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2 1 Einleitung
Rahmenbedingungen Zu Beginn dieser Arbeit lag ein Registrierungalgorithmus in der
Programmiersprache IDL vor, der zwei bestimmte autoradiographische und eine histologische
Bildserie miteinander registriert. Die dabei angewandte Registrierung erfolgt mit einem
festgelegten Algorithmus. Dieser verwendet das Downhill Simplex Optimierungsverfahren
in Verbindung mit dem normalisierten Korrelationskoeffizienten. Die Funktionalität des vorliegenden
Algorithmus in IDL wird sich reimplementiert in der neuen Software wiederfinden.
Da das neue Programm mehr Funktionen haben wird, stellt dieser Algorithmus nur ein Teil
der Software dar.
Die zur Verfügung stehende C++ Bibliothek Insight Segmentation and Registration Toolkit
(ITK) soll bei der Implementation der Registrierungsapplikation angewandt werden.
Aufgabenstellung Die rigide Registrierung von Serien autoradiographischer und histologischer
Bilddaten ist Thema dieser Arbeit. Es sollen verschiedene Teilaufgaben bearbeitet
werden:
* Implementierung Entwicklung einer Software in der Programmiersprache C++ zur
rigiden mono- und multimodalen Registrierung zweidimensionaler Bildserien durch
konfigurierbare Algorithmen. Die Entwicklung einer graphischen Oberfläche ist nicht
Teil der Arbeit.
* Metrikvergleich Vergleich der in der Software verfügbaren Ähnlichkeitsmaße in Bezug
auf die Registrierungsarten.
* Parameteroptimierung Optimierung der im Registrierungsprozess konfigurierbaren
Parameter.
* Validierung Validierung der mono- und multimodalen Registrierung anhand zweier
Studien mit autoradiographischen und histologischen Bildaufnahmen.
Konzeption der Arbeit Nach der Einführung grundlegender Begriffe und Definitionen
wird im Folgenden zunächst der Begriff Registrierung definiert und das Prinzip der Bildregistrierung
eingeführt. Die Problemstellung der Registrierung und daraus resultierende Anwendungsmöglichkeiten
werden erläutert und anhand zweier Studien des Instituts für Medizin im
Forschungszentrum Jülich zur Identifizierung spezieller Tracereigenschaften konkretisiert.
Es folgt ein klassifizierender Überblick zu den Grundlagen der Bildregistrierung. Die in den
Algorithmen zur Bildregistrierung genutzten Komponenten werden anschließend detailliert
beschrieben.
Im praktischen Teil dieser Arbeit wird zunächst die Datenaquisition und Datenvorverarbeitung
dargelegt und anschließend die Implementierung der Software beschrieben. Die mit diesen
Algorithmen erreichbaren Ergebnisse werden anhand von Daten, die aus den genannten
Studien resultieren, vorgestellt und analysiert. Die abschließende Zusammenfassung dieser
Untersuchung präsentiert die wichtigsten Ergebnisse.