Nonrigid Registration Using Free-Form Deformation

资 源 简 介

Nonrigid Registration Using Free-Form Deformation

详 情 说 明

非刚性配准是医学图像分析中的关键任务，它通过建立非线性空间变换关系来对齐存在形变的图像。自由变形（Free-Form Deformation, FFD）方法通过控制网格点位移实现弹性形变建模，能够有效处理器官组织的大形变问题。

该MATLAB实现的核心原理基于B样条自由变形框架。通过在图像域上放置均匀控制网格，每个控制点的移动会通过B样条基函数影响其邻域像素的位移。这种方法具有局部控制特性，即单个控制点的调整只会影响有限范围内的形变。

实现过程主要包含三个技术要点：首先建立多分辨率图像金字塔，从粗到精逐步优化配准精度；然后通过梯度下降法优化控制点位移，最小化相似性度量（如互信息或均方差）；最后采用B样条插值生成连续形变场。其中控制点间距的选择直接影响形变的灵活性，间距越小则形变能力越强，但计算复杂度也相应增加。

该算法在临床医学图像配准中表现出色，特别适用于处理呼吸运动导致的器官形变、不同患者间的解剖结构差异等情况。通过调整控制点密度和正则化参数，可以在配准精度和计算效率之间取得平衡。