基于demons算法的三维图像配准

资 源 简 介

基于demons算法的三维图像配准

详 情 说 明

Demons算法是医学图像处理中常用的非刚性配准技术，特别适用于处理三维医学图像的形变配准问题。该算法通过模拟物理世界中"恶魔"作用力的概念，将图像配准问题转化为扩散过程，能够有效处理软组织等非刚性结构的形变。

在三维图像配准实现中，程序采用互信息作为相似性测度。互信息通过计算两幅图像灰度分布的统计相关性来评估配准程度，特别适用于多模态医学图像配准，因为它不依赖于直接的灰度对应关系。计算过程中会建立联合直方图来捕捉图像间的统计依赖关系。

除了核心的Demons算法，程序的实现还包含二维版本作为对比。二维配准虽然计算量较小，但无法完整反映三维空间中的复杂形变。程序还集成了经典的仿射变换和刚性配准算法。刚性配准只允许旋转和平移变换，保持图像内部结构不变；而仿射变换在此基础上增加了缩放和剪切变换，能够处理更复杂的空间对应关系。

实际应用中，这些算法可以形成完整的配准流程：先通过刚性或仿射变换完成全局配准，再使用Demons算法进行局部形变优化。这种分层配准策略既能保证计算效率，又能获得精确的配准结果。程序的设计使得研究者可以方便地比较不同算法在三维医学图像配准中的表现。