于4阶偏微分方程构建尺度空间,在保持图像细节的... 图像配准是声呐进行高精度干涉测量的保障,该文针对水下目标的声呐图像配准,提出了一种基于4阶偏微分方程尺度不变特征变换的声呐干涉图像配准方法。该方法聚焦声呐图像配准的难点,首先基于4阶偏微分方程构建尺度空间,在保持图像细节的前提下滤除噪声,提高特征提取的准确度;对于残余噪声造成的特征点误检,借助特征点的相位一致性信息加以筛选,精简特征点样本集;最后对特征点匹配策略进行优化,提出改进的快速样本一致性匹配策略剔除特征点的误匹配。算法增加了匹配点对的数量,提高了匹配点对的准确度,实现了声呐干涉图像的精确配准。水池实验和外场试验表明,该文所提出的算法相较现有算法对声呐图像有着更好的适用性,配准后的均方根误差与留一法均方根均小于1像素,达到了亚像素配准精度。 展开更多
关键词 声呐图像配准 尺度不变特征变换 偏微分方程 相位一致性 快速样本一致性
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联合图像配准的脑卒中病灶自动分割方法研究
16
作者 李欣蔚 许炜鑫 +4 位作者 陈勇 秦对 张冰玉 李章勇 王伟 《重庆邮电大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2024年第4期729-737,共9页
针对目前慢性脑卒中的病灶分割准确性相对较低的问题,提出了一种联合深度图像配准的慢性脑卒中自动分割方法。采用深度拉普拉斯金字塔图像配准网络,在微分同胚映射的空间内以从粗到细的方式获得大脑分区,以得到病灶位置的解剖先验信息;... 针对目前慢性脑卒中的病灶分割准确性相对较低的问题,提出了一种联合深度图像配准的慢性脑卒中自动分割方法。采用深度拉普拉斯金字塔图像配准网络,在微分同胚映射的空间内以从粗到细的方式获得大脑分区,以得到病灶位置的解剖先验信息;将原始磁共振图像和配准阶段的分区结果联合,输入到加入了通道和空间注意力模块的U-Net进行病灶分割。在公开的数据集ATLAS上进行测试表明,提出的方法有效提高了慢性脑卒中病灶分割的准确性,比经典的2D U-Net提升了4.4百分点,证明了基于深度图像配准的大脑分区先验可有效增强模型对病灶的分割性能,更好的组织分割能提高病灶分割准确性。 展开更多
关键词 慢性脑卒中 图像配准 病灶分割
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基于离子群的快速图像配准与应用
17
作者 蒋先刚 张红斌 李广丽 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2024年第8期969-974,共6页
图像配准在临床医学诊断和辅助手术过程中非常重要,采用仿X光和数字减影图像的数字重建影像(DRR)设计将使医学图像配准精度和速度提高,提出用片段着色器同时生成三维渲染图像和仿X光或者数字减影图像的DRR,将复杂优化和配准计算采用并... 图像配准在临床医学诊断和辅助手术过程中非常重要,采用仿X光和数字减影图像的数字重建影像(DRR)设计将使医学图像配准精度和速度提高,提出用片段着色器同时生成三维渲染图像和仿X光或者数字减影图像的DRR,将复杂优化和配准计算采用并行计算语言OpenCL完成,使整个DRR图像生成和2D/3D配准交由图像处理单元GPU完成。实验结果表明,依赖仿真的X光图像或者数字减影图像配准方法可为图像引导的手术提供精确和快速的辅助作用。 展开更多
关键词 图像配准 数字重建影像 粒子群优化 三维显示
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跨尺度点匹配结合多尺度特征融合的图像配准
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作者 欧卓林 吕晓琪 谷宇 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1090-1102,共13页
图像配准在脑部疾病的计算机辅助诊疗和远程手术等方面具有重要作用。U-Net及其变体网络广泛应用于医学图像配准领域,在配准精确度和配准时间上取得了较好效果。然而,现有的配准模型在处理复杂图像形变时,难以学习到图像中微小结构的边... 图像配准在脑部疾病的计算机辅助诊疗和远程手术等方面具有重要作用。U-Net及其变体网络广泛应用于医学图像配准领域,在配准精确度和配准时间上取得了较好效果。然而,现有的配准模型在处理复杂图像形变时,难以学习到图像中微小结构的边缘特征,且忽视了不同尺度上下文信息的关联。针对上述问题,本文提出了一种基于跨尺度点匹配结合多尺度特征融合的配准模型。首先,在模型的编码结构中引入跨尺度点匹配模块,增强对图像突出区域特征的表达以及对微小结构边缘细节特征的把握;然后,在解码结构中对多尺度特征进行融合,形成更全面的特征描述;最后,在多尺度特征融合模块中融入注意力模块,突出空间和通道的信息。在3个脑部核磁共振(Magnetic Resonance,MR)数据集上的实验结果表明,以OASIS-3数据集为例,本文方法的配准精确度相较于Affine、SyN、VoxelMorph以及CycleMorph等方法,本文方法分别提升了23.5%、12.4%、0.9%和2.1%;ASD值相较于各方法分别降低了1.074、0.434、0.043和0.076。本文提出的模型能更好地把握图像的特征信息,提升配准的精确度,对医学图像配准的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 医学图像配准 编码器-解码器结构 特征加权 特征匹配 注意力机制
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图像重建算法对兆伏级成像系统图像质量及自动配准精度的影响研究
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作者 刘晓宇 陈高翔 +5 位作者 阎长鑫 班培超 于洪涛 朱世龙 陈恺文 解传滨 《中国医学装备》 2024年第6期6-11,共6页
目的:对比研究TOMO Radixact螺旋断层放射治疗系统不同迭代重建(IR)算法对兆伏级CT(MVCT)成像系统图像质量的改善及对自动配准精度的影响,探索适合临床应用的重建算法。方法:使用MVCT成像系统分别扫描Tomo-Phantom HE型模体和Catphan60... 目的:对比研究TOMO Radixact螺旋断层放射治疗系统不同迭代重建(IR)算法对兆伏级CT(MVCT)成像系统图像质量的改善及对自动配准精度的影响,探索适合临床应用的重建算法。方法:使用MVCT成像系统分别扫描Tomo-Phantom HE型模体和Catphan604型模体,分析MVCT图像重建算法中的标准(STD)算法、迭代重建通用(IR-G)算法、迭代重建软组织(IR-ST)算法3种重建算法生成的3组图像,分别计算3组图像的噪声指数(NI)、图像均匀性指数(UI)、调制传递函数(MTF)、低对比度可见度(LCV)和对比度噪声比(CNR)。利用Lucy模体进行自动配准算法准确性测试,通过对左右方向(x轴)、头脚方向(y轴)、垂直方向(z轴)以及y轴的自由旋转(Roll)4个维度的配准数据进行其对自动配准精度的影响验证分析。结果:IR-G和IR-ST重建算法的NI分别为39.58±0.10和14.62±0.26,优于STD算法的39.58±0.10,UI分别为19.87±0.83和15.84±2.51,优于STD算法的24.51±1.81,LCV分别为2.50±0.03和1.74±0.11,优于STD算法的3.67±0.04,且均有明显提升,但MTF50%的高对比度分辨率分别为0.23和0.21lp/mm,低于STD的0.32lp/mm,整体图像质量IR重建算法优于STD重建算法。自动配准算法准确性测试中,y轴方向上IR-G和IR-ST算法的配准精度分别为(0.360±0.142)mm和(0.245±0.050)mm,均高于STD算法的(0.145±0.136)mm,差异有统计学意义(Z=6.0、15.0,P<0.05),其余方向的配准精度差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:IR算法在噪声、均匀性及低对比度分辨率上均有优势,但高对比度分辨率有所降低,高对比度分辨率的降低并未导致自动配准精度降低。 展开更多
关键词 螺旋断层放射治疗 重建算法 兆伏级CT(MVCT) 图像质量 图像自动配准
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多视图像光度及几何配准算法研究 被引量：1
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作者 杨军星 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期585-585,共1页
图像拼接是图像处理中一项重要技术,其突破了单个相机的视野限制,广泛应用在摄影测量与遥感、计算机视觉、应急测绘及军事等领域。图像拼接技术主要解决两个问题:几何配准和光度配准。小孔成像模型下的相机拍摄的多视图像间不可避免地... 图像拼接是图像处理中一项重要技术,其突破了单个相机的视野限制,广泛应用在摄影测量与遥感、计算机视觉、应急测绘及军事等领域。图像拼接技术主要解决两个问题:几何配准和光度配准。小孔成像模型下的相机拍摄的多视图像间不可避免地存在视差,因此当拍摄场景不满足平面条件或图像不共心时,图像重叠区域不可避免地存在错位问题。将多张图像拼接到一起时,由于误差累积,拼接结果也可能会存在较大的变形,例如常见的透视变形等。这都将影响到基于拼接结果的后续任务,例如目标检测、图像分割等。因此提高几何配准精度,消除错位、变形问题是非常重要的。另外如果图像在使用不同相机、不同时间、不同视角、不同曝光等多变的条件下拍摄,图像间将会存在色彩不一致的问题,如果不加处理直接拼接到一起,会极大地影响拼接结果的观感度。因此如何消除或者减弱图像间的色彩不一致性,提高光度配准精度也是一个很重要的课题。论文对光度配准、几何配准这两个问题中的关键技术展开研究,并针对无人机、隧道两种场景下的图像拼接关键技术提出了创新性算法。主要工作内容及成果如下。 展开更多
关键词 应急测绘 图像拼接 几何配准 计算机视觉 拍摄场景 相机拍摄 误差累积 图像处理
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