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イメージ レジストレーション方法の選択

イメージをレジストレーションする方法を選択する際に考慮すべき要素がいくつかあります。

  • ある手法は自動化されている。他の手法は、探索をサポートするために対話的であるか、正確な制御を可能にするために半自動化されている。

  • ある手法では、厳密な幾何学的変換によってイメージを関連付ける必要がある。他の手法はより柔軟で、射影変換、局所的な変形、またはその他の種類の歪みがサポートされる。要求される変換モデルを処理できる手法を選択する。

  • ある手法では 2 次元イメージのみがサポートされるが、他の手法では 3 次元イメージ ボリュームもサポートされる。

目的イメージ レジストレーションに対するアプローチサンプル表示
2 次元イメージのさまざまなレジストレーション手法を対話的に探索、比較、調整する。

レジストレーション推定アプリを使用します。このアプリは、8 つの特徴ベースの手法、3 つの強度ベースの手法、および 1 つの非剛体 (変形可能) 手法をサポートしています。

このアプリは画質の定量的な尺度を備え、また、レジストレーションされたイメージとその変換行列を返します。アプリは、選択したレジストレーション手法と設定を使用してコードを生成することもできます。

レジストレーション推定アプリを使用したイメージのレジストレーションを参照してください。

Registration Estimator app showing an overlay of images with corresponding control points.

イメージの特徴に基づいて 2 次元イメージを自動的にレジストレーションする。

自動特徴マッチングを使用します。自動特徴マッチングは、オクルージョン、表示条件の変化、煩雑さなどに関係なく、イメージの対応関係を見つけることができる強力なレジストレーション手法です。自動特徴マッチングは、映像安定化やパノラマ イメージの繋ぎ合わせなど、幅広い用途で使用されます。

イメージのコンテンツに基づいて、1 つ以上の特徴タイプと記述子を選択できます。BLOB 特徴の場合、一般的な特徴タイプには、Scale Invariant Feature Transform (SIFT) と Speeded-Up Robust Features (SURF) が含まれます。固定スケールのコーナー特徴の場合、一般的な特徴タイプは Oriented FAST and rotated BRIEF (ORB) です。

利用可能なすべての特徴検出器のリストと、自動特徴検出を実行する方法を示す例については、局所特徴の検出と抽出 (Computer Vision Toolbox)を参照してください。

Matched features using a BRISK feature detector.

相対的な強度パターンに基づいて 2 次元または 3 次元のグレースケール イメージを自動的にレジストレーションする。

強度ベースのイメージ レジストレーション手法を使用します。これらの手法では、メトリクスに基づいて 2 つのイメージのピクセル強度の類似度を最適化します。

  • imregcorr は、勾配または位相相互相関を使用して類似度を迅速に最適化します。

  • imregister は、平均二乗法またはマテス相互情報量オプティマイザーを使用して、微調整された最適化を実行します。この最適化は相互相関よりも正確ですが、速度が遅くなることや、最適化パラメーターの調整が必要になることがあります。

  • imregicp (Medical Imaging Toolbox) は、3 次元グレースケール ボリュームから抽出された表面を整列させます。

強度ベースの自動イメージ レジストレーションを参照してください。

Intensity-based registration using cross-correlation aligns images that have shear distortion.

変形可能な (非剛体) レジストレーションを自動的に実行する。

レジストレーション推定アプリを使用して、変形可能なレジストレーションのレジストレーション設定を対話的に調整します。

あるいは、imregdemons 関数を使用して局所変位場を推定することもできます。この関数は、変位場とレジストレーションされた移動イメージを返します。

Deformable registration aligns two hands whose fingers are spread to different extents.

他のレジストレーション手法がサポートされていないか、または結果が不十分な場合に、2 次元イメージを手動でレジストレーションする。

コントロール ポイント レジストレーションを使用すると、各イメージ内の共通の特徴を手動で選択できます。コントロール ポイント レジストレーションは次の場合に役立ちます。

  • 自動特徴マッチング アルゴリズムでは、特徴間の明確なマッピングを識別できません。

  • 移動イメージには、射影変換、多項式変換、区分的線形変換、局所重み付き平均変換などの非アフィン幾何学的変換が適用されます。

コントロール ポイント レジストレーションコントロール ポイントを使用した投影歪みのあるイメージのレジストレーションを参照してください。

Nine pairs of control points selected in the Control Point Selection tool.

医用画像とボリュームを共通の患者座標系に揃える。

Medical Imaging Toolbox™ は、2 次元および 3 次元の医用画像データを患者座標系にレジストレーションするための追加の手法と例を提供します。

  • 医用レジストレーション推定器 (Medical Imaging Toolbox)アプリを使用して、3 次元医用画像ボリュームを対話的にレジストレーションします。このアプリは、医療ファイル形式のメタデータを自動的に適用し、ボリュームを患者座標で簡単にレジストレーションします。

  • 2 次元または 3 次元の医療データに合わせて調整された、強度ベースの自動最適化手法を使用します。たとえば、imreggroupwise (Medical Imaging Toolbox) 関数は、一連の 2 次元イメージ内のスライス間でのスライド動作を減らします。

  • fitgeotform3d (Medical Imaging Toolbox) 関数を使用して 3 次元コントロール ポイント レジストレーションを実行します。

Medical Image Registration (Medical Imaging Toolbox)を参照してください。

Medical Registration Estimator app window

参考

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