基于POWELL与PSO优化算法的互信息医学图像配准GUI系统 - MATLAB实现

资 源 简 介

本MATLAB项目开发了一个医学图像配准GUI系统，采用互信息作为相似性度量指标，结合POWELL与PSO优化算法自动完成图像平移和旋转变换，为用户提供高效的配准解决方案。

详 情 说 明

基于POWELL与PSO优化算法的互信息医学图像配准系统GUI实现

项目介绍

本系统是一个基于MATLAB开发的医学图像自动配准系统，采用图形用户界面（GUI）提供直观的操作体验。系统以互信息作为图像相似性度量标准，结合POWELL多维直接搜索算法和粒子群优化（PSO）算法进行参数优化，实现医学图像的精准空间配准。系统支持平移和旋转变换操作，能够自动寻找最优变换参数，完成参考图像与浮动图像的对齐，为医学诊断和分析提供可靠的技术支持。

功能特性

• 多格式图像支持：可加载DICOM、JPEG、PNG等常见格式的医学图像
• 双优化算法配置：集成POWELL直接搜索法和PSO群体智能算法，可根据需求选择优化策略
• 实时配准监控：在配准过程中实时显示互信息收敛曲线和变换参数变化
• 完整结果输出：提供配准后的图像、变换参数报告、收敛曲线和性能指标
• 灵活参数设置：支持用户自定义初始变换参数和算法参数（迭代次数、收敛阈值等）
• 直观对比展示：并排显示参考图像、原始浮动图像和配准结果，便于效果评估

使用方法

1. 启动系统：运行主程序文件进入图形用户界面
2. 加载图像：分别加载参考图像和待配准的浮动图像
3. 参数设置：选择优化算法（POWELL或PSO），设置相应的算法参数和初始变换参数（可选）
4. 执行配准：点击配准按钮开始自动配准过程，系统将实时显示配准进度
5. 查看结果：配准完成后，系统将显示配准结果图像、变换参数和性能指标
6. 保存结果：可将配准结果图像和报告保存至本地

系统要求

• 操作系统：Windows 7/10/11，Linux或macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存要求：至少4GB RAM（推荐8GB以上）
• 磁盘空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件构建了完整的图形用户界面，实现了图像加载与显示、参数设置与验证、优化算法调用与控制、配准过程可视化监控、结果对比展示与输出等核心功能。该文件整合了图像预处理、互信息计算、坐标变换、优化算法执行等模块，为用户提供一站式的医学图像配准解决方案。