[发明专利]一种基于ICP算法和B样条的锥形束CT和CT图像配准方法

摘要

本发明涉及一种基于ICP算法和B样条的锥形束CT和CT图像配准方法，包括：获取待配准图像和参考图像；对所述待配准图像和参考图像进行图像分割，将所述待配准图像中的目标物分割出来并提取出待配准图像点集数据，将所述参考图像中的目标物分割出来并提取参考图像点集数据；对所述待配准图像点集数据和参考图像点集数据进行ICP仿射配准，根据所述ICP配准结果获取仿射变换阵；根据所述仿射变换阵对所述待配准图像进行仿射配准；对所述仿射配准结果和所述参考图像进行B样条弹性配准。本发明融合了ICP算法快速的优点和B样条弹性配准精确的优点，可以在保证配准精度的前提下，提高配准效率，从而实现快速、准确的图像配准。

主权项

一种基于ICP算法和B样条的锥形束CT和CT图像配准方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：获取待配准图像，即CT图像I1和参考图像，即锥形束CT图像I2；步骤2：对所述待配准图像和参考图像进行图像分割，将所述待配准图像中的目标物分割出来并提取其坐标点，然后对坐标点进行采样生成点集数据P＝{p1,p2,…,pt}，其中p1,p2,…,pt表示目标物的坐标点，t表示点集P中坐标点个数，将所述参考图像中的目标物分割出来并提取其坐标点，然后对坐标点进行采样生成点集数据Q＝{q1,q2,…,qt},其中q1,q2,…,qt表示目标物的坐标点，点集Q中坐标点个数同点集P中个数相同；步骤3：对所述待配准图像点集数据P和参考图像点集数据Q进行基于点集的配准即ICP仿射配准，其步骤主要为：首先对所述仿射变换阵Maffine进行初始化；利用仿射变换阵Maffine对所述待配准点集P进行变换得到点集P，即P，＝P*Maffine；然后使用公式计算所述参考图像点集Q和P，之间的均方误差，其中pi和qi分别表示第i个坐标点；使用LBFGS算法不断优化Maffine对均方误差求最小化，得到最优解Maffine；步骤4：根据所述仿射变换阵Maffine对所述待配准图像进行仿射配准得到ICP配准图像Iicp；步骤5：将获取的ICP配准图像Iicp作为基于体素的配准初值，即对所述仿射配准结果Iicp和所述参考图像I2进行B样条配准得到最终结果Ifinal。