imregdemons

2 つの 2 次元イメージまたは 3 次元イメージを位置合わせさせる変位場の推定

構文

[D,moving_reg] = imregdemons(moving,fixed)

[D,moving_reg] = imregdemons(moving,fixed,N)

[D,moving_reg] = imregdemons(___,Name,Value)

説明

[D,moving_reg] = imregdemons(moving,fixed)はレジストレーションされるイメージmovingを参照イメージfixedと位置合わせする変位場Dを推定します。各ピクセル位置の変位ベクトルは、fixedイメージグリッドの位置をmovingイメージの対応する位置にマッピングします。moving_regは,movingイメージを変位場Dに従ってワープし、線形内挿によってリサンプルしたバージョンです。

[D,moving_reg] = imregdemons(moving,fixed,N)は計算の反復回数を指定します。この関数は収束基準を使用しないため、指定または既定の回数反復されることが常に保証されます。

例

[D,moving_reg] = imregdemons(___,Name,Value)は,名前と値のペアを使用して重み計算の特性を制御し、移動イメージをレジストレーションします。

例

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局所的な歪みをもつ 2 つのイメージのレジストレーション

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この例では、同じ手が 2 つの異なるポーズで撮影されている場合のレジストレーション問題を解決する方法を説明します。イメージ間の位置ずれは、それぞれのイメージの各所で異なります。したがって、非剛体レジストレーション問題です。

2 つのイメージをワークスペースに読み取ります。

fixed = imread('hands1.jpg'); moving = imread('hands2.jpg');

イメージを処理するためにグレースケールに変換します。

fixed = im2gray(fixed); moving = im2gray(moving);

初期の位置ずれを観察します。指のポーズが異なっています。

imshowpair(fixed,moving,'montage')

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type image.

イメージの相違点がわかりやすいように 2 つのイメージを重ね合わせます。相違点が緑とマゼンタで強調表示されています。

imshowpair(fixed,moving)

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type image.

ヒストグラムマッチングを使用して、movingイメージとfixedイメージの照度差を補正します。これは一般的な前処理手順です。

moving = imhistmatch(moving,fixed);

2 つのイメージの位置合わせに必要な変換を推定します。

[~,movingReg] = imregdemons(moving,fixed,[500 400 200],...'AccumulatedFieldSmoothing',1.3);

レジストレーションの結果を表示します。下の最初の図では、位置合わせを示すために 2 つのイメージが重ね合わされています。

imshowpair(fixed,movingReg)

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type image.

imshowpair(fixed,movingReg,'montage')

Figure contains an axes object. The axes object contains an object of type image.

入力引数

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`moving`—レジストレーションされるイメージ
2 次元グレースケールイメージ|3 次元グレースケールイメージ

レジストレーションされるイメージであり、2 次元または 3 次元のグレースケールイメージとして指定されます。

`fixed`—ターゲット方向の参照イメージ
3 次元グレースケールイメージ|2 次元グレースケールイメージ

ターゲット方向の参照イメージであり、2 次元または 3 次元のグレースケールイメージとして指定されます。

`N`—反復回数
`100`(既定値) |正の整数のスカラーまたはベクトル

反復回数。正の整数のスカラーまたはベクトルとして指定します。

ベクトルを指定する場合、Nにはピラミッドレベル (解像度レベル) 1 つ当たりの反復回数を指定します。たとえば、ピラミッドレベルが 3 つある場合は、ベクトル[100,50,25]というように指定します。この場合、imregdemonsは最低の解像度レベルで 100 回の反復、次のピラミッドレベルで 50 回の反復、最後のピラミッドレベル (最高の解像度レベル) で 25 回の反復を実行します。解像度レベルが低い方が処理に時間がかからないため、ピラミッドの低い解像度で実行する反復回数を増やし、高い解像度で実行する反復回数を減らすと、パフォーマンスが改善されます。

名前と値の引数

例:'AccumulatedFieldSmoothing',1.5は,各反復で標準偏差 1.5 のガウス平滑化を適用します。

オプションの引数Name,Valueのコンマ区切りペアを指定します。Nameは引数名で、Valueは対応する値です。Nameは引用符で囲まなければなりません。Name1,Value1,...,NameN,ValueNのように、複数の名前と値のペアの引数を、任意の順番で指定できます。

`AccumulatedFieldSmoothing`—反復ごとに適用される平滑化
`1.0`(既定値) |正のスカラー

反復ごとに適用される平滑化。'AccumulatedFieldSmoothing'と数値で構成されるコンマ区切りのペアとして指定します。このパラメーターは、拡散的な正則化の量をコントロールします。imregdemonsは,ガウス平滑化の標準偏差を適用して各反復で蓄積された場を正則化します。大きい値を指定すると、出力される変位場がより滑らかになります。小さい値を指定すると、出力される変位場の変形がより局所化されます。通常、値は [0.5, 3.0] の範囲内です。PyramidLevelsで複数のレベルを指定した場合は、ガウス平滑化で使用される標準偏差がすべてのピラミッドレベルで同じになります。

データ型:double

`PyramidLevels`—使用する多重解像度イメージのピラミッドレベル数
`3`(既定値) |正の整数

使用する多重解像度イメージのピラミッドレベル数。'PyramidLevels'と正の整数とで構成されるコンマ区切りのペアとして指定します。

データ型:double

`DisplayWaitbar`—進行状況を示すウェイトバーの表示
`true`(既定値) |`false`

進行状況を示すウェイトバーの表示。'DisplayWaitbar'と値trueまたはfalseで構成されるコンマ区切りのペアとして指定します。trueに設定すると、imregdemonsは長時間かかる処理の進行状況を示すウェイトバーを表示します。imregdemonsのウェイトバーを非表示にするには、DisplayWaitbarをfalseに設定します。

出力引数

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`D`— 変位場
数値配列

変位場。数値配列として指定します。変位値の単位はピクセルです。

fixedが m 行 n 列の 2 次元グレースケールイメージの場合、この変位場配列は m × n × 2 になります。D(:,:,1)には x 軸方向の変位が格納され、D(:,:,2)には y 軸方向の変位が格納されます。
fixedが m × n × p の 3 次元グレースケールイメージの場合、変位場配列は m × n × p x 3 になります。D(:,:,:,1)には x 軸方向の変位、D (:,:: 2)には y 軸方向の変位、D(:,:,:,3)には z 軸方向の変位が格納されます。

データ型:double

`moving_reg`— 位置合わせされたイメージ
2 次元または 3 次元のグレースケールイメージ

レジストレーションされたイメージ。2 次元または 3 次元のグレースケールイメージとして返されます。イメージは変位場Dに従って曲げられ、線形内挿によってリサンプルされます。

ヒント

変位場Dを使用してイメージを変換するには、imwarpを使用します。

参照

[1] Thirion, J.-P. "Image matching as a diffusion process: an analogy with Maxwell’s demons". Medical Image Analysis. Vol. 2, Number 3, 1998, pp. 243–260.

[2] Vercauteren, T., X. Pennec, A. Perchant, N. Ayache, "Diffeomorphic Demons: Efficient Non-parametric Image Registration", NeuroImage. Vol. 45, Number 1, Supplement 1, March 2009, pp. 61–72.

拡張機能

スレッドベースの環境
MATLAB®`backgroundPool`を使用してバックグラウンドでコードを実行するか、Parallel Computing Toolbox™ の`ThreadPool`を使用してコードを高速化します。

この関数は、スレッドベースの環境を完全にサポートします。詳細については、Run MATLAB Functions in Thread-Based Environmentを参照してください。

GPU 配列
Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。

使用上の注意および制限:

GPU では名前と値のペアの引数DisplayWaitbarはサポートされていません。

詳細については、GPU でのイメージ処理を参照してください。

バージョン履歴

R2014b で導入

参考

アプリ

レジストレーション推定

関数

imregcorr|imregister|imregtform|imshowpair|imwarp

imregdemons

構文

説明

例

局所的な歪みをもつ 2 つのイメージのレジストレーション

入力引数

moving—レジストレーションされるイメージ2 次元グレースケール イメージ|3 次元グレースケール イメージ

fixed—ターゲット方向の参照イメージ3 次元グレースケール イメージ|2 次元グレースケール イメージ

N—反復回数100(既定値) |正の整数のスカラーまたはベクトル

名前と値の引数

AccumulatedFieldSmoothing—反復ごとに適用される平滑化1.0(既定値) |正のスカラー

PyramidLevels—使用する多重解像度イメージのピラミッド レベル数3(既定値) |正の整数

DisplayWaitbar—進行状況を示すウェイト バーの表示true(既定値) |false

出力引数

D— 変位場数値配列

moving_reg— 位置合わせされたイメージ2 次元または 3 次元のグレースケール イメージ

ヒント

参照

拡張機能

スレッドベースの環境MATLAB®backgroundPoolを使用してバックグラウンドでコードを実行するか、Parallel Computing Toolbox™ のThreadPoolを使用してコードを高速化します。

GPU 配列Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。

バージョン履歴

参考

アプリ

関数

`moving`—レジストレーションされるイメージ
2 次元グレースケールイメージ|3 次元グレースケールイメージ

`fixed`—ターゲット方向の参照イメージ
3 次元グレースケールイメージ|2 次元グレースケールイメージ

`N`—反復回数
`100`(既定値) |正の整数のスカラーまたはベクトル

`AccumulatedFieldSmoothing`—反復ごとに適用される平滑化
`1.0`(既定値) |正のスカラー

`PyramidLevels`—使用する多重解像度イメージのピラミッドレベル数
`3`(既定値) |正の整数

`DisplayWaitbar`—進行状況を示すウェイトバーの表示
`true`(既定値) |`false`

`D`— 変位場
数値配列

`moving_reg`— 位置合わせされたイメージ
2 次元または 3 次元のグレースケールイメージ

スレッドベースの環境
MATLAB®`backgroundPool`を使用してバックグラウンドでコードを実行するか、Parallel Computing Toolbox™ の`ThreadPool`を使用してコードを高速化します。

GPU 配列
Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。