1羔挡、彈性配準(Elastic registration:)
幾何變形的估計簡化為尋找“最佳”參數(shù)签财。這一思想是由Bajcsy等人提出的[10],通常被稱為彈性配準淹朋。
在彈性配準中笙各,圖像被看作是一塊橡膠片研儒,在橡膠片上施加拉伸圖像的外力和剛度或平滑度約束定義的內(nèi)力做院,使圖像以最小的彎曲和拉伸量對齊。同時完成了配準的特征匹配和映射功能設(shè)計步驟。這是彈性方法的優(yōu)點之一馆纳,因為不知道對復(fù)雜變形不變的特征描述符,傳統(tǒng)方法難以建立特征對應(yīng)關(guān)系轮蜕。通過迭代的方式定位最小能量來實現(xiàn)配準滔以。由強度值或邊界結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系定義的相似函數(shù)的局部優(yōu)化可以得到外力。
彈性配準的缺點是當圖像變形非常局部化時歼捐。
2何陆、仿射配準(.Affine registration)
在幾何中,仿射變換或仿射映射[1]或親緣關(guān)系(源自拉丁語豹储,affinis贷盲,“connected with”)是一種保持直線和直線上點之間距離比值的變換
仿射變換不一定保持角度或長度。平移剥扣、幾何收縮巩剖、膨脹、膨脹钠怯、反射佳魔、旋轉(zhuǎn)、剪切晦炊、相似變換和螺旋相似都是仿射變換吃引,它們的組合也是仿射變換。它等價于平移后的線性變換刽锤。
3镊尺、非剛性配準( Non-rigid transformation/ registration)
非剛性是彈性轉(zhuǎn)換的一種,這些轉(zhuǎn)換能夠局部扭曲目標圖像并思,使其與參考圖像對齊庐氮。非剛性轉(zhuǎn)換包括徑向基函數(shù)(薄板或曲面樣條、多二次曲面和緊支撐轉(zhuǎn)換[2])宋彼、物理連續(xù)模型(粘性流體)和大變形模型(差異同構(gòu))弄砍。
4、剛性轉(zhuǎn)換
變換的特性有: (1) 剛性的, (2) 仿射的, (3) 投影的, (4) 彈性的输涕。
剛體變換
不考慮坐標軸尺度縮放時, 如果僅存在坐標軸的平移和旋轉(zhuǎn), 圖像的坐標變換是剛體變換, 這時直線的平行性和垂直性在映射后保持不變音婶。
仿射變換
如果只能保持平行性, 不能保持垂直性, 坐標變換是仿射變換。
投影變換
如果只能將直線映射成直線, 平行性和垂直線都不能保持時, 坐標變換是投影變換莱坎。
彈性變換
如果將直線映射成曲線, 坐標變換就是彈性變換衣式。
這四類變換依次包含, 即彈性變換包含投影變換, 投影變換包含仿射變換, 仿射變換包含剛體變換。
3D 的剛體或仿射變換用一個常數(shù)矩陣A 表示, 剛體變換的A 可表示為三個參數(shù)的平移矢量t 和三個參數(shù)決定的3*3 的旋轉(zhuǎn)矩陣R , MB = R * MA + t, 三次平移的順序?qū) 沒有影響, R 有九種表示方法, 最流行的是Euler角表示法。用U,H,7角表示依次圍繞X碴卧、Y弱卡、Z 坐標軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。變換的域有局部和全局兩類住册。如果交換應(yīng)用于整個圖像, 那么變換是全局的, 如果圖像的每個子塊都有自已定義的變換, 那么變換就是局部的婶博。剛體變換和仿射變換是全局的, 彈性變換是局部的, 仿射變換一般應(yīng)用在求解圖像的坐標軸尺度因子, 投影變換極少見于文獻報道。局部交換不能直接使用, 而是在全局變換的基礎(chǔ)上, 使用在整個圖像中感興趣的局部區(qū)域(子圖像)荧飞。局部的仿射和投影變換在文獻中少見報道, 局部剛體變換經(jīng)常是嵌入局部彈性變換凡人。在醫(yī)學圖像配準中, 解剖結(jié)構(gòu)可視為剛體或近似剛體, 最常用到的變換是全局剛體變換, 這樣只需求解相對較少的變換參數(shù), 最常應(yīng)用的場合是頭部的圖像配準。平移變換是一種“剛體變換”叹阔,平移不會改變圖形的形狀挠轴。“旋轉(zhuǎn)變換”也是剛體變換条获,而“縮放”、“錯切”都是會改變圖形形狀的蒋歌。