[發(fā)明專利]一種基于橢球模型的非剛性醫(yī)學(xué)圖像抗旋轉(zhuǎn)配準(zhǔn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710196526.5
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107038716B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶永鵬;劉朝霞;頊聰;郭鵬;劉建鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 大連外國語大學(xué)
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/00
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11279
• 代理人: 蔣常雪

1.一種基于橢球模型的非剛性醫(yī)學(xué)圖像抗旋轉(zhuǎn)配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)圖像基本變換：對原始圖像進(jìn)行變換，求取圖像的特征點；

2)構(gòu)建圖像的包含特征點的最小矩形域：構(gòu)建最小矩形包含圖像的特征點，以此作為確定待配準(zhǔn)圖像與參考圖像的包含特征點的最小矩形域；

3)以橢球模型對圖像包含特征點的最小矩形域進(jìn)行劃分：以特征矩形域模板的中心為對稱中心，以a(n-i)/n和b(n-i)/n，為長短焦半徑，畫同對稱中心等離心率的橢圓，在特征矩形域的基礎(chǔ)上，畫出n個橢圓環(huán)，分別記作C_i，i＝0,1,2,...,n-1；

以特征矩形域模板的中心為圓心，并設(shè)置為起始點，對每個橢圓環(huán)再進(jìn)行劃分，將橢圓環(huán)C_i按角度均分成n個扇形區(qū)域，共將橢圓形模板劃分為n²個扇形區(qū)，并將橢圓環(huán)內(nèi)每個扇形區(qū)按順時針方向做好標(biāo)記，將其記為n²個扇形區(qū)S_ij，i,j＝0，1，2,...,n-1；

將每個扇形區(qū)內(nèi)截取的環(huán)作為一個單位，每個單位對應(yīng)的灰度值為該扇形區(qū)域內(nèi)所包含的像素灰度的平均值f_ij，每一圓環(huán)輸出n個灰度值，將其構(gòu)成一維數(shù)組f_n(x)；靠近圓心的圓環(huán)包含像素少，中心部分用扇形區(qū)代替扇形環(huán)；

4)確定旋轉(zhuǎn)系數(shù)，實現(xiàn)初次旋轉(zhuǎn)：對旋轉(zhuǎn)前和旋轉(zhuǎn)后得到的一維數(shù)組分別進(jìn)行傅立葉變換，求其幅度譜，用傅立葉變換的幅度譜進(jìn)行相關(guān)計算，尋求各相關(guān)系數(shù)的平均值的最大值，確定第一組旋轉(zhuǎn)系數(shù)，對待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行第一次旋轉(zhuǎn)變換得到圖像I_n；

5)多次重復(fù)旋轉(zhuǎn)：減小橢球劃分模型的參數(shù)n，對待配準(zhǔn)圖像I_n進(jìn)行橢球模型拆分，重復(fù)步驟3)和4)，確定第二組旋轉(zhuǎn)系數(shù)f_n/2，對待配準(zhǔn)圖像I_n進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換得到圖像I_n/2；重復(fù)步驟5)，直至n＝1；

6)當(dāng)n＝1時，對待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行最后一次旋轉(zhuǎn)變換得到圖像I₁，對圖像進(jìn)行插值處理后即得到配準(zhǔn)后圖像。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于橢球模型的非剛性醫(yī)學(xué)圖像抗旋轉(zhuǎn)配準(zhǔn)方法，其特征在于：所述步驟1)中的圖像基本變換方法是基于小波變換的邊緣檢測，即將原始圖像進(jìn)行小波變換，將其分解在不同頻段，找出高頻部分模的極大值后，進(jìn)行篩選從而得到圖像特征點。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于橢球模型的非剛性醫(yī)學(xué)圖像抗旋轉(zhuǎn)配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述步驟2)中構(gòu)建包含特征點的最小矩形域方法包括以下步驟：

a)對圖像初始變換中確定的特征點進(jìn)行判別，如果確是特征點，則將其加入特征點集合A中，構(gòu)建待選點集合B，B初始為空集；

b)選取特征點a₁和a₂作為左上角和右下角，構(gòu)建矩形R_n-1，將A中選中的點移入B中；

c)判斷集合A是否為空集，如果集合A為空集，則得到最小矩形域，算法結(jié)束；如果集合A不為空集，則進(jìn)入下一步；

d)從集合A中選擇點a_i并將其移入集合B中；

e)選擇特征點a_i和集合B中的另一點作為左上角和右下角，構(gòu)建矩形R_n-1，返回步驟c)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于橢球模型的非剛性醫(yī)學(xué)圖像抗旋轉(zhuǎn)配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述計算圖像旋轉(zhuǎn)參數(shù)的方法包括以下步驟：

a)將最小矩形區(qū)域按照橢球模型拆分成同中心橢圓環(huán)；

b)按角度均等拆分橢圓環(huán)為扇形區(qū)域；

c)計算每個扇形區(qū)域的像素灰度平均值f_ij；

d)通過傅里葉變換計算，求取各相關(guān)系數(shù)平均值的最大值f_n。