医学图像配准中一种新的最优化算法研究和应用

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1、医学图像配准中一种新的最优化算法研究和应用7373Sl2分类号密级UDC学位论文医学图像配准中一种新的最优化算法的研究和应用作者姓名：邓卓夫指导教师：朱志良教授东北大学软件学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：计算机科学与技术论文提交日期：2009年5月论文答辩日期：2009年7月学位授予日期：2009年7月答辩委员会主席：杨广明评阅人：李丹程宋宝燕东北大学2009年6月andThesisinScienceAComputerTechnologyNewandofResearchApplicationMethodinMedicalA

2、ppliedImageZhuofuByDengZhuZhiliangSupervisor：ProfessorNortheasternUniversityJune2009一^▲VIIIIIllllII1IlllIUII1Y1716364独创性声明气户‘’V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，不包含其他人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。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：圆护口罗．5

3、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年口●一，学位论文作者签名：导师签名：忆签字日期：Q签字日期：少叩1r。、l’‘．1东北大学硕士学位论文摘要医学图像配准中一种新的最优化算法的研究和应用qp摘要。医学图像配准是信息科学、计算机图像技术和当代医学等多学科交叉的一个

4、领域，已经在临床诊断、治疗和术前规划等方面有着广泛的应用。本文对医学图像配准的理论、方法和技术进行了全面地分析与总结，重点研究了基于灰度的医学图像配准。基于灰度的配准方法虽然相对于其他方法运算时间较长，但是由于其是对每个像素的灰度值进行计算匹配，所以图像配准的结果往往更加精确，尤其在医学图像处理中显得格外的重要。采用当今流行的归一化互信息方法作为图像配准研究中的测度方法，将熵的概念引入到了图像配准中。本文提出了对一种新的全局优化算法RPSAM研究并应用在图像配准过程中，将模拟退火方法的随机搜索策略与局部寻优算法鲍威尔算法相结合，改进了PSA

5、M模拟退火过程中选取初始点的方法并且在模拟退火算法中增加了算法的记忆存储功能，又进一步地对此PSAM算法进行优化使其具有二次收敛的特征。实验结果表明算法在计算的精确度上和运行的效率上都有大幅度的提高，从而使图像配准过程的运行时间和最终效果上也有显著提升。最后将RPSAM算法进行测试，从算法的稳健性、可靠性、精度和速度不同方面测试了算法的稳定的性能，证明了RPSAM算法是一个非常好的全局优化算法，符合一个好的全局优化算法应该是一个高效的局部优化算法和一个安全可靠的整体搜索策略的有机结合的原则。关键词：医学图像配准；鲍威尔算法；模拟退火算法；P

6、SAM；RPSAM；归一化互信息；II●；J_-、东北大学硕士学位论文AbstractResearchandofNewApplicationMethodinMedical’JAppliedImageAbstractMedicalresearchofinformationimageregistration，acrossingtopicscience，computerandmodernbeenintheareasofclinicalimagetechnologymedicine，hasappliedwidelyanddissertationan

7、ddiagnoses，therapypreoperativeplanning．Thiscomprehensivelyanalyzessummariestherelatedandofmedicalconcepts，methodstechniquesimageregistration，andthemedicalisthemethodgray―basedimageregistrationemphasized．Althoughgray―basedhasacostoftimethanothermechanismneedstocalculatethev

8、aluehighermethods，thisgrayofinordertoleadamoreandasaresult．everypixelpreciseacceptableima