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医学图像配准技术及其研究进展 被引量:13
1
作者 于颖 聂生东 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2009年第6期1485-1489,共5页
目的:对近年来的医学图像配准技术及其研究进展情况进行详尽地综述和讨论,从而为开展医学图像配准技术在医学图像三维重建、医学图像可视化和定量分析方面的研究提供参考。方法:首先,查阅国内外近年来医学图像配准技术研究的权威文献;然... 目的:对近年来的医学图像配准技术及其研究进展情况进行详尽地综述和讨论,从而为开展医学图像配准技术在医学图像三维重建、医学图像可视化和定量分析方面的研究提供参考。方法:首先,查阅国内外近年来医学图像配准技术研究的权威文献;然后,深入分析和研究这些文献所介绍方法的特点、存在的问题,并针对存在的问题提出可能的解决方案。结果:通过对近年来医学图像配准算法的最新研究进展情况进行深入细致地分析和讨论,在比较了一些典型算法的特点及其应用的基础上,对医学图像配准技术的发展进行了展望。结论:使用最优化策略改进图像配准质量以及对非刚体图像配准的研究是今后医学图像配准的发展方向。 展开更多
关键词 医学图像配 体配 体配 算法评估
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基于互信息的多分辨率三维脑图像配准方法 被引量:2
2
作者 任海萍 吴文凯 +1 位作者 杨虎 陈盛祖 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 2002年第4期599-601,共3页
在 3 D多模医学图像的配准方法中 ,最大互信息法精度高、鲁棒性强、使用范围广。本文将归一化互信息作为相似性测度 ,采用不同的采样范围和采样子集 ,使用 Powell多参数优化法和 Brent一维搜索算法对 3 D CT、MR和 PET脑图像进行了刚体... 在 3 D多模医学图像的配准方法中 ,最大互信息法精度高、鲁棒性强、使用范围广。本文将归一化互信息作为相似性测度 ,采用不同的采样范围和采样子集 ,使用 Powell多参数优化法和 Brent一维搜索算法对 3 D CT、MR和 PET脑图像进行了刚体配准。为了加快配准速度 ,使用了多分辨的金字塔方法。对 PET图像采用基于坐标的阈值选取方法对图像进行分割预处理 ,消除了大部分放射状背景伪影。 展开更多
关键词 脑图像 归一化互信息 医学图像处理 体配 生物医学工程 Brent一维搜索算法 Powell多参数优化法
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基于图像非线性配准的MRI几何失真校正 被引量:3
3
作者 於锋 於文雪 《生物医学工程研究》 2006年第4期239-242,共4页
采用图像非线性配准的方法,对MRI存在的几何失真进行校正,先选取与MRI具有共同解剖结构且基本无几何失真的CT图像,作为配准校正的目标基准图像,将MRI与CT图像进行刚体配准,然后采用人工选点的方法,寻找CT图像和MRI中的对应标记点集,用... 采用图像非线性配准的方法,对MRI存在的几何失真进行校正,先选取与MRI具有共同解剖结构且基本无几何失真的CT图像,作为配准校正的目标基准图像,将MRI与CT图像进行刚体配准,然后采用人工选点的方法,寻找CT图像和MRI中的对应标记点集,用改进的弹体样条函数进行全局非线性配准。结果表明:弹体样条变换具有较强的非线性校正能力,较好地实现了二维MRI的几何失真校正。我们采用的变换模型有效可行,并可用于三维失真图像的校正。 展开更多
关键词 几何失真 体配 弹体样条 非线性配 校正
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一种简单的医学图像刚体配准方法 被引量:1
4
作者 罗芬木 《计算机技术与发展》 2009年第4期210-212,216,共4页
医学图像配准技术是当前医学图像处理研究的热点。从二维医学图像的刚体变换出发,针对单模态医学图像的配准,研究了基于投影的医学图像配准方法。该方法通过二值化参考图像和浮动图像,沿X轴和Y轴投影得到投影向量,然后根据投影向量元素... 医学图像配准技术是当前医学图像处理研究的热点。从二维医学图像的刚体变换出发,针对单模态医学图像的配准,研究了基于投影的医学图像配准方法。该方法通过二值化参考图像和浮动图像,沿X轴和Y轴投影得到投影向量,然后根据投影向量元素的大小和位置,分别检测图像间旋转、平移运动的大小。仿真实验证明,该方法不失为一种简单有效的图像配准方法。 展开更多
关键词 医学图像 体配 投影
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刚体位姿加权配准问题的线性近似求解方法 被引量:1
5
作者 吴聊 杨向东 +2 位作者 徐静 缪东晶 陈恳 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1424-1428,共5页
为了提高刚体位姿配准问题的求解精度,利用附加在数据点上的综合噪声的马氏距离来构造优化目标函数,使更加可靠的点和方向被赋予更大的权重,将未加权配准问题转化为加权配准问题。针对该问题提出了一种线性近似求解方法,先将平移向量表... 为了提高刚体位姿配准问题的求解精度,利用附加在数据点上的综合噪声的马氏距离来构造优化目标函数,使更加可靠的点和方向被赋予更大的权重,将未加权配准问题转化为加权配准问题。针对该问题提出了一种线性近似求解方法,先将平移向量表达为旋转矩阵的函数,然后用李代数来近似旋转矩阵,消除旋转矩阵的非线性约束,通过迭代求解出最优解。3组仿真实验表明,相对于另外3种方法,该方法可以得到更为精确的配准结果,尤其适用于对配准精度要求较高的应用场合。 展开更多
关键词 体配 线性近似 非均匀 异向
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基于自由变形法的多模态医学图像的配准与融合 被引量:6
6
作者 何元烈 陈萍 +3 位作者 田联房 王立非 叶广春 毛宗源 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期672-677,共6页
本研究提出了一种自动识别颈部PET-CT图像特征点的算法,它应用自由变形(FFD)方法以CT图像的特征点为参考使PET图像产生变形,再结合最大互信息法对颈部PET与CT图像进行非刚体配准,最后用改进的小波图像融合法把两者进行融合得出视觉效果... 本研究提出了一种自动识别颈部PET-CT图像特征点的算法,它应用自由变形(FFD)方法以CT图像的特征点为参考使PET图像产生变形,再结合最大互信息法对颈部PET与CT图像进行非刚体配准,最后用改进的小波图像融合法把两者进行融合得出视觉效果比较理想的融合图像。经实际计算得出的变形PET图像与对应CT图像的互信息量大于原始PET图像,并且最后用改进的小波图像融合法得出的融合图像的信息量比一般小波融合大,由此证明本研究所用方法是有效的。 展开更多
关键词 自由变形 体配 小波融合 最大互信息法 医学图像
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基于B样条插值函数的人脑MR图像非刚体配准方法 被引量:6
7
作者 荣成城 周健 罗立民 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2007年第1期78-83,共6页
提出了一种B样条插值函数结合图像特征标记的人脑MR图像非刚体配准方法。图像的特征标记选取图像的内外部轮廓来描述,目标和源特征之间的对应关系通过距离图来自动获得。形变过程采用B样条曲面函数插值来完成。通过多级B样条插值方法,... 提出了一种B样条插值函数结合图像特征标记的人脑MR图像非刚体配准方法。图像的特征标记选取图像的内外部轮廓来描述,目标和源特征之间的对应关系通过距离图来自动获得。形变过程采用B样条曲面函数插值来完成。通过多级B样条插值方法,即先全局计算后局部细化的方法来逐步优化形变结果。实验表明,该算法在不失准确度的前提下,具备较快的计算速度。 展开更多
关键词 体配 距离图 B样条 局部细化
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三维CT层间图像超分辨重建与修复 被引量:7
8
作者 林毓秀 刘慧 +1 位作者 刘绍玲 张彩明 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期919-929,共11页
CT图像在疾病诊断、癌症精准放疗阶段发挥着重要的作用.然而,受X射线剂量的限制以及现有医疗设备等因素的影响,三维CT图像成像采样间距较大,层间分辨率远低于层内分辨率.为提高CT图像的层间分辨率,避免因相邻层CT图像之间存在较大差异... CT图像在疾病诊断、癌症精准放疗阶段发挥着重要的作用.然而,受X射线剂量的限制以及现有医疗设备等因素的影响,三维CT图像成像采样间距较大,层间分辨率远低于层内分辨率.为提高CT图像的层间分辨率,避免因相邻层CT图像之间存在较大差异对超分辨率重建造成干扰,提出一种在相邻CT图像序列切片间利用上下层的配准信息插值出一个新的中间切片,并对插值得到的中间切片进行修复的方法.首先,利用CLG-TV光流估计模型配准算法估计相邻2幅CT图像之间的像素运动,得到一个稠密的光流场,从而获得2个连续切片之间精确的像素对应关系,并依据新切片位置对速度矢量进行缩放;然后,利用计算出的速度场在连续2幅图像之间生成初始插值图像.由于相邻切片之间的像素难以一一对应,插值后的图像通常存在像素缺失现象.最后利用序列图像的帧间非局部自相似性,通过求解最优化问题以修复插值图像中像素丢失的区域.在DIR-Lab实验室和山东省医学影像学研究所提供的数据集上的实验结果表明,与其他经典方法相比,文中方法能够生成高质量的中间CT切片,在定量和定性上提高了层间分辨率. 展开更多
关键词 三维CT图像 体配 非局部自相似块 反距离权重 图像修复
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基于改进ICP算法的三维点云刚体配准方法 被引量:7
9
作者 汪霖 郭佳琛 +3 位作者 张璞 万腾 刘成 杜少毅 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期183-190,共8页
针对含有噪声和外点的三维点云刚体配准问题,由于迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法的配准精度较低,为此,该文提出了一种基于改进ICP算法的三维点云刚体配准方法。考虑到伪Huber损失函数对噪声和外点不敏感、鲁棒性强,首先,... 针对含有噪声和外点的三维点云刚体配准问题,由于迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法的配准精度较低,为此,该文提出了一种基于改进ICP算法的三维点云刚体配准方法。考虑到伪Huber损失函数对噪声和外点不敏感、鲁棒性强,首先,建立了基于伪Huber损失函数的三维点云刚体配准模型。其次,利用RGB-D点云数据中颜色信息辅助建立点云对应关系,以提高改进ICP算法中对应点匹配的准确性。最后,结合奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和Levenberg-Marquardt(LM)的优化算法对三维点云刚体配准模型进行优化求解。实验结果表明,该文所提三维点云刚体配准方法的配准精度高,能够有效抑制噪声和外点对配准精度的影响。 展开更多
关键词 三维点云体配 伪Huber损失函数 RGB-D点云数据 噪声和外点
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基于MRF模型的多模态图像配准技术研究 被引量:4
10
作者 袁桂霞 《现代电子技术》 北大核心 2018年第1期57-61,66,共6页
在医学图像处理领域中,医学图像配准技术极其重要,其价值体现在临床医学中对图像处理技术的应用。在解决多模态图像配准的相关问题时,基于互信息方法的应用最广泛,但在某些特定的应用中该方法受到的约束仍然较多。针对这一情况,提出一... 在医学图像处理领域中,医学图像配准技术极其重要,其价值体现在临床医学中对图像处理技术的应用。在解决多模态图像配准的相关问题时,基于互信息方法的应用最广泛,但在某些特定的应用中该方法受到的约束仍然较多。针对这一情况,提出一种新的医学图像配准算法,模态变换的引入作为此研究算法的基础,之后新的马尔可夫能量函数则根据两幅通过模态变换后的图像矩阵以及原配准图像得以构建。同时,为了优化能量函数引入了一种改进的梯度下降算法,从而得到配准结果。最后,运用不同的医学图像进行配准实验来验证该算法,通过实验证明该配准算法具有良好的有效性及抗噪性能。 展开更多
关键词 图像配 模态变换 马尔可夫随机场 梯度下降算法 体配 图像矩阵
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基于粘滞流体B样条模型的快速非刚体配准方法 被引量:2
11
作者 荣成城 周健 +1 位作者 曹国刚 罗立民 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期712-717,共6页
基于粘滞流体模型的非刚体配准算法是一种适合个体差异较大配准场合的方法。其关键步骤为求解偏微分运动方程组,但原始算法中采用直接离散结合同步超松弛(SOR)的方法相当耗时。为了缩短求解时间,提出一种基于粘滞流体B样条模型的快速方... 基于粘滞流体模型的非刚体配准算法是一种适合个体差异较大配准场合的方法。其关键步骤为求解偏微分运动方程组,但原始算法中采用直接离散结合同步超松弛(SOR)的方法相当耗时。为了缩短求解时间,提出一种基于粘滞流体B样条模型的快速方法。首先利用B样条对速度场进行建模,将方程组未知量转为B样条系数,减小计算负担;接着利用B样条的一些重要性质,推导出基于快速傅里叶变换(FFT)的B样条系数求解方法,进一步加快求解速度。实验结果表明,新算法在保持原始算法相同配准精度的同时,具有很快的计算速度。 展开更多
关键词 体配 粘滞流体模型 B样条 FFT大尺度形变
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基于互信息和薄板样条的医学图像弹性配准方法研究 被引量:2
12
作者 曹国刚 罗立民 《中国医疗器械杂志》 CAS 2009年第1期11-14,共4页
该文介绍了一种基于互信息和薄板样条变换的医学图像弹性自动配准方法。该方法首先利用互信息将图像进行全局配准,然后将图像分块进行配准,选取子块配准前后的中心点作为薄板样条变换的标记点,实现图像弹性自动配准。实验结果表明,该方... 该文介绍了一种基于互信息和薄板样条变换的医学图像弹性自动配准方法。该方法首先利用互信息将图像进行全局配准,然后将图像分块进行配准,选取子块配准前后的中心点作为薄板样条变换的标记点,实现图像弹性自动配准。实验结果表明,该方法与单纯利用互信息进行刚体配准相比,能够明显提高图像配准精度,并在薄板样条变换中实现了标记点自动选取,降低了标记点选取的难度,能更好地满足临床需求。 展开更多
关键词 互信息 薄板样条 医学图像 体配
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光流场模型用于非刚性医学图像配准 被引量:2
13
作者 林存花 陈海峰 《电子科技》 2011年第4期53-56,共4页
采用一种窗口化的光流配准方法,实现了非刚性医学图像的配准。该方法通过调整窗口函数大小来控制对图像造成的模糊程度,同时采用图像的塔式分解,解决了Horn光流场不能处理大位移的问题。实验结果表明,文中方法可以满足医学图像对于配准... 采用一种窗口化的光流配准方法,实现了非刚性医学图像的配准。该方法通过调整窗口函数大小来控制对图像造成的模糊程度,同时采用图像的塔式分解,解决了Horn光流场不能处理大位移的问题。实验结果表明,文中方法可以满足医学图像对于配准精度要求,具有较高的运行效率。 展开更多
关键词 体配 光流场 窗口函数
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基于图像配准的古代西夏文活字印刷术鉴别方法 被引量:1
14
作者 林玉萍 毕泊 +1 位作者 孙飞鹏 李策 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第4期97-101,共5页
古代西夏活字印本考是现存世界上最早的活字印刷品,然而由于活字聚版不精或活字不规范而造成的字形歪斜、字列不正,对活字印刷术的鉴别研究是一种莫大的考验.针对上述问题,提出一种基于图像配准技术的西夏文活字鉴别方法.该方法首先提... 古代西夏活字印本考是现存世界上最早的活字印刷品,然而由于活字聚版不精或活字不规范而造成的字形歪斜、字列不正,对活字印刷术的鉴别研究是一种莫大的考验.针对上述问题,提出一种基于图像配准技术的西夏文活字鉴别方法.该方法首先提取字符图像的边缘特征点,然后根据仿射迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法的配准结果来度量字符图像的形状相似性,并在此基础上建立一个连接相似图像的启发树结构,最后通过一致点漂移(coherent point drift,CPD)方法完成图像的非刚体配准.该配准结果能有效地实现西夏文的活字印刷术的鉴别,实验结果表明,与最新方法相比,本文算法具有精度高的特点. 展开更多
关键词 西夏文 活字印刷术 图像配 启发树 体配
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基于非刚体配准的体数据插值重建方法 被引量:1
15
作者 朱杨兴 鲍旭东 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2006年第6期412-415,457,共5页
三维图像的处理和操作需要将一般的断层序列插值成为具有各坐标轴一致的分辨率的体数据,而目前最常用的线性插值方法在层间距较大时会导致图像边缘模糊和出现伪影。Penney根据现有的非刚体匹配方法,提出了利用图像形变场数据的插值算法... 三维图像的处理和操作需要将一般的断层序列插值成为具有各坐标轴一致的分辨率的体数据,而目前最常用的线性插值方法在层间距较大时会导致图像边缘模糊和出现伪影。Penney根据现有的非刚体匹配方法,提出了利用图像形变场数据的插值算法,大大提高了层间插值的质量。本文对Penney提出的算法进行了两方面的改进,在配准过程中用简单的单射性约束取代了复杂的平滑性约束,用邻域平均算法替代Penney使用的最邻近直线插值方法,并将新算法的实验结果与原算法、线性插值进行了对比。新算法在保持高质量插值的前提下提高了计算速度。该算法可以应用于精度要求比较高的体数据插值重建过程。 展开更多
关键词 图像插值 体配 体数据重建
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基于非刚体配准的多分辨率B样条层间插值方法 被引量:1
16
作者 朱杨兴 鲍旭东 《生物医学工程研究》 2005年第4期232-236,共5页
三维图像的处理和操作需要将一般的断层序列插值成为具有各坐标轴一致的分辨率的体数据,而目前最常用的线性插值方法在层间距较大时会导致图像边缘模糊和出现伪影。Penney根据现有的非刚体匹配方法,提出了利用图像形变场数据的插值算法... 三维图像的处理和操作需要将一般的断层序列插值成为具有各坐标轴一致的分辨率的体数据,而目前最常用的线性插值方法在层间距较大时会导致图像边缘模糊和出现伪影。Penney根据现有的非刚体匹配方法,提出了利用图像形变场数据的插值算法,明显提高了层间插值的质量。本研究对Penney提出的算法进行了改进,用多分辨率B样条拟合插值方法替代Penney使用的最邻近直线插值方法,并将新算法的实验结果与原算法、线性插值进行了对比。新算法既保持了高质量插值又提高了计算速度,并且使生成的图像达到了C2平滑。此算法可用于精度要求比较高的体数据插值重建过程。 展开更多
关键词 图像插值 体配 体数据重建 多分辨率B样条
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非刚体配准在肝癌手术中的应用 被引量:1
17
作者 唐宋元 王涌天 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期369-370,373,共3页
提出了一种在由MR图像引导的肝癌手术中对癌症肿块定位的方法。该方法采用非刚体配准技术,将手术前获得的含有清晰肝癌肿块的CT图像与手术中实时获得的MR图像配准,从而确定MR图像中的癌症肿块的位置。该方法分为三个步骤:将CT和MR图像... 提出了一种在由MR图像引导的肝癌手术中对癌症肿块定位的方法。该方法采用非刚体配准技术,将手术前获得的含有清晰肝癌肿块的CT图像与手术中实时获得的MR图像配准,从而确定MR图像中的癌症肿块的位置。该方法分为三个步骤:将CT和MR图像中的肝脏部位分割出来;对分割后的图像采用仿射变换进行粗配准;采用自由形变模型对图像进行精确配准。配准后肝脏表面的距离误差在1.5mm之内;通过视觉检查,其结果令人十分满意。 展开更多
关键词 体配 MR和CT图像 肝癌手术
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一种颅脑MR影像的LBM三维非刚体配准方法 被引量:1
18
作者 郑翔 同鸣 曹阳 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期125-131,共7页
为了提高三维医学影像的配准性能,利用两幅影像的灰度差生成驱动体素点形变的外力,通过格子玻尔兹曼方法(LBM)模拟外力控制下的体素点形变轨迹,将三维医学影像配准过程转换为粘滞流体的流动过程,提出了一种颅脑核磁共振影像的LBM三维非... 为了提高三维医学影像的配准性能,利用两幅影像的灰度差生成驱动体素点形变的外力,通过格子玻尔兹曼方法(LBM)模拟外力控制下的体素点形变轨迹,将三维医学影像配准过程转换为粘滞流体的流动过程,提出了一种颅脑核磁共振影像的LBM三维非刚体配准新方法.文中建立了三维处理的含外力项可压缩的LBM方程,并定义了边界条件和微分同胚条件.实验结果表明,所提方法比同类方法具有更好的性能. 展开更多
关键词 格子玻尔兹曼模型 医学影像 体配 粘滞流体 微分同胚
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LBM的医学影像非刚体配准新方法 被引量:1
19
作者 同鸣 曹阳 +1 位作者 何梦玥 张建龙 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期6-13,共8页
为了提高医学影像的配准性能,利用流体粒子运动可以模拟任意自由复杂形变的特性,将医学影像配准问题转化为粘滞流体力学物理问题,提出了一种基于离散格子玻耳兹曼方法(LBM)的非刚体配准新方法.配准过程是把浮动影像、目标影像和浮动影... 为了提高医学影像的配准性能,利用流体粒子运动可以模拟任意自由复杂形变的特性,将医学影像配准问题转化为粘滞流体力学物理问题,提出了一种基于离散格子玻耳兹曼方法(LBM)的非刚体配准新方法.配准过程是把浮动影像、目标影像和浮动影像的灰度差以及像素点分别视为粘滞流体、外力以及流体粒子,通过LBM方程模拟浮动影像像素点在外力作用下的流动,使影像产生位移场,发生形变.当两幅影像的灰度值接近一致时,外力消失,流体流动停止,影像达到配准.建立了含外力项的粘性可压缩LBM方程,并对边界条件、初始条件和速度模值进行了定义.实验结果表明,文中方法与同类方法相比,配准性能得到了全面提升,提高了配准效率,适合大形变配准场合. 展开更多
关键词 生物影像处理 格子玻耳兹曼模型 医学影像 体配 粘滞流体
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基于局部仿射配准的鲁棒非刚体配准算法
20
作者 熊磊 吴礼洋 +2 位作者 杜少毅 毕笃彦 方挺 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期920-927,共8页
针对传统点集非刚体配准算法对复杂局部形变数据配准精度低,收敛速度慢等问题,该文提出一种基于局部仿射配准的鲁棒非刚体配准算法。该算法采用分层迭代的方式由粗到精地完成点集的非刚体配准。在每层迭代中,首先对子形状点集集合和子... 针对传统点集非刚体配准算法对复杂局部形变数据配准精度低,收敛速度慢等问题,该文提出一种基于局部仿射配准的鲁棒非刚体配准算法。该算法采用分层迭代的方式由粗到精地完成点集的非刚体配准。在每层迭代中,首先对子形状点集集合和子目标点集集合进行分块处理并更新分块后每一类子点集的形状控制点。然后利用控制点引导仿射迭代最近点(ICP)算法求解对应子点集间的局部仿射变换。接着利用上一步求解的局部仿射变换,更新子形状点集集合及其形状控制点集合。直到配准误差收敛时,循环结束并输出更新后的形状点集。实验结果表明,所提算法与传统点集非刚体算法相比具有更强的精确性和收敛性。 展开更多
关键词 仿射配 体配 迭代最近点 形状控制点 分层迭代
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