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the Fiji distribution of ImageJ本页介绍与 the Fiji distribution of ImageJ 相关的内容。点击徽标查看详情。

注册虚拟堆栈片

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{| |style=”vertical-align:top” |Register Virtual Stack scheme - All images are transformed to match the reference |}

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.
rvs-main-window

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

Shrinkage constrain checkbox Shrinkage constrain checkbox

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 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。

  1. 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。
rvs-elastic-options-351x446

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:
![input data](/media/plugins/rvs-tem-example.gif) ![output data](/media/plugins/rvs-registered-tem.gif)

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:
![Stack4](/media/plugins/stack4.gif) ![Stack4 2](/media/plugins/stack4-2.gif)

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

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:

许可证

该程序是免费软件;您可以根据自由软件基金会 (http://www.gnu.org/licenses/gpl.txt) 发布的 GNU 通用公共许可证 的条款重新分发和/或修改它。

分发此程序的目的是希望它有用,但不提供任何保证;甚至没有适用性或特定用途适用性的默许保证。有关更多详细信息,请参阅 GNU 通用公共许可证。