第1章 绪论 1
1.1图像配准概述 1
1.1.1图像配准的数学定义 2
1.1.2图像配准的基本框架 3
1.1.3图像配准方法的分类 4
1.1.4图像配准的步骤 6
1.2图像配准在医学领域的应用 8
1.2.1医学图像配准的发展历史 8
1.2.2配准技术的应用 8
1.2.3医学图像配准的国内外研究现状和面临的问题 9
1.2.4医学图像的配准方法 10
1.2.5常用的医学图像配准技术及其应用 10
1.3全书框架 12
参考文献 13
第2章 特征空间和搜索空间 17
2.1特征空间 17
2.1.1点检测 17
2.1.2线检测 19
2.1.3 Hough变换 20
2.1.4边缘检测 24
2.1.5水平集 43
2.2搜索空间 50
2.2.1平移变换 51
2.2.2旋转变换 52
2.2.3缩放变换 55
2.2.4仿射变换 56
参考文献 61
第3章 搜索策略 64
3.1一维搜索算法 64
3.1.1黄金分割法 64
3.1.2进退法 64
3.1.3抛物线法 65
3.1.4 Brent方法 66
3.2 Powell算法 67
3.2.1基本Powell算法实现 67
3.2.2改进的Powell算法 67
3.3遗传算法 68
3.4蚁群算法 74
3.5物理模型 76
3.6光流场模型 78
参考文献 79
第4章 医学图像配准 80
4.1配准对象分类 80
4.1.1基于成像模式 80
4.1.2基于主体来源 80
4.1.3基于图像特征 81
4.2基本原理 81
4.2.1算法框架 81
4.2.2算法流程 82
4.3典型算法分类 88
4.3.1像素级配准 90
4.3.2特征级配准 90
4.3.3基于形变模型的配准 91
4.4图像配准质量评价 93
4.4.1配准评价指标 93
4.4.2评价方法 94
参考文献 95
第5章 刚性医学图像配准算法及其实现 99
5.1基于遗传算法的医学图像配准算法 100
5.1.1算法思想与步骤 100
5.1.2边缘提取 101
5.1.3参数搜索 106
5.1.4实验和结果分析 109
5.2基于点集匹配的医学图像配准算法 111
5.2.1算法思想与步骤 111
5.2.2特征点提取 112
5.2.3特征点匹配 114
5.2.4实验和结果分析 119
5.3基于互信息的3D图像配准 120
5.3.1算法思想与步骤 120
5.3.2相似性度量 123
5.3.3 3D变换参数估计 124
5.3.4优化搜索策略 125
5.3.5互信息配准 128
5.3.6实验和结果分析 130
参考文献 143
第6章 非刚性医学图像配准算法及其实现 145
6.1基于B样条的弹性医学图像配准 145
6.1.1算法思想与步骤 145
6.1.2 B样条函数 146
6.1.3相似性度量 148
6.1.4参数优化 151
6.1.5实验和结果分析 151
6.2基于三角形网格的非刚性医学图像配准算法 154
6.2.1算法思想与步骤 154
6.2.2全局刚性配准 155
6.2.3特征点提取 160
6.2.4特征点匹配 164
6.2.5局部精确配准 168
6.2.6实验和结果分析 169
6.3基于光流场模型的非刚性医学图像配准算法 173
6.3.1算法思想与步骤 173
6.3.2特征向量提取 174
6.3.3特征向量匹配 177
6.3.4粗配准 178
6.3.5精配准 178
6.3.6实验和结果分析 181
参考文献 186
第7章 配准图像在图像融合中的应用 189
7.1像素级医学图像融合 189
7.1.1加权平均法 189
7.1.2对比度调制法 190
7.1.3基于图像分割的图像融合 194
7.1.4小波域图像融合 197
7.1.5 Contourlet域图像融合 203
7.2特征级医学图像融合 209
7.2.1基于纹理提取的图像融合算法 209
7.2.2基于聚类划分的图像融合方法 215
7.3融合图像结果评价 221
7.3.1主观评价 222
7.3.2客观评价 222
7.3.3评价指标选取 228
7.3.4小结 229
参考文献 230
第8章 配准图像在多维可视化中的应用 233
8.1医学图像三维可视化技术 233
8.1.1概述 233
8.1.2面绘制方法 234
8.1.3体绘制方法 240
8.1.4其他方法 247
8.2三维可视化交互技术 248
8.2.1多平面切割 248
8.2.2任意平面切割 250
8.2.3长方体切割 254
8.2.4三维空间定量测量 255
8.2.5三维可视化演示 257
8.3医学图像四维可视化技术 265
8.3.1概述 265
8.3.2空间分割算法 266
8.3.3心电门控技术 268
8.4心脏的四维可视化 274
8.4.1心脏CT数据采集 274
8.4.2心脏的四维可视化 274
8.4.3四维心脏VR实现 275
8.4.4四维心脏最大密度投影 276
8.4.5四维可视化效果 277
8.5感兴趣区域四维可视化 280
8.5.1局部冠状动脉仿真 281
8.5.2感兴趣体积提取 283
参考文献 292
第9章 配准图像在虚拟内窥镜中的应用 294
9.1概述 294
9.2图像分割 295
9.2.1阈值分割 296
9.2.2区域生长分割 298
9.2.3模糊聚类法 299
9.2.4边缘检测分割法 299
9.2.5实验结果与分析 300
9.3路径规划 300
9.3.1中心线规划技术 301
9.3.2 DFB距离变换法 303
9.3.3虚拟相机 306
9.3.4系统实现 308
9.4三维重建 309
9.4.1概述 309
9.4.2基于光线投射算法的体绘制方法 310
9.4.3中心路径特性 311
9.4.4基于DFB场的中心线自动提取算法 312
9.4.5算法改进 317
9.4.6提取中心线 321
9.5虚拟内窥镜自动漫游 322
9.5.1路径平滑 322
9.5.2虚拟漫游实现 323
参考文献 325