基于改进的canny算子和光流场模型的医学图像配准算法研究及实现new

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1、分类号UDC密级学位论文基于改进的Canny算子和光流场模型的医学图像配准算法研究及实现作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：李诗瑶王安娜教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学信号与信息处理2010年6月20日论文答辩日期：2010年7月2日2010年7月答辩委员会主席：张石王宏李德强东北大学2010年6月AThesisinSignalInformationandProcessingResearchandImplementationofMedicalIm

2、ageRegistrationMethodBasedonImorovedCann3andOpticalFlowModelImprovedCannyandOpticalNIOdelByLiShiyaoSupervisor：ProfessorWangAnnaNortheasternUniversityJune2010独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他入己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作

3、的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。．学位论文作者签名：套焉瑶日期：加ID．7学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两船学位论文作者签名：套碍瑶导师签名：予物P签字日期：如Jo·7签字日期：助JD．7东北大

4、学硕士学位论文摘要基于改进的Canny算子和光流场模型的医学图像配准算法研究及实现摘要医学图像配准是通过寻找某种适当的空间变换使两幅图像达到空间位置上的定位和配准，进而进行图像融合，近年来医学图像配准成为医学图像处理领域中的重要研究问题，而非刚性配准更是一个研究热点。本文对非刚性图像配准进行了较为深入的研究，论述了医学图像配准技术的发展和研究现状，系统研究了非刚性医学图像配准理论及方法，讨论了医学图像配准的概念、分类、步骤、方法及评估方法。在此基础上提出了一种基于改进Canny算子及Demons光流场模型的医

5、学图像非刚性配准算法。重点研究了传统算子及Canny算子边缘提取的原理，针对这些算子在滤波过程中存在的问题，提出了本文改进的自适应Canny算子的边缘提取方法。该方法根据图像中个像素点灰度值的突变，自适应调节滤波器的权值，使图像的边缘能够在平滑过程中得到锐化。通过实验结果表明，本文的方法能够更好的提取图像边缘细节信息和抑制假边缘。系统研究了光流场模型及原始Demons光流场模型配准理论，在深入分析了原始Demons光流场模型的基础上，提出了改进的Demons光流场模型配准方法，分别改进了光流场的约束方程，并增

6、加了参考图像梯度做为新的内力，驱动待配准图像向参考图像滑动。改进的Demons光流场配准模型较好地解决了原有光流场模型中存在的配准过程中的图像模糊问题及不能处理较大形变等问题。给出了粗配准和精配准相结合的方法，粗配准过程采用基于改进的Canny算子的仿射变换，该过程能够消除参考图像和待配准图像问的整体旋转和平移差异。精配准过程采用基于改进的Demons光流场模型进行配准，进一步提高了配准精度。本文用Vc++开发了基于OpenCV的非刚性医学图形配准程序，做了大量的实验，用该算法对MRI和MRI、CT和CT、P

7、ET和PET、CT和MRI、PET和MRI、PET和CT等多组图像进行了配准。并在特征提取、粗配准及精配准等方面进行了多组对比实验。实验结果表明，本文提出的方法能够消除原始配准结果产生的模糊问题并能处理变‘形较大的图像。关键词：医学图像配准；光流场模型；Canny算子；Demons光流场；对称梯度；非刚性配准；OpenCV东北大学硕士学位论文AbstractResearchandImplementationofMedicalImageandOpticalFlowModalAbstractMedicalimag

8、eregistrationistheseekingofaproperspacetransformationtoachievethespatialmatchingandregistrationoftwoimages，finallyattainingimagefusion．Recently,medicalimageregistrationisbecomingmoreimportantintheareao