基于互信息和b样条ffd模型的图像配准算法研究

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1、工程硕士学位论文基于互信息和B样条FFD模型的图像配准算法研究冯骥哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TP391工程硕士学位论文基于互信息和B样条FFD模型的图像配准算法研究硕士研究生：冯骥导师：孟庆松申请学位级别：工程硕士学科、专业：控制工程所在单位：自动化学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP391DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchofImageRegistrationBasedonMutualInformationand

2、B-splineFFDModelCandidate：FengJiSupervisor：MengQingsongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕击学位论文《基于互信息和Ｂ样条ＦＦＤ模型的图像配准算法研究》，是本人在导

3、师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±。学位期间独立进行研究工作所取得的成果据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。２作者签字：ｉｔ日期：年寺月日＾哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《基于互信息和Ｂ样条ＦＦＤ模型的图像配准算法研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研巧成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得Ｗ其它单位的名义发表。本、人

4、完全了解哈尔滨理工大学关于保存使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于。保密□，在年解密后适用本授权书不保密回。（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）〉晏勇＾：＾＞日作者签名；日期：７＾４年言月＾导师签名：日期：年月石日＾基于互信息和B样条FFD模型的图像配准算法研究摘要图像配准是进行图像融合之前所必需经过的步骤，它是一个通过寻求几何变换将在不同的成像设备、拍摄角

5、度、拍摄时间采集到的相同场景中两幅（或多幅）图像来进行对准的图像处理过程。图像配准可以划分成刚性配准与非刚性配准两个类别，刚性配准主要解决图像的简单整体移动问题，相关研究和算法相对比较成熟；非刚性配准偏重于解决图像中复杂的非线性变换问题，相关研究还处于发展阶段。如何有效地处理图像中的非刚性变换问题，提升配准算法的精度，是我们研究的关键所在。本文首先研究了当今比较热门的基于互信息的图像配准算法，这种配准算法无需对图像作分割等预处理操作，仅以图像的灰度信息为依据就能实现配准，它的优势在于实现过程简单、鲁棒性好。在研究互信息理论的基础之上，结合了改进后的POW

6、ELL算法提出了一种基于最大互信息的配准算法，在对模拟脑图像配准时精度可达亚像素级。为了解决非刚性图像配准中存在的非线性形变问题，研究了基于B样条的自由变换模型。B样条具有良好的局部特性，采用B样条网格配准时，稀疏的控制网格可以实现图像的全局配准，相对细密的控制网格可以让图像实现更加精细的配准，鉴于此，本文将其与互信息算法相结合，提出一种用归一化互信息约束B样条自由形变的图像弹性配准算法。首先，对图像全局进行粗配准，以获取图像配准参数，继而结合LBFGS优化算法，不断调整控制网格，得到非刚性配准的最优参数，达到提升配准算法精度的目的。本文提出的方法以MA

7、TLAB2013A和VisualStudio2010为平台，验证其算法的有效性。结合了互信息和归一化互信息两种测度对图像配准效果进行客观分析，通过几组实验表明，本文提出的方法成功实现了对非刚性图像的配准，有效提升了配准精度，成功地纠正了图像中存在的非线性形变。关键词互信息；B样条算法；自由形变；弹性配准-I-ResearchofImageRegistrationBasedonMutualInformationandB-splineFFDModelAbstractImageregistrationisanecessarystepbeforeimagefus

8、ion,itisageometrictransformationbyseekin