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基于特征匹配的X线图像序列自动拼接算法研究与实现
作 者: 孟雪
导 师: 邓振生
学 校: 中南大学
专 业: 生物医学工程
关键词: X线图像序列 双正交小波变换 特征匹配 自动拼接
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
为了解决脊柱侧弯畸形和下肢畸形等骨科疾病的测量问题,以及成像部位的尺寸远大于X线探测器大小的矛盾,为医生提供重要的参考资料,本文根据X线图像的特点,提出了一种基于双正交小波变换与特征匹配的X线图像序列自动拼接方法。本文首先对图像拼接的各步骤算法进行了详细地总结与分析,对图像配准算法进行了研究和分类;然后,采用双正交小波变换对图像序列进行多分辨率分解,并结合Canny算子提取图像的有效边缘轮廓,通过计算边缘轮廓矩阵E与和值矩阵H获得图像特征点;利用归一化互相关算法实现特征点的粗匹配,并引入稳健的随机抽样一致算法去除误匹配对,实现特征点的精确匹配;利用改进的遗传算法对图像序列自动排序,实现匹配系统的自动拼接;利用加权平均融合算法实现图像的平滑无缝拼接;接着,本文设计了多组存在较大图像灰度、对比度、旋转、缩放差异的X线图像拼接实验,验证了该方法对这些差异的稳定性;最后,将本文的拼接方法应用于骨科临床X线图像拼接中。实验结果表明,本文提出的X线图像拼接方法可以快速准确地实现无外部特征的X线图像序列的全景图自动拼接,具有较强的应用价值。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-7 第一章 绪论 7-13 1.1 课题研究背景及意义 7-8 1.2 X线数字图像的发展及其拼接现状 8-11 1.3 本文的主要内容及安排 11-13 第二章 X线图像拼接的一般流程 13-24 2.1 引言 13 2.2 X线图像序列的获取 13-14 2.3 图像序列预处理 14-16 2.4 图像配准 16-18 2.4.1 配准原理 16 2.4.2 空间变换模型 16-18 2.4.3 配准相似性测度 18 2.5 图像序列位置关系的确定 18-22 2.6 图像融合 22-23 2.7 本章小结 23-24 第三章 常见图像配准方法 24-36 3.1 图像配准方法分类 24-25 3.2 基于灰度的图像配准方法 25-28 3.2.1 基于模板的图像配准方法 25 3.2.2 基于傅里叶变换系数的图像配准方法 25-27 3.2.3 基于小波变换系数的图像配准方法 27-28 3.3 基于特征的图像配准方法 28-34 3.3.1 基于特征点的图像配准方法 28-33 3.3.2 基于特征线的图像配准方法 33-34 3.3.3 基于特征轮廓的图像配准方法 34 3.4 本章小结 34-36 第四章 基于双正交小波变换与特征匹配的X线图像序列自动拼接的研究 36-44 4.1 基于双正交小波变换与特征匹配的X线图像序列自动拼接算法研究与实现 36-42 4.1.1 图像序列的获取 36-37 4.1.2 图像边缘的提取 37-38 4.1.3 特征点的提取与匹配 38-40 4.1.4 图像序列的排序 40-41 4.1.5 全景图平滑 41-42 4.2 拼接结果 42 4.3 结果分析与讨论 42-43 4.4 本章小结 43-44 第五章 图像拼接的实现 44-71 5.1 图像拼接界面的设计 44-49 5.1.1 引言 44 5.1.2 基于边界重叠的图像拼接界面 44-46 5.1.3 基于相位相关的图像拼接界面 46-48 5.1.4 基于双正交小波变换与特征匹配的X线图像序列自动拼接界面 48-49 5.2 图像参数差异微小的拼接实验及结果 49-56 5.3 图像参数差异较大的拼接实验及结果 56-64 5.3.1 引言 56-57 5.3.2 其他参数不变,灰度差异和对比度差异拼接实验 57-59 5.3.3 其他参数不变,旋转差异拼接实验 59-62 5.3.4 其他参数不变,缩放差异拼接实验 62-63 5.3.5 存在灰度、对比度、旋转和缩放差异的拼接实验 63-64 5.4 骨科临床X线图像拼接实验及结果 64-66 5.5 结果分析与讨论 66-69 5.6 结论 69-70 5.7 本章小结 70-71 第六章 总结与展望 71-73 6.1 总结 71 6.2 展望 71-73 参考文献 73-78 致谢 78-79 攻读学位期间主要的研究成果 79
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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