结合NGVF信息和互信息的图像配准方法
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关 键词 ： Ｇ Ｆ ； Ｃ ； Ｎ Ｖ ＩＡ ＭＩ 图像 配 准 中 图分 类号 ： Ｐ ９ ． １ Ｔ ３ １ ４ 文 献标 识码 ： Ａ
Ａｎ Ｉ ａ ｅ Ｒｅ ｉｔ ａ ｉ ｎ Ｍ ｅｈ ｄ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｍ ｂ ｎａ ｉ ｎ ＮＧＶＦ ｍ ｇ ｇ ｓｒ ｔｏ ｔ ｏ ｓ ｄ ｏ ｈｅ Ｃｏ ｉ ｔｏ
灰度 信息 无需 指定 标记 点 ， 配准 过程 是 自动 的 ， 且 特
别适用 于不 同模图像 间的配准 （ Ｃ ， Ｒ ，Ｐ Ｔ 如 ＴＭ Ｉ Ｅ ，
ＳＥ Ｔ等 ） ＰＣ 。然 而 该 方 法仍 有 不 足 之 处 ， 易 陷 入 容
少计算量 ， 整个配准过程 同样也分 为粗略和精细两 个 部分 ， 配 准 利 用 图 像 的 Ｎ Ｖ Ｉ而 细 配 准 则 利 粗 Ｇ Ｆ， 用结合 Ｇ Ｆ和 Ｍ 的 Ａ Ｍ ｓ来 完成。实验证 明该 Ｖ Ｉ Ｃ Ｉｆ ￣ 方法有 良好的抗噪性能 ， 搜索范围足够广 ， 精确地实
・图像 与信 号处理 ・
结合 Ｎ Ｖ Ｇ Ｆ信 息 和互 信 息 的 图像 配 准 方 法
伍 林， 葛 云
（ 南京大学电子科学与工程 系， 江苏 南京 ２０ ９ ） １０ ３
摘 要： 对传统的互信息配准方法进行 改进 ， 出一种新的结合灰度信息和空间信 息的配准方 提 法 。该 方 法分 为粗 略 和精 确配 准 两个 阶段 ， 先利 用 图像 的空 间信 息进 行 粗 配 准 ， 首 再利 用 Ａ — Ｃ Ｍ 进行精确配准。文 中利用 的空间信息不 同于一般 的 图像 梯度 信息， Ｉ 它是 归一化 的 Ｇ Ｆ矢 Ｖ 量场 信 息（ Ｇ Ｆ） 把 它用于 粗 配准 ， 噪性 能 良好 。 试验 证 明该 方法 鲁棒 性 很好 ， 别 是 对 Ｎ Ｖ Ｉ， 抗 特 大 噪声 图像 ， 配准 效果 突 出， 度 能达 到亚 像 素级 。 精
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌＭＩａ ｐ ｏ ｃ ， ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ａ ｎ ｗ ｅ ｉｔ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｗ ｔ ｈ ｏ ｉ ａｉ ｎ ｏ ｎ ｓ ｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｔ ｏ ｖ ｎ ｉ ａ ｐ ｒ ａ ｈ ｗ ｒ ｐ ｓ ｅ ｒ ｇｓｒ ｉ ｔ ｏ ｉ ｔ ｅ ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｆｉ — ｈ ｏ ａｏ ｈ ｏ ｔｎ ｉ ｎ ｐ ｔ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ Ｉ ｉｃ ｕ ｅ ｗ ｔｇ ｓ ｏ ｅ ｉ ｃ ａ ｅ ｒ ｇ ｓ ａ ｉｎ ｗ ｔ ｐ ｔ ｎ ｏｍａｉ ｎ ｏ ｍａ ｅ ａ ｄ ｅ ｓｔ ａ ｄ ｓ ａ ｉ ｉｆ ｒ ｔ ． ｔ ｎ ｌ ｄ ｓｔ ｏ ｓａ ｅ ， ｎ ｓ ｏ ｒ ｅ ｉｔ ｔ ｉ ｓ ａｉ ｉ ｒ ｔ ｆｉ ｇ ， ｎ ｙ ｌ ａ ｏ ｓ ｒ ｏ ｈ ｌ ａ ｆ ｏ
ｉｓ ａ ｆ ｒｉ ｒ ａ ｉ ｔｉ ｏ ａ ｏ ，ｎ ａ ｎ ａｃ ｅｎ ｉ ｅｉｉｉｔ ｇｅｔ ｕ ｎ ｏｒ ｅ ｓ ａｏ ． ｎｔ ｄｏ ｄｎ ｙｇ ｄｅ ｎ ｒ ｔ ｎ ａ ｄｉｃｎｅ ｈｎｅｔ ｏ ｅｒｓ ｔ ｌｙｒ ａ ｙｄｒ ｇｃａｓ ｒ ｔ ｔ ｎ ｅ ｏ ａ ｒ ｎ ｆｍ ｉ ｔ ｈ ｓ ｓｂ ｉ ｌ ｉ ｅ ｇ ｒｉ ｉ
０ ０ ８年 ９月
激 光 与 红 外
Ｉ Ｓ ＆ Ｉ Ｒ Ａ ＥＲ ＮＦ ＡＲＥＤ
Ｖｏ ． ８， １ ３ Ｎｏ． ９
Ｓ ｐｅ ｅ ，０ ８ ｅ ｔｍｂ ｒ ２ ０
文章编号： ０－ ７ （０８ ０－ ３ － １ １ ０８ ２０ ）９ ９９ ３ ０ ５ ０ ０
ｔ ｔ ｒｉｆ ｅｒｇ ｔ ｔ ｎｗｔ Ｃ ＩＴ ｉ ｓａｉ ｆ ａｏ ｏ ａｚｄｇａｉ ｔ ｅｔ ｏ ａｉ Ｎ Ｖ Ｉ ｈ ｏ ｅ ｎ ｅ ｓ ａ ｏ ｉ Ａ Ｍ ． ｈｓ ｐｔｌｉ ｏ ｔ ｎｉ ｎｒ ｌ ｅ ｒｄ ｎ ｃ ｒ ｎ ｒ ｔ ｎ（ Ｇ Ｆ ） ｅ ｈ ｓ ｉ ｉ ｒｉ ｈ ａ ｎｒ ｉ ｓ ｍ ｉ ｍ ｅ ｖ ｏｉ ｍ ｏ ｆ
Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｕ ｔ ｏ ｓ ｖ ｒ ｆ ｃ ｉｅ ａ ｄ ｒ ｂ ｓ ， ｎ ｈ ｅ ｉｔ ｔ ｎ ａ ｃ ｒｃ ｅ ｃ ｅ ｕ — ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔｏ ｒｍｅｈ ｄ ｉ ｅ ｅ ｅ ｔ ｎ ｏ ｕ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｇｓｒ ｉ ｃ ｕ ａ ｙ ｒ ａ ｈ ｓ ｓ ｂ ｉ ｌ ｓ ｙ ｖ ａｏ ｐｘ ｌｓ ｃ ｅ ｓｔｌ ． ｉｅ ｕ ｃ ｓ ｆ ｙ ｄ
Ｋ ｙｗ ｒｓ Ｎ Ｖ ＩＡ ＭＩｉａｅｒｇ ｔ ｔ ｎ ｅ ｏ ｄ ： Ｇ Ｆ ； Ｃ ； ｇ ｉ ｒ ｉ ｍ ｅ ｓａｏ
１ 引 言
但 计 算 量 较 大 。 由 Ｗｅｑ ｇＣ ｅ ｉｉ ｈｎ等 提 出 粗 略 到 ｎ 精 细 的 ＭＩ 准和 Ｘａａ Ｚ ｕｎ 配 ｉ ｉ ｈａｇ等 提 出 的 Ｎ Ｉ ｈ Ｖ 配
Ｉ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｍ ｕ ｕ ｌＩ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｎ ｏ ｍ ｔｏ ｎ ｔ ａ ｎ ｒ ｔｏ ｆ
Ｗ Ｕ ｎ． Ｌｉ ＧＥ Ｙｕｎ
（ ｅａ ｍｅｔ ｆ ｌｃ ｏ ｉ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇ Ｎ ｎｉｇＵ ｉｅｓｙ Ｎ ｎｉｇ １０ ３ Ｃ ｉａ Ｄ ｐｒ ｎ ｏ Ｅｅｔ ｎｃ ｃｅ ｅａ ｄＥ ｇｎｅ ｎ ， ａｊ ｎ ｒｉ ， ａｊ ０ ９ ，ｈｎ ） ｔ ｒ ｎ ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ２
准 方法 得 到启 发 ， 文 提 出 了把 归 一 化 的 Ｇ Ｆ空 间 本 Ｖ 信 息 （ Ｇ Ｆ） Ｎ Ｖ Ｉ 作为 相 似 性 测 度 的配 准 方 法 ， 了减 为
基 于互信 息 的配 准方 法在 医学 图像 配 准 中有广 泛应 用 ， 配准效 果 也不 错 。 由于 该 方 法基 于 图像 的
Ａｎ Ｉ ａ ｅ Ｒｅ ｉｔ ａ ｉ ｎ Ｍ ｅｈ ｄ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｍ ｂ ｎａ ｉ ｎ ＮＧＶＦ ｍ ｇ ｇ ｓｒ ｔｏ ｔ ｏ ｓ ｄ ｏ ｈｅ Ｃｏ ｉ ｔｏ
灰度 信息 无需 指定 标记 点 ， 配准 过程 是 自动 的 ， 且 特
别适用 于不 同模图像 间的配准 （ Ｃ ， Ｒ ，Ｐ Ｔ 如 ＴＭ Ｉ Ｅ ，
ＳＥ Ｔ等 ） ＰＣ 。然 而 该 方 法仍 有 不 足 之 处 ， 易 陷 入 容
少计算量 ， 整个配准过程 同样也分 为粗略和精细两 个 部分 ， 配 准 利 用 图 像 的 Ｎ Ｖ Ｉ而 细 配 准 则 利 粗 Ｇ Ｆ， 用结合 Ｇ Ｆ和 Ｍ 的 Ａ Ｍ ｓ来 完成。实验证 明该 Ｖ Ｉ Ｃ Ｉｆ ￣ 方法有 良好的抗噪性能 ， 搜索范围足够广 ， 精确地实
・图像 与信 号处理 ・
结合 Ｎ Ｖ Ｇ Ｆ信 息 和互 信 息 的 图像 配 准 方 法
伍 林， 葛 云
（ 南京大学电子科学与工程 系， 江苏 南京 ２０ ９ ） １０ ３
摘 要： 对传统的互信息配准方法进行 改进 ， 出一种新的结合灰度信息和空间信 息的配准方 提 法 。该 方 法分 为粗 略 和精 确配 准 两个 阶段 ， 先利 用 图像 的空 间信 息进 行 粗 配 准 ， 首 再利 用 Ａ — Ｃ Ｍ 进行精确配准。文 中利用 的空间信息不 同于一般 的 图像 梯度 信息， Ｉ 它是 归一化 的 Ｇ Ｆ矢 Ｖ 量场 信 息（ Ｇ Ｆ） 把 它用于 粗 配准 ， 噪性 能 良好 。 试验 证 明该 方法 鲁棒 性 很好 ， 别 是 对 Ｎ Ｖ Ｉ， 抗 特 大 噪声 图像 ， 配准 效果 突 出， 度 能达 到亚 像 素级 。 精
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌＭＩａ ｐ ｏ ｃ ， ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ａ ｎ ｗ ｅ ｉｔ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｗ ｔ ｈ ｏ ｉ ａｉ ｎ ｏ ｎ ｓ ｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｔ ｏ ｖ ｎ ｉ ａ ｐ ｒ ａ ｈ ｗ ｒ ｐ ｓ ｅ ｒ ｇｓｒ ｉ ｔ ｏ ｉ ｔ ｅ ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｆｉ — ｈ ｏ ａｏ ｈ ｏ ｔｎ ｉ ｎ ｐ ｔ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ Ｉ ｉｃ ｕ ｅ ｗ ｔｇ ｓ ｏ ｅ ｉ ｃ ａ ｅ ｒ ｇ ｓ ａ ｉｎ ｗ ｔ ｐ ｔ ｎ ｏｍａｉ ｎ ｏ ｍａ ｅ ａ ｄ ｅ ｓｔ ａ ｄ ｓ ａ ｉ ｉｆ ｒ ｔ ． ｔ ｎ ｌ ｄ ｓｔ ｏ ｓａ ｅ ， ｎ ｓ ｏ ｒ ｅ ｉｔ ｔ ｉ ｓ ａｉ ｉ ｒ ｔ ｆｉ ｇ ， ｎ ｙ ｌ ａ ｏ ｓ ｒ ｏ ｈ ｌ ａ ｆ ｏ
ｉｓ ａ ｆ ｒｉ ｒ ａ ｉ ｔｉ ｏ ａ ｏ ，ｎ ａ ｎ ａｃ ｅｎ ｉ ｅｉｉｉｔ ｇｅｔ ｕ ｎ ｏｒ ｅ ｓ ａｏ ． ｎｔ ｄｏ ｄｎ ｙｇ ｄｅ ｎ ｒ ｔ ｎ ａ ｄｉｃｎｅ ｈｎｅｔ ｏ ｅｒｓ ｔ ｌｙｒ ａ ｙｄｒ ｇｃａｓ ｒ ｔ ｔ ｎ ｅ ｏ ａ ｒ ｎ ｆｍ ｉ ｔ ｈ ｓ ｓｂ ｉ ｌ ｉ ｅ ｇ ｒｉ ｉ
０ ０ ８年 ９月
激 光 与 红 外
Ｉ Ｓ ＆ Ｉ Ｒ Ａ ＥＲ ＮＦ ＡＲＥＤ
Ｖｏ ． ８， １ ３ Ｎｏ． ９
Ｓ ｐｅ ｅ ，０ ８ ｅ ｔｍｂ ｒ ２ ０
文章编号： ０－ ７ （０８ ０－ ３ － １ １ ０８ ２０ ）９ ９９ ３ ０ ５ ０ ０
ｔ ｔ ｒｉｆ ｅｒｇ ｔ ｔ ｎｗｔ Ｃ ＩＴ ｉ ｓａｉ ｆ ａｏ ｏ ａｚｄｇａｉ ｔ ｅｔ ｏ ａｉ Ｎ Ｖ Ｉ ｈ ｏ ｅ ｎ ｅ ｓ ａ ｏ ｉ Ａ Ｍ ． ｈｓ ｐｔｌｉ ｏ ｔ ｎｉ ｎｒ ｌ ｅ ｒｄ ｎ ｃ ｒ ｎ ｒ ｔ ｎ（ Ｇ Ｆ ） ｅ ｈ ｓ ｉ ｉ ｒｉ ｈ ａ ｎｒ ｉ ｓ ｍ ｉ ｍ ｅ ｖ ｏｉ ｍ ｏ ｆ
Ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｕ ｔ ｏ ｓ ｖ ｒ ｆ ｃ ｉｅ ａ ｄ ｒ ｂ ｓ ， ｎ ｈ ｅ ｉｔ ｔ ｎ ａ ｃ ｒｃ ｅ ｃ ｅ ｕ — ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔｏ ｒｍｅｈ ｄ ｉ ｅ ｅ ｅ ｔ ｎ ｏ ｕ ｔ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｇｓｒ ｉ ｃ ｕ ａ ｙ ｒ ａ ｈ ｓ ｓ ｂ ｉ ｌ ｓ ｙ ｖ ａｏ ｐｘ ｌｓ ｃ ｅ ｓｔｌ ． ｉｅ ｕ ｃ ｓ ｆ ｙ ｄ
Ｋ ｙｗ ｒｓ Ｎ Ｖ ＩＡ ＭＩｉａｅｒｇ ｔ ｔ ｎ ｅ ｏ ｄ ： Ｇ Ｆ ； Ｃ ； ｇ ｉ ｒ ｉ ｍ ｅ ｓａｏ
１ 引 言
但 计 算 量 较 大 。 由 Ｗｅｑ ｇＣ ｅ ｉｉ ｈｎ等 提 出 粗 略 到 ｎ 精 细 的 ＭＩ 准和 Ｘａａ Ｚ ｕｎ 配 ｉ ｉ ｈａｇ等 提 出 的 Ｎ Ｉ ｈ Ｖ 配
Ｉ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｍ ｕ ｕ ｌＩ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｎ ｏ ｍ ｔｏ ｎ ｔ ａ ｎ ｒ ｔｏ ｆ
Ｗ Ｕ ｎ． Ｌｉ ＧＥ Ｙｕｎ
（ ｅａ ｍｅｔ ｆ ｌｃ ｏ ｉ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇ Ｎ ｎｉｇＵ ｉｅｓｙ Ｎ ｎｉｇ １０ ３ Ｃ ｉａ Ｄ ｐｒ ｎ ｏ Ｅｅｔ ｎｃ ｃｅ ｅａ ｄＥ ｇｎｅ ｎ ， ａｊ ｎ ｒｉ ， ａｊ ０ ９ ，ｈｎ ） ｔ ｒ ｎ ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ２
准 方法 得 到启 发 ， 文 提 出 了把 归 一 化 的 Ｇ Ｆ空 间 本 Ｖ 信 息 （ Ｇ Ｆ） Ｎ Ｖ Ｉ 作为 相 似 性 测 度 的配 准 方 法 ， 了减 为
基 于互信 息 的配 准方 法在 医学 图像 配 准 中有广 泛应 用 ， 配准效 果 也不 错 。 由于 该 方 法基 于 图像 的