[发明专利]一种基于目标物像素投影判断的断层切片图像配准方法

摘要

本发明公开了一种基于目标物像素投影判断的断层切片图像配准方法，首先将参考图像和浮动图像进行二值化处理，将其目标物和背景区分开来，通过将浮动图像按照指定的微小的角度增量旋转，每旋转一次计算浮动图像在每一像素列上目标像素的数目，并计算求其与参考图像每一像素列上目标像素数目之差，将所有差值的绝对值求和，当其值达到最小时判断此时浮动图像的角度配准达到最优，其次对其平移配准，在平面的X和Y方向内，浮动图像在给定的范围内以单个像素为增量进行平动，每平动一次计算浮动图像和参考图像在相同坐标点处都是目标物像素的数目，当其值达到最大时候判断浮动图像已经与参考图像达到比较完美配准。

主权项

一种基于目标物像素投影判断的断层切片图像配准方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤一、对参考图像和浮动图像进行二值化操作，将目标物和背景进行区分；步骤二、以参考图像为基准，对浮动图像进行角度配准操作，得到二值化浮动图像的旋转角度；所述步骤二具体包括：(201)：对经过二值化处理的浮动图像设置其对应的角度旋转范围，当所述浮动图像在所述角度旋转范围内旋转时，浮动图像将有机会与参考图像的角度一致；(202)：在(201)设定的角度旋转范围内，对经过二值化处理的浮动图像设置其对应的旋转角度增量，浮动图像以旋转角度增量不停的旋转，每旋转一次分别计算二值化浮动图像和二值化参考图像上每一像素列上目标像素的数目；(203)：根据(202)得出的二值化参考图像和二值化浮动图像每一列的目标物像素数，列出两个向量表达式：R＝[R(1),R(2)……R(P)]，F＝[F(1),F(2)……F(P)]；其中，向量R表示二值化参考图像中每一列的目标物像素数，向量F表示二值化浮动图像中每一列的目标物像素数，P表示列数；(204)：将步骤(203)中，两个向量表达式中前面的0元素全部去除，使得第一个非零元素作为向量的第一个元素；(205)：在经过(204)处理的向量中截取其前N个元素，使得这N个元素均能将目标物包含在内，最终得出如下向量表达式：R'＝[R'(1),R'(2),R'(3)……R'(N‑2),R'(N‑1),R'(N)]；F'＝[F'(1),F'(2),F'(3)……F'(N‑2),F'(N‑1),F'(N)]；其中，R'和F'分别为R和F对应的变化后表达形式；(206)：每旋转一次浮动图像分别计算向量R'与F'各对应元素之差的绝对值之和，即表达式到关于M的一个向量：M＝[M(1),M(2),M(3),……M(j‑2),M(j‑1),M(j)]；向量M的元素的个数即浮动图像所旋转的次数，找出向量M所有元素中值最小的元素M(k)＝min[M(1),M(2),M(3),……M(j‑2),M(j‑1),M(j)]，当M的取值为M(k)时，浮动图像矫正完毕；步骤三、以参考图像为基准，对浮动图像进行平移配准操作，得到二值化浮动图像在平面内横向和纵向移动的距离，具体包括：(301)：给定二值化浮动图像在X轴和Y轴方向移动的范围，在此范围内浮动图像将有机会与参考图像重叠；(302)：在浮动图像的移动过程中，计算浮动图像和参考图像在相同的坐标点都是目标物像素点的像素数S；(303)：经过步骤(302)得出一个关于S值分布的向量：[S(1)，S(2)，S(3)，……S(k‑2)，S(k‑1)，S(k)]；求得其最大值：S(m)＝max[S(1)，S(2)，S(3)，……S(k‑2)，S(k‑1)，S(k)]；在二值化浮动图像平动的过程中，当S的取值为S(m)时，二值化浮动图像与参考图像实现配准；步骤四、将所得到的二值化浮动图像旋转的角度以及在平面内横向和纵向移动的距离分别运用于实际原图像中，使得其按照指定的角度和距离进行旋转和平动，矫正原浮动图像，使其与参考图像实现配准。