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该插件采用存储在文件夹中的一系列切片,并提供已注册图像切片的列表(带有放大的放大)。用户可以选择序列中的一张图像作为参考,并且将保持不变。
该插件可以执行‘6种图像配准技术‘:
- 翻译
- 刚性(平移+旋转)
- 相似度(平移+旋转+各向同性缩放)
- 仿射
- 弹性(采用三次B样条的 bUnwarpJ)
- 移动最小二乘法
所有模型均由自动提取的 SIFT features辅助。
用户手册
前提:
- 源文件夹:您有一个文件夹,其中包含 ImageJ 可以打开的图像文件的有序列表。
- 每个图像代表序列中的一个切片。
- 输出文件夹:您拥有或创建一个文件夹来存储带有对齐图像的生成的虚拟堆栈。 图像可能具有不同的尺寸和不同的类型。 步骤1: launch the “Plugins - Registration - Register Virtual Stack Slices” plugin.

Register Virtual Stack main window
步骤2: choose the appropriate options:
- 选择包含切片的源文件夹,每个图像文件一个切片。
- 选择输出文件夹,其中生成的注册切片将自动存储为 TIFF 文件。
- 特征提取模型。在特征提取中寻找内点(即图像之间的对应或界标)的预期变换模型:平移、刚性、相似性或仿射。
- 注册模型。图像变换模型:平移、刚性、相似、仿射、弹性或移动最小二乘。
- 高级设置。高级复选框:是否显示 feature extraction parameters设置对话框,如果有弹性,则显示 bUnwarpJ对话框。否则,插件将按照合理的默认参数运行。
- 收缩约束。可以选择规范注册以避免部分缩小。
- 保存变换。将生成的转换保存到文件中的选项,可以使用Transform Virtual Stack Slices加载该文件。 步骤3: choose the reference image (only if the “Shrinkage constraint” checkbox was not marked):
- 从源文件夹中选择一张图像作为参考图像。 成功后,将打开一个虚拟堆栈,显示目标文件夹中包含的所有注册图像。虚拟堆栈可以关闭并且不会产生任何不良影响:图像保存在目标文件夹中。
收缩合同
Since the 09/13/2009 version and thanks to Daniel Berger, Register Virtual Stack Slices has the option of constraining the registration to avoid section shrinking for large sets of images.
如果使用此选项,选择不需要参考图像。通过首先使用刚性变换初始化系统,然后根据需要的配准模型放松它,所有图像将被变换到相同的公共空间。
为此,在主对话框中,您必须选中“收缩”选项(请参见附加窗口)。
如果您还从同一对话框中选中“高级设置”对话框,底部出现一个新闻,用于选择相应的参数,以根据变换的属性规范进行收缩。如果我们选择“仿射”作为注册模型,那么我们将能够正则化: <div class="thumbnail" >
Shrinkage constrain checkbox
</div>
对于配准模型“平移”和“刚性”,不需要正则化,因为这些线性变换不适用。在“相似性”配准模型的情况下,仅对剪切和缩放进行正则化。
TODO:“弹性”和“移动最小二乘”配准模型还没有适当的收缩正则化实现。
在“弹性”模型的情况下,仅刚性执行配准。如果您需要规范各部分之间的弹性变形,最好通过 bUnwarpJ 参数来完成(请参见下文的 Notes)。
对于“移动最小二乘”模型,在不正则化的情况下仍然会发生最大扭曲。
通过选中“显示拉伸图”选项,我们可以将系统的可视拉伸化为所需的配准模型。也就是说,显示了每次拉伸复制的整个切片序列之间的平均均方托盘(MSE)之间的对应关系。
保存转换
自 2009 年 9 月 24 日版本以来,该插件可以选择将结果转换存储到文件中。这样,后面可以使用插件Transform Virtual Stack Slices在相同图像或不同序列上替换结果。
要保存转换,您只需单击一个主对话框的“保存转换”即可。然后,选择源目录和输出目录后,将弹出一个新对话框以选择用于存储转换的文件夹。
转换保存为 .XML 文件,遵循 TrakEM2 格式。
注释
1.插件是多线程的:更多的CPU核心意味着更快的执行速度。
- 第 SIFT feature extraction 中两个最相关的参数是:
- maximum image size, which limits the low-end size of the features (i.e. decrease maximum image size to increase the size of the smallest features to extract.)
- inlier ratio, which determines when to reject the intersection set of feature correspondences between two images (ratio between correspondent features vs. all extracted features.) 3.接受所有类型位的图像(8位、16位、32和RGB),但仅限.tif、.jpg、.png、.gif、.tiff、.jpeg、.bmp、.pgm或.ima格式。输出图像保存为TIFF。 4.如果您选择“高级设置”和“弹性”作为注册模式,则底部显示另一个调整弹性注册参数的窗口。

Elastic registration options
这实际上是 bUnwarpJ主窗口的缩小版本。
因此,选项是:
- 注册模式:“单声道”、“准确”或“快速”。“Mono”意味着单向注册,它实际上是透明模式中最快的。“准确”和“快速”进行双声道配准,需要更多时间。
- 图像二次采样因子:图像缩放因子从 2⁰ (1) 到 2⁷ (128)。如果图像非常大,我们建议使用它。
- 初始和最终变形:从“非常粗”到“非常细”或“超细”。它们定义了变形网格中B样条系数的数量(从2x2到16x16)。更多的系数意味着更高的精度,但也意味着过度配准的可能性。
- 散度和旋度权重。他们规范变形以设置平滑。
- 地标权重:调整特征提取中找到对应关系的相关性。
- 图像权重:能量函数中源图像和目标图像之间的相似度的相关性。
- 一致性权重:正向变形和反向变形之间的一致性偏差的相关性(仅适用于“准确”或“快速”模式)。
- 停止阈值:最后一次和前一次算法迭代之间的差异,使注册结束。
有关弹性参数的完整描述,请访问FAQ of the original website。
</ol>
示例
使用收缩合同的配准结果示例:
| 生的: | 挂号的: |
|  |  |
即使是这一系列相当混乱的杂物的电子显微镜图像(各个切片之间存在相当大的差异)也得到了正确的记录:
| 生的: | 挂号的: |
|  |  |
API文档
该集合的最新文档可以在这里找到:
https://fiji.sc/javadoc/register_virtual_stack/package-summary.html
脚本/插件
您可以从 jython 脚本以非交互方式调用该插件: from register_virtual_stack import Register_Virtual_Stack_MT
# source directory
source_dir = "/path/to/source/"
# output directory
target_dir = "/path/to/target/"
# transforms directory
transf_dir = "/path/to/transforms/"
# reference image
reference_name = "reference_image"
# shrinkage option (false)
use_shrinking_constraint = 0
p = Register_Virtual_Stack_MT.Param()
# The "maximum image size":
p.sift.maxOctaveSize = 1024
# The "inlier ratio":
p.minInlierRatio = 0.05
Register_Virtual_Stack_MT.exec(source_dir, target_dir, transf_dir,
reference_name, p, use_shrinking_constraint) ## 另请参阅
- Transform Virtual Stack Slices,了解如何加载保存的转换。
- FloatArray2DSIFT.java包含子类Param,它是
Register_Virtual_Stack_Slices.Param子类的“sift”成员。 - Register_Virtual_Stack_MT.java,包括Param子类。
- Elastic Alignment and Montage plugin,用于使用弹簧网格(局部变形)的大型数据集的弹性配准/蒙太奇。
参考文献
论文中详细介绍了弹性配准实现的算法(bUnwarpJ)及其技术解释:
- I. Arganda-Carreras、C. O.S.索尔扎诺、R.马拉比尼、J.-M. Carazo, C. Ortiz-de Solorzano 和 J. Kybic,“Consistent and Elastic Registration of Histological Sections using Vector-Spline Regularization,”计算机科学讲义,Springer Berlin / Heidelberg,第 4241/2006 卷,CVAMIA:医学图像分析的计算机视觉方法,第 85-95 页,2006 年。
许可证
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