[发明专利]基于模态转换的微分同胚demons图像配准方法和系统

权利要求书

1.一种基于模态转换的微分同胚demons图像配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

对参考图像和浮动图像进行仿射变换，产生初始空间变换；

对仿射变换后的参考图像和仿射变换后的浮动图像进行模态转换；

读取模态转换后的参考图像和模态转换后的浮动图像中像素灰度值数据，获得形变向量，通过形变向量得到空间变换，并将所述初始空间变换更新为所述空间变换；

判断所述初始空间变换的更新次数是否达到第一预设次数，若否，则返回所述读取模态转换后的参考图像和模态转换后的浮动图像中像素灰度值数据，获得形变向量，通过形变向量得到空间变换，并将所述初始空间变换更新为所述空间变换的步骤；

若是，则判断模态转换的次数是否达到第二预设次数；若否，则返回所述对仿射变换后的参考图像和仿射变换后的浮动图像进行模态转换的步骤；

若是，则输出所述初始空间变换，将所述初始空间变换用于所述浮动图像的变换。

2.如权利要求1所述的基于模态转换的微分同胚demons图像配准方法，其特征在于，所述对仿射变换后的参考图像和仿射变换后的浮动图像进行模态转换的步骤具体包括：

逐一分别读取仿射变换后的参考图像的像素点和仿射变换后的浮动图像的像素点；

找取读取的仿射变换后的参考图像的像素点和仿射变换后的浮动图像的像素点灰度值联合直方图中出现次数最多的仿射变换后的浮动图像的像素点以及读取的仿射变换后的浮动图像的像素点和仿射变换后的参考图像的像素点灰度值联合直方图中出现次数最多的仿射变换后的参考图像的像素点；

将找取的仿射变换后的浮动图像的像素点灰度值和找取的仿射变换后的参考图像像素点灰度值分别赋值于模态转换后的参考图像和模态转换后的浮动图像。

3.如权利要求1所述的基于模态转换的微分同胚demons图像配准方法，其特征在于，所述读取模态转换后的参考图像和模态转换后的浮动图像中像素灰度值数据，获得形变向量，通过形变向量得到空间变换，并将所述初始空间变换更新为所述空间变换的步骤具体包括：

读取模态转换后的参考图像和模态转换后的浮动图像中像素灰度值数据，计算形变向量值，具体为：

利用微分同胚demons法得到目标函数，

其中：所述E为目标函数的表达式，所述F为仿射变换后的参考图像，所述F_T为模态转换后的参考图像，所述M为仿射变换后的浮动图像，所述M_T为模态转换后的浮动图像，所述t为初始空间变换，所述Mοt为仿射变换后的浮动图像的灰度值，所述M_Tοt为模态转换后的浮动图像的灰度值，σ_x为未规则的空间变换和所述初始空间变换之间的不确定程度，σ_i为图像局部噪声的大小，具体为σ_i＝|F-Mοt|，σ_t为规则化的程度，所述U为初始空间变换更新产生的像素点的位移，

对目标函数E最小化，获得形变向量的表达式，具体为：

其中：u为形变向量的表达式；

根据形变向量值和所述初始空间变换求得未规则的空间变换，具体为：

c＝tοexp(u)

其中所述c为未规则化的空间变换；

对所述未规则化的空间变换做一次高斯卷积，得到空间变换，赋值于所述初始空间变换。

4.如权利要求1-3任一项所述的基于模态转换的微分同胚demons图像配准方法，其特征在于，在所述对参考图像和浮动图像进行仿射变换，产生初始空间变换的步骤和所述对仿射变换后的参考图像和仿射变换后的浮动图像进行模态转换的步骤之间还包括以下步骤：

根据分辨率将仿射变换后的参考图像和仿射变换后的浮动图像分为至少一层级；

在所述层级中逐一的选定一层级；

在所述判断模态转换的次数是否达到第二预设次数的步骤和所述输出所述初始空间变换，将所述初始空间变换用于所述浮动图像的变换的步骤之间还包括以下步骤：

判断所述层级图像配准的完成次数是否达到总层级数，若否，返回所述在所述层级中逐一的选定一层级的步骤。

5.如权利要求4所述的基于模态转换的微分同胚demons图像配准方法，其特征在于，所述在所述层级中逐一的选定一层级的方法为根据分辨率由低至高选取层级。