[发明专利]一种基于B样条和Levenberg-Marquardt优化的快速图像配准方法

摘要

本发明涉及一种基于B样条和Levenberg‑Marquardt优化的快速图像配准方法，本发明将图像配准问题转化为目标函数最小值求解问题，采用三次B样条来模拟图像中的非刚性形变，采用Levenberg‑Marquardt优化方法对问题进行迭代求解，并在Levenberg‑Marquardt方法的基础上，重复利用计算量最大的Jacobian矩阵，引入近似迭代步长，并通过线性搜索寻找近似迭代步长的最佳权重。为了解决迭代过程中正则项系数对收敛速度的影响，本发明还引入了一种自适应的方法来确定系数，通过建立系数的变化与目标函数值的变化之间的相关关系，可以有效加速算法的收敛。

主权项

1.一种基于B样条和快速Levenberg‑Marquardt优化的快速图像配准方法，其特征在于，所述配准方法包括以下步骤：(1)读入浮动图像T和参考图像R，在浮动图像R上增加控制点网格，并定义控制点网格的间距，控制点网格中x方向相邻两个控制点的间距为δx，控制点网格中y方向相邻两个控制点的间距为δy，此时任意一个控制点的位移向量均为0向量；(2)利用B样条基函数，根据控制点网格中控制点的位置计算得到浮动图像中每个像素点的位移向量，根据位移向量计算得到变形后的浮动图像T'；(3)用Levenberg‑Marquardt优化方法对变形后的浮动图像T'的控制点网格位移向量进行更新；(4)重复上述步骤(2)、(3)，直至达到迭代终止条件；迭代终止条件为设定相邻两次迭代相似性测度变化的阈值，若相邻两次迭代相似性测度变化小于该阈值，则判定迭代终止。