流程图中从开始的累计运行时间达到预设 值；
[0096] 3.旋转角度种群的均方根误差小于预设值，如果旋转角度种群有更新，则计算最 近一次更新后的旋转角度种群的均方根误差；
[0097] 4.最近一次执行步骤S2后得到的最优的效果评价与累计得到的最优的效果评价 的差值小于预设值;如果只执行一次步骤S2,则默认前一次执行步骤S2后得到的最优的效 果评价为0;本实施例中，该项终止条件为最近一次执行步骤S2后得到的Gamma通过率最大 值与保存在系统中的先前计算的Gamma通过率最大值的差值小于预设值;也可W说，是每次 迭代后，Gamma通过率最大值的增加量小于设定值；
[0098] 5.符合手动停止条件，手动停止条件例如可W是手动停止标志位为真。
[0099] 上述多个终止条件，只要满足其中一个即可判定满足终止条件。
[0100] 当然终止条件不限于此，本领域的技术人员可W根据实际情况进行设定，均在本 发明的保护范围之内。
[0101 ] -个平移变换子循环执行完毕后，判断是否满足终止条件，若满足终止条件，则输 出与Gamma通过率的最大值对应的旋转角度和平移量;若不满足终止条件，则更新旋转角度 种群，并根据更新后的旋转角度种群执行步骤S2。^ 一个新的旋转角度种群执行步骤S2称 为一次迭代，保存每次平移变换配准后的Gamma通过率和对应的旋转角度和平移量;按照 Gamma通过率从高到低的顺序进行保存，每个角度配准之后都对排序进行刷新，运里的排序 和刷新的内容包含最近一次和先前执行步骤S2时的所有角度对应的配准结果；筛选出 Gamma通过率的最大值及与Gamma通过率的最大值对应的旋转角度和平移量。
[0102] 更新旋转角度种群的方法有多种，包括遗传算法、粒子群算法，蚁群算法等。
[0103] 本实施例中，为了更快地获取全局最优解，使用遗传算法更新步骤S2中的所述旋 转角度种群，其中，所述遗传算法中父代选择的原则是W最近一次执行步骤S2中的效果评 价较好的个体(例如，Gamma通过率高的个体)作为父代，W所述新的子代角度作为更新后的 旋转角度种群;产生的子代的角度个数和初始角度种群中角度个数相同。所述遗传算法使 用的交叉公式为c = Spi+(l-S)p2,其中，pi，p2为父代角度，C为新的子代角度，δ为0至1之间 的随机数;遗传算法中，优选用轮盘赌方法选取父代，选取Gamma通过率高的个体作为父代 的几率较大。
[0104] 本实施例中，将Gamma通过率最高的配准结果(平移量与旋转角度)作为最终的结 果输出，配准完毕。
[0105] 相应地，本发明提供了一种图像配准系统，包括：
[0106] 角度种群建立模块，用于建立旋转角度种群，所述旋转角度种群包括多个角度；
[0107] 平移配准模块，用于W所述旋转角度种群中的每个角度为旋转角度对待配准图像 进行旋转，并对每个旋转后的待配准图像与参考图像进行平移变换配准；
[0108] 根据预设的效果评价目标对每次平移变换配准的结果进行效果评价，筛选出累计 效果评价中最优的效果评价及与所述最优的效果评价对应的旋转角度和平移量；
[0109] 判断模块，用于判断是否满足预定的终止条件，若是，则输出与所述最优的效果评 价对应的旋转角度和平移量;若否，则更新平移配准模块中的所述旋转角度种群，并根据更 新后的旋转角度种群执行平移配准模块。
[0110] 所述效果评价目标为Gamma通过率、均方根误差或交叉赌。
[0111] 本发明的图像配准方法，首先建立旋转角度种群；其次分别W所述旋转角度种群 对待配准图像进行旋转和平移变换配准;根据预设的效果评价目标对每次配准进行效果评 价，筛选出最优的效果评价，最后依据配准效果评价目标来迭代更新角度种群，引导后续的 迭代过程，从而获得在配准效果评价目标下最佳的配准角度和平移量。本发明方法使用遗 传算法迭代更新旋转角度，对旋转角度有较强的全局捜索能力，能够减小因初始点的选取 而陷入局部最优的几率;且本发明允许设定任意类型的效果评价目标，并且使用该效果评 价目标来引导后续的迭代过程，使用不同的效果评价目标，能够获得在该目标下最佳的位 置配准结果。
[0112] W上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种图像配准方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 建立旋转角度种群，所述旋转角度种群包括多个角度； 52、 以所述旋转角度种群中的每个角度为旋转角度对待配准图像进行旋转，并对每个 旋转后的待配准图像与参考图像进行平移变换配准； 根据预设的效果评价目标对每次平移变换配准的结果进行效果评价，筛选出累计效果 评价中最优的效果评价及与所述最优的效果评价对应的旋转角度和平移量； 53、 判断是否满足预定的终止条件，若是，则输出与所述最优的效果评价对应的旋转角 度和平移量;若否，则更新步骤S2中的所述旋转角度种群，并根据更新后的旋转角度种群执 行步骤S2。2. 根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，所述效果评价目标为Gamma通过 率、均方根误差或交叉熵。3. 根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，还包括预处理步骤。4. 根据权利要求3所述的图像配准方法，其特征在于，所述预处理步骤包括调整待配准 图像的分辨率，使待配准图像的分辨率与参考图像的分辨率相同。5. 根据权利要求3或4所述的图像配准方法，其特征在于，所述预处理步骤包括对待配 准图像进行降噪处理。6. 根据权利要求3所述的图像配准方法，其特征在于，所述预处理步骤包括：自动选取 配准区域。7. 根据权利要求6所述的图像配准方法，其特征在于，所述自动选取配准区域包括： 使待配准图像的图像矩阵与参考图像的图像矩阵的中心点重合，在待配准图像的图像 矩阵中绘制一条等值线，绘制能够包络该等值线的矩形，以矩形覆盖的区域作为配准区域。8. 根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，步骤S3中的所述更新步骤S2中的 所述旋转角度种群进一步包括:使用遗传算法更新步骤S2中的所述旋转角度种群，其中，所 述遗传算法中父代选择的原则是以最近一次执行步骤S2中的效果评价较好的个体作为父 代，以所述父代产生的子代角度作为更新后的旋转角度种群。9. 根据权利要求8所述的图像配准方法，其特征在于，所述遗传算法采用轮盘赌作为父 代选择算子。10. 根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于， 步骤S3中的所述终止条件至少包含以下一种:更新步骤S2中的所述旋转角度种群的次 数达到预设值、总体运行时间达到预设值、旋转角度种群的均方根误差小于预设值、最近一 次执行步骤S2后得到的最优的效果评价与累计效果评价中的最优的效果评价的差值小于 预设值或符合手动停止条件。11. 根据权利要求1所述的图像配准方法，其特征在于，步骤S1中的所述旋转角度种群 满足高斯分布，且所述旋转角度种群以预设的初始旋转角度为期望值。12. -种图像配准系统，其特征在于，包括： 角度种群建立模块，用于建立旋转角度种群，所述旋转角度种群包括多个角度； 平移配准模块，用于以所述旋转角度种群中的每个角度为旋转角度对待配准图像进行 旋转，并对每个旋转后的待配准图像与参考图像进行平移变换配准； 根据预设的效果评价目标对每次平移变换配准的结果进行效果评价，筛选出累计效果 评价中最优的效果评价及与所述最优的效果评价对应的旋转角度和平移量； 判断模块，用于判断是否满足预定的终止条件，若是，则输出与所述最优的效果评价对 应的旋转角度和平移量;若否，则更新平移配准模块中的所述旋转角度种群，并根据更新后 的旋转角度种群执行平移配准模块。13. 根据权利要求12所述的图像配准系统，其特征在于，所述效果评价目标为Gamma通 过率、均方根误差或交叉熵。14. 根据权利要求12所述的图像配准系统，其特征在于，还包括预处理模块。
【专利摘要】本发明公开了一种图像配准方法和系统，包括建立旋转角度种群；分别以所述旋转角度种群中的每一个角度对待配准图像进行旋转和平移变换配准；根据预设的效果评价目标对平移变换配准的结果进行效果评价，筛选出最优的效果评价，并依据效果评价目标来迭代更新角度种群，从而获得在效果评价目标下最佳的配准角度和平移量。本发明方法使用遗传算法迭代更新旋转角度，对旋转角度有较强的全局搜索能力，能够减小因初始点的选取而陷入局部最优的几率；且本发明允许设定任意类型的效果评价目标，并且使用该效果评价目标来引导后续的迭代过程，使用不同的效果评价目标，能够获得在该评价目标下最佳的位置配准结果。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105447882
【申请号】CN201510947298
【发明人】黄佑钟, 李贵, 顾群
【申请人】上海联影医疗科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月16日