【技术实现步骤摘要】
本申请涉及医学图像处理，例如涉及一种用于图像配准的方法及装置、电子设备。
技术介绍
1、非刚性医学图像配准是医学影像分析的重要手段。针对不同组织器官，如脑、胸肺、肝脏，借助不同模态的医学图像配准，能够辅助医师诊断病灶、规划治疗、评估愈后。目前，非刚性医学图像配准亟待解决的技术问题主要包括细小结构的大形变位移配准问题，器官交界处的滑动变换以及因患者呼吸，导致器官位移，进而改变相同器官在不同扫描时间的灰度分布。为了解决上述的配准技术难题，研究人员致力于新型相似性测度的设计、非刚性配准能量函数的改进、和优化框架模型的选择。在非刚性配准算法的产业化中，还面临高分辨率三维图像配准导致的计算复杂度过高，难以满足临床实际场景的问题。
2、相关技术公开了一种基于金字塔策略的配准框架，首先将数据下采样到低分辨率，以解决松弛的配准问题，再逐步上采样图像，在更高分辨率下细化配准效果。
3、在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
4、在低分辨率下可能会丢失图像细节，导致复杂形变场在高分辨率场景下难以合理补偿误差，影响图像配准的精度。
5、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作
2、本公开实施例提供了一种用于图像配准的方法及装置、电子设备，以提高图像配准的精度。
3、在一些实施例中，所述用于图像配准的方法包括：对参考图像和前一次的浮动图像分别进行i级超体素聚类，获得i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像；i＝1，…，n；n＞1；根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像进行第i次配准，获得第i级超体素聚类的形变场；在i<n的情况下，将第i级超体素聚类的形变场作用于前一次的浮动图像，获得更新后的浮动图像；在i＝n的情况下，将第n级超体素聚类的形变场作为图像配准的非刚性配准形变场。
4、可选地，对参考图像和前一次的浮动图像分别进行i级超体素聚类，获得i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像，包括：根据超体素聚类后的超体素总数，分别设定i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像的聚类中心数和超体素间隔；在参考图像和前一次的浮动图像中，分别以每个聚类中心为搜索起点，在2s*2s*2s大小的空间范围内进行搜索；其中，s为超体素间隔；对每个位于搜索空间内的体素，根据最小距离测度进行聚类，获得i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像。
5、可选地，根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像进行第i次配准，获得第i级超体素聚类的形变场，包括：根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像，确定第i次配准在mrf(markov random field，马尔可夫随机场)离散优化框架下的能量函数；其中，能量函数包括浮动图像向参考图像配准的第一能量函数和参考图像向浮动图像配准的第二能量函数；在第一能量函数取最小值的情况下，确定浮动图像向参考图像配准的正向变换形变场；在第二能量函数取最小值的情况下，确定参考图像向浮动图像配准的逆向变换形变场；根据正向变换形变场和逆向变换形变场，确定第i级超体素聚类的形变场。
6、可选地，根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像，确定第i次配准在mrf离散优化框架下的能量函数，包括：根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像，获得参考mrf离散形变场和浮动mrf离散形变场；根据参考mrf离散形变场和浮动mrf离散形变场，计算能量函数的相似性测度项和正则化项；将能量函数的相似性测度项和正则化项进行整合，获得第i次配准的能量函数。
7、可选地，根据参考mrf离散形变场和浮动mrf离散形变场，计算能量函数的相似性测度项，包括：根据参考mrf离散形变场和浮动mrf离散形变场，分别生成密集位移采样的参考mrf离散形变场标签和浮动mrf离散形变场标签；根据参考mrf离散形变场标签和浮动mrf离散形变场标签，分别计算参考图像和前一次的浮动图像的相似性测度；根据参考图像和前一次的浮动图像的相似性测度，计算能量函数的相似性测度项；根据参考mrf离散形变场标签和浮动mrf离散形变场标签，计算正则化项。
8、可选地，按照如下方式确定第一能量函数或第二能量函数的最小值：根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像获取最小生成树图结构；通过消息传递算法，在最小生成树图结构上确定第一能量函数或第二能量函数的最小值。
9、可选地，根据正向变换形变场和逆向变换形变场，确定第i级超体素聚类的形变场，包括：拟合正向变换形变场和逆向变换形变场，获得第i级超体素聚类的临时形变场；对临时形变场进行插值处理，获得第i级超体素聚类的形变场。
10、可选地，所述方法还包括：对参考图像和初始浮动图像分别进行一级超体素聚类，获得一级参考超体素图像和一级浮动超体素图像；根据一级参考超体素图像和一级浮动超体素图像进行配准，获得第一级超体素聚类的形变场；将第一级超体素聚类的形变场作为图像配准的非刚性配准形变场。
11、在一些实施例中，所述用于图像配准的装置包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行如上述的用于图像配准的方法。
12、在一些实施例中，所述电子设备包括：电子设备本体；如上所述的用于图像配准的装置，被安装于所述电子设备本体。
13、本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有程序指令，所述程序指令在运行时，用以使得计算机执行如上述的用于图像配准的方法
14、本公开实施例提供的用于图像配准的方法及装置、电子设备，可以实现以下技术效果：
15、在本公开实施例中，对参考图像和浮动图像分别进行多级超体素聚类，可以从算法底层降低图像配准的计算量。在每级超体素聚类后，根据参考超体素图像和浮动超体素图像进行配准，获得该级超体素聚类的形变场。再将该形变场作用于浮动图像，对浮动图像进行更新，并利用更新后的浮动图像和参考图像进行下一级的超体素聚类，进行多次配准，直至各级超体素聚类结束，最终得到非刚性配准形变场。采用多级超体素聚类策略，可以在降低配准环境中计算量的前提下，保留图像特征，从而提高图像配准的精度。
16、以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
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1.一种用于图像配准的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对参考图像和前一次的浮动图像分别进行i级超体素聚类，获得i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像进行第i次配准，获得第i级超体素聚类的形变场，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像，确定第i次配准在MRF离散优化框架下的能量函数，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据参考MRF离散形变场和浮动MRF离散形变场，计算能量函数的相似性测度项和正则化项，包括：
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括按照如下方式确定第一能量函数或第二能量函数的最小值：
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据正向变换形变场和逆向变换形变场，确定第i级超体素聚类的形变场，包括：
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
9.一种用
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于图像配准的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对参考图像和前一次的浮动图像分别进行i级超体素聚类，获得i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像进行第i次配准，获得第i级超体素聚类的形变场，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据i级参考超体素图像和i级浮动超体素图像，确定第i次配准在mrf离散优化框架下的能量函数，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据参考mrf离散形变场和浮动mrf离...
【专利技术属性】
技术研发人员：张睿，
申请(专利权)人：东软医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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