基于進(jìn)化計(jì)算的腦MR圖像動(dòng)態(tài)配準(zhǔn)算法研究.pdf

1、神經(jīng)性疾病已經(jīng)成為全球健康的主要威脅，其早期診斷有利于顯著降低其發(fā)病率，腦核磁共振(MR)圖像處理方法是神經(jīng)性疾病早期診斷的有效手段，配準(zhǔn)方法是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響其臨床應(yīng)用。由于腦MR圖像中解剖結(jié)構(gòu)具有明確病理意義，因此研究對(duì)其精確配準(zhǔn)是提高基于腦MR圖像處理方法的神經(jīng)性疾病早期診斷準(zhǔn)確性的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
　　 本文在中央高?？蒲袉?dòng)基金、教育部留學(xué)回國(guó)基金的資助下，展開(kāi)以下方面的研究：
　　 研究了基于慣性權(quán)重線性遞

2、減粒子群算法的基礎(chǔ)理論，提出一種基于該算法的動(dòng)態(tài)腦MR圖像配準(zhǔn)新方法。該方法的兩種形式分別是分別是具有記憶功能的全繼承形式，即LDWPSO-FI-DIR算法和具有種群多樣性的半繼承形式，即LDWPSO-HI-DIR算法。通過(guò)對(duì)當(dāng)前圖像匹配后的最優(yōu)種群動(dòng)態(tài)繼承與變化，然后用于指導(dǎo)后續(xù)圖像的匹配，從而實(shí)現(xiàn)了初始種群的優(yōu)化，克服目前圖像匹配算法中參數(shù)設(shè)定隨機(jī)或僅憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的局限性，以及對(duì)多幅圖像連續(xù)配準(zhǔn)時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。討論并且分析傳統(tǒng)LDW

3、PSO和基于其改進(jìn)后的兩種動(dòng)態(tài)算法的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果。
　　 研究了基于GA的圖像配準(zhǔn)方法，提出了一種基于GA的動(dòng)態(tài)腦MR圖像配準(zhǔn)新方法。該方法的兩種形式分別是分別是具有記憶功能的全繼承形式，即GA-FI-DIR算法和具有種群多樣性的半繼承形式，即GA-HI-DIR算法這兩類算法的主體思想與提出的動(dòng)態(tài)LDWPSO算法類似。根據(jù)這三種算法的理論依據(jù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，討論并分析傳統(tǒng)算法和本文算法的配準(zhǔn)性能。
　　 研究了多種互信息測(cè)

4、度下，本文算法的性能，首先通過(guò)對(duì)測(cè)度函數(shù)的性能進(jìn)行仿真，定量分析了性能曲線；然后采用了本文提出的基于LDWPSO的兩種動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法進(jìn)行多次配準(zhǔn)；最后討論和分析了在不同互信息測(cè)度函數(shù)下兩種不同的動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法形式的配準(zhǔn)效果
　　 本文內(nèi)容安排如下：第一章是緒論，介紹本課題的背景、研究意義和國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀，同時(shí)介紹了本論文的主要研究?jī)?nèi)容和相關(guān)工作；第二章介紹腦MR圖像配準(zhǔn)方法的框架和理論基礎(chǔ)，包括基本的概念、關(guān)鍵技術(shù)；第三章研究