[發明專利]基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準方法及裝置有效
| 申請號： | 201910565742.1 | 申請日： | 2019-06-27 |
| 公開（公告）號： | CN112150404B | 公開（公告）日： | 2023-10-27 |
| 發明（設計）人： | 秦斌杰;傅澤山 | 申請（專利權）人： | 上海交通大學 |
| 主分類號： | G06T7/00 | 分類號： | G06T7/00;G06T7/30;G06T3/40 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 翁惠瑜 |
| 地址： | 200030 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 聯合 顯著 全局 局部 剛性 圖像 方法 裝置 | ||
1.一種基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準方法，其特征在于，該方法基于預訓練的圖像配準模型對待配準的參考圖像和浮動圖像進行處理，獲得精確重建形變場，所述圖像配準模型包括基于無監督誤差函數的全局粗糙估計網絡和局部精確重建網絡，所述精確重建形變場的具體獲得步驟包括：
S1：拼接所述參考圖像和浮動圖像，輸入到全局粗糙估計網絡，得到粗糙形變場；
S2：基于粗糙形變場和浮動圖像進行插值，獲取形變圖像；對形變圖像和參考圖像進行聯合顯著圖提取，獲取聯合顯著圖；
S3：拼接聯合顯著圖和粗糙形變場，輸入局部精確重建網絡，獲取精確重建形變場。
2.根據權利要求1所述的一種基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準方法，其特征在于，所述無監督誤差函數的表達式為：
式中，L為無監督誤差函數，IM(x,y)為浮動圖像，IF(x,y)為參考圖像，(u,v)為二維精確重建形變場水平與垂直分量，Φ(·)為光滑罰函數，為梯度算子。
3.根據權利要求1所述的一種基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準方法，其特征在于，所述步驟S2中，聯合顯著圖提取的過程包括以下步驟：
S201：計算形變圖像的梯度圖像，并構造形變圖像平滑結構張量；計算參考圖像的梯度圖像，并構造參考圖像平滑結構張量；
S202：基于形變圖像平滑結構張量，計算形變圖像的顯著圖，基于參考圖像的平滑結構張量，計算參考圖像的顯著圖；
S203：計算形變圖像平滑結構張量和參考圖像平滑結構張量之差，并進行歸一化，獲取歸一化聯合顯著圖矩陣。
4.根據權利要求3所述的一種基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準方法，其特征在于，所述步驟S201中，平滑結構張量的構造公式為：
式中，GTW為形變圖像平滑結構張量，為形變圖像的梯度圖像，GTF為參考圖像平滑結構張量，為參考圖像的梯度圖像。
5.根據權利要求3所述的一種基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準方法，其特征在于，所述步驟S202中，顯著圖的計算具體為采用結構張量距離公式計算圖像每點與其周圍3×3鄰域點的顯著度值。
6.根據權利要求5所述的一種基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準方法，其特征在于，所述結構張量距離公式的表達式為：
式中，Tr(·)為矩陣的跡，T1和T2為兩個輸入張量。
7.根據權利要求5所述的一種基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準方法，其特征在于，所述顯著圖的計算表達式為：
式中，SW(x,y)為形變圖像在點(x,y)的顯著度值，GTW(i,j)為形變圖像在點(i,j)上的張量值，N3為3×3的鄰域點，GTW(x,y)為形變圖像在(x,y)的顯著度值，||·||D為結構張量距離公式。
8.根據權利要求3所述的一種基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準方法，其特征在于，所述步驟S203中，歸一化聯合顯著圖矩陣的獲取表達式為：
式中，JS(IW,IF)為形變圖像和參考圖像的歸一化聯合顯著圖矩陣，SW為形變圖像的顯著圖，SF為參考圖像的顯著圖。
9.一種基于聯合顯著圖的全局到局部非剛性圖像配準裝置，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，處理器調用所述計算機程序執行如權利要求1～8任一所述的方法的步驟。
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