用Powell算法和黄金分割算法的刚性配准

资 源 简 介

用Powell算法和黄金分割算法的刚性配准

详 情 说 明

在医学影像和计算机视觉领域，刚性配准是一项关键技术，主要用于将两幅图像通过平移、旋转等刚体变换达到空间对齐。其中基于互信息的配准方法因其不需要预处理且对灰度变化鲁棒而被广泛应用。

该配准方法的核心优化过程结合了两种经典算法：Powell算法用于处理多维优化问题，黄金分割算法则负责一维搜索。Powell算法作为直接搜索法，不需要计算梯度，通过共轭方向法逐步逼近最优解，特别适合像互信息这样计算成本高的目标函数。在Powell算法的每次迭代中，当需要沿特定方向进行一维搜索时，就会调用黄金分割算法这个0.618法，以其稳定的收敛性能确保搜索精度。

这种组合策略既发挥了Powell算法在多维空间中的全局搜索能力，又利用黄金分割算法在一维搜索时的高效性，使得整个配准过程在保证精度的同时具有较好的计算效率。实际应用中，该方法对CT-MRI等多模态图像配准表现出良好的适应性，能有效处理不同成像设备带来的灰度分布差异问题。