Transcript ピクセル空間における画像間の位置あわせ ピクセル空間における画像間

Slicer3における位置あわせ
Julien Jomier
Kitware Inc.
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
位置あわせ
• 座標系変換
• 画像間だけでなく,モデル間や,モデルと画
像の間においても可能
• 再度サンプリングを行い,結果として補間す
る
• 線形: 剛体, 類似度, アフィン
• 非線形: TPS, EBS, B-スプライン
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
座標系変換
j
j
固定画像の格子
重ね合わせ画像
の格子
i
i
y
y’
変換空間
x
固定画像の物理座標
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
重ね合わせ画像
の物理座標
x’
スケーリング
同じ患者における画像
MRI-T2画像
PET画像
スケール変換
256 x 256
128 x 128
Images provided as part of the project: “Retrospective Image Registration Evaluation”,
NIH, Project No. 8R01EB002124-03, Principal Investigator, J. Michael Fitzpatrick, Vanderbilt University, Nashville, TN.
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
しないこと!!
ピクセル空間における画像間の位置あわせ
ピクセル空間における画像間の位置あわせ
ピクセル空間における画像間の位置あわせ
ピクセル空間における画像間の位置あわせ
ピクセル空間における画像間の位置あわせ
ピクセル空間における画像間の位置あわせ
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
位置あわせ手法の骨組み
位置あわせ手法
固定画像
計算
補間
重ね合わせ
画像
変換
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
最適化
重ね合わせ&固定画像の選択
• 原則として,固定画像と重ね合わせ画像の種類は
任意である.
• 重ね合わせ画像は固定画像の座標系へ
再度サンプリングされた画像である.
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
位置あわせにおける初期化
•
•
•
•
低解像度から高解像度へのアプローチ
全体の中心
高次モーメント (主な軸)
ボリュームデータの再調整
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
相互情報量
• 相互情報量は画像間の画素値に依存する.
• ヒストグラムに基づく.
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
同時ヒストグラム:単一モダリティ
調整された画像
0から20の画素によって変換
白色 = 0
黒色 = 高い値
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
調整ミスは分散を引き起こす
同時ヒストグラム:多数モダリティ
調整された画像
0から20の画素によって変換
白色 = 0
黒色 = 高い値
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
調整ミスは分散を引き起こす
アフィン位置あわせ
•
•
•
•
マッテス相互情報量
ヒストグラムの値域
空間におけるサンプリング
スケール変換
-回転と変換は同じユニットではない
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
非線形変換
y
y
変換
x
固定画像
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
x
重ね合わせ画像
非線形変換
y
y
変換
x
固定画像
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
x
重ね合わせ画像
非線形変換
y
x
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
B-スプライン 格子
y
B-スプライン
格子
Resampling
Grid
x
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
B-スプライン格子&画像格子
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
B-スプライン格子&画像格子
B-スプライン
格子
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
B-スプライン格子&画像格子
B-スプライン
格子
有効領域
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
B-スプライン格子&画像格子
B-スプライン
格子
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
B-スプライン格子&画像格子
B-スプライン
格子
有効領域
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
B-スプライン位置あわせ
• 相互情報量 (マッテス)
• L-BFGS-B法による最適化
• 非線形条件:境界線付近の領域における
最適化を規制する.
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
Slicerにおけるデモ
•
•
•
•
•
Slicerの起動
データの読み込み
アフィン位置あわせ
B-スプラインでの非線形位置あわせ
伝達関数の可視化
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
データの読み込み
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
アフィン位置あわせ
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
アフィン位置あわせ
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
非線形位置あわせ
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
非線形位置あわせ
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
伝達関数の調整
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org
翻訳
スライド翻訳：木西 基 **
監守：波多 伸彦 *
* Surgical Plannninng Laboratory, Harvard Medical School
** 知的画像処理研究室, 立命館大学
National Alliance for Medical Image Computing
http://na-mic.org