[发明专利]基于混合模型的前列腺多模态图像非刚性配准方法

摘要

本发明公开了一种基于混合模型的前列腺多模态图像非刚性配准方法，主要解决现有技术对前列腺CT和MRI图像的配准不佳问题。实现步骤为：1)输入前列腺CT和MRI图像，分别对其分割出目标；2)将滤波后的CT和MRI目标图像分别作为参考图像和浮动图像，对这两种图像作金字塔分层；3)对浮动图像进行偏移和逐层迭代，得到初配准图像；4)将参考图像和初配准图像划分控制点网格，移动初配准图像的控制点，根据其位移量得到变换后的图像；5)继续迭代，直到变换后的图像和参考图像相似性最大，得到最终位移量；6)根据最终位移量得到配准图像。本发明提高了复杂形变和多模态图像间的配准精度，可用于对医学CT和MRI图像的处理。

主权项

1.基于混合模型的前列腺多模态图像非刚性配准方法，包括如下步骤：(1)输入前列腺CT图像和前列腺MRI图像，分别用LevelSet方法分割出前列腺CT的目标图像和前列腺MRI的目标图像；(2)将前列腺CT的目标图像进行高斯低通滤波预处理，用该滤波后的图像作为参考图像r，将前列腺MRI的目标图像进行高斯低通滤波预处理，用该滤波后的图像作为浮动图像f；(3)分别将参考图像r和浮动图像f经过五次1/2下采样，按照高分辨率到低分辨率依次降低分为五层，形成从下层到上层分辨率递减的图像高斯金字塔；(4)从图像的最低分辨率开始，运用Symmetric Demons算法对浮动图像进行像素偏移，重复200次得到该层的图像偏移；逐层迭代，将上一层得到的偏移经过2倍上采样作为下一层图像偏移的初始值，直到最高的分辨率，迭代结束；(5)将步骤(4)最后得到的图像偏移作用于浮动图像f，通过线性插值得到初配准图像p；(6)将参考图像r和初配准图像p分别表示为8×8的控制点网格图，网格图中每一个网格交叉点代表一个控制点，横向为X方向，纵向为Y方向，在X方向上网格间距为δ_x，共有n_x个控制点，Y方向上网格间距为δ_y，共有n_y个控制点，用向量φ表示整个控制点网格，其中是X方向第i个，Y方向第j个控制点，1≤i≤n_x，1≤j≤n_y；(7)对于初配准图像p中的每个控制点，在周围四个控制点网格范围内移动，每移动到一个新位置，与之相邻的四个控制点由原位置(x,y)移动到新的位置(x+Δx,y+Δy)，计算位移量(Δx,Δy)^Τ；(8)根据初配准图像p各个控制点的位移量(Δx,Δy)^Τ得到变换后的图像，通过相似性度量函数E计算变换后的图像和参考图像的相似性，直到变换后的图像和参考图像的相似性最大，计算结束，记录最终的各个控制点的位移量；(9)用步骤(8)中得到的最终的各个控制点的位移量更新初配准图像，得到最终的配准图像q，完成图像的配准工作。