基于边缘特征点互信息熵的医学图像配准方法
作者:
作者简介:

魏本征(1976-),男,教授,工学博士,硕士研究生导师,研究方向:医学图像处理、模式识别和医学信息工程,E-mail:wbz99@sina.com;甘洁(1971-),男,主任医师、教授,医学硕士,硕士研究生导师,研究方向:神经影像学及CT、MR综合影像学诊断,E-mail:gonjie000@sina.com;尹义龙(1972-),男,教授,工学博士,博士研究生导师,研究方向:机器学习、数据挖掘、计算医学和生物特征识别,E-mail:ylyin@sdu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(U1201258,61572300)资助项目;山东省自然科学基金(ZR2015FM010)资助项目;山东高校科技计划(J15LN20)资助项目;山东省中医药科技发展计划(2015-026)资助项目。


Medical Image Registration Based on Mutual Information Entropy Combined with Edge Correlation Feature
Author:
  • Wei Benzheng, Gan Jie, Yin Yilong

    Wei Benzheng, Gan Jie, Yin Yilong

    1. College of Science and Technology, Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan, 250355, China;
    2. Computational Medicine Lab, Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan, 250355, China;
    3. Department of Radiology, Second Affiliated Hospital of Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan, 250001, China;
    4. School of Computer Science and Technology, Shandong University, Jinan, 250100, China
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    摘要:

    基于互信息熵的图像配准方法已经被广泛应用于医学图像配准中,为克服互信息配准方法的不足,结合图像空间结构信息,本文提出一种基于边缘特征点互信息熵的医学图像配准方法,设计了包括互信息熵、图像空间结构和形状特征点等多信息融合的配准新测度。算法首先采用改进的形态学梯度提取医学图像边缘轮廓;然后构造了以边缘区域特征和梯度信息为基础的特征点互信息能量函数,并通过最小化能量函数来获取配准参数;最后,结合梯度下降法优化策略,实现图像配准。实验研究表明,该方法在保证了配准精度的同时,配准速度较快、鲁棒性较好、综合性能优良,具有一定的临床推广价值。

    Abstract:

    Image registration is a valuable technique for medical diagnosis and treatment. Due to the inferiority of image registration using maximum mutual information, a new hybrid method of multimodality medical image registration based on mutual information of spatial information is proposed. The new measure that combines mutual information, spatial information and feature characteristics, is proposed. Edge points are used as features and obtained from a morphology gradient detector. Feature characteristics like location, edge strength and orientation are taken into account to compute a joint probability distribution of corresponding edge points in two images. Mutual information based on this function is minimized to find the best alignment parameters. Finally, the translation parameters are calculated by using a gradient descent algorithm. The experimental results demonstrate the high validation precision and excellent accelerating capability of the algorithm.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

魏本征, 甘洁, 尹义龙.基于边缘特征点互信息熵的医学图像配准方法[J].数据采集与处理,2018,33(2):248-258

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  • 收稿日期:2016-06-29
  • 最后修改日期:2016-12-15
  • 在线发布日期: 2018-07-09