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44 3 Praktische Aspekte
Aus diesem Grund müssen die verschiedenen möglichen Komponenten auf Funktionen aufgeteilt
werden. Eine detailierte Beschreibung des Gesamtablaufs der Registrierung wäre folglich
sehr umfangreich. Deshalb wird der Ablauf der Registrierung nachfolgend vereinfacht
dargestellt (Abb. 3.7), kann aber auf die verschiedenen Kombinationen von Registrierungskomponenten
bezogen werden.
Nachdem bereits die Konfiguration und Bilddaten eingelesen wurden (Abb. 3.2) wird der
Registrierungsprozess gestartet. Da die Registrierungsapplikation eine rigide Registrierung
durchgeführt, wird zunächst die Transformation initialisiert (siehe Kap. 3.5.5.2). Ausgehend
von der Konfiguration wird die zu nutzende Interpolationsmethode instanziiert. Dabei kann
zwischen der NN und der BS Interpolation gewählt werden (siehe Kap. 3.5.5.3). Anschließend
wird die durch die Konfiguration spezifizierte Metrik instanziiert. Die Registrierungsanwendung
stellt dazu die Metriken MS, NC, MMI und NMI zur Verfügung (siehe Kap.
3.5.5.4). Zusätzlich zu den bereits initialisierten Registrierungskomponenten muss der Optimierungsprozess
instanziiert werden, damit der Registrierungsalgorithmus definiert ist. Es
kann der Gradientenabstieg mit regulärer Schrittweite oder der Downhill Simplex Algorithmus
gewählt werden (siehe Kap. 3.5.5.5). Nach der Spezifizierung dieser Komponenten ausgehend
von der vom Nutzer angegeben Konfiguration, erreicht der Registrierungsprozess
einen definierten Zustand.
Anschließend werden die im Registrierungsprozess zu registrierenden Bildpaare festgelegt.
Diese Festlegung geschieht aufgrund der gewählten Registrierungsmethode (siehe Kap.
3.5.5). Nacheinander werden diese Bildpaare aneinander ausgerichtet, indem jeweils das eine
Bild des Paars als Referenz-, das andere als Verschiebungsbild festgelegt wird. Über eine
gewählte Methode wird eine Initialschätzung für die Transformation bestimmt (siehe Kap.
2.6.4). Ausgehend von dieser Initialschätzung werden iterativ Transformationsparameter und
der zugehörige Metrikwert berechnet. Der Metrikwert ergibt sich aus dem Referenzbild und
dem mit der aktuellen Transformation transformierten Verschiebungsbild. Es werden so lange
neue Parameter gesucht, bis keine Transformation mehr gefunden wird, die einen optimaleren
Metrikwert liefert (siehe Kap. 2.4). Die gefundenen Transformationsparameter werden
auf das Verschiebungsbild angewandt, bevor das nächste Bildpaar registriert wird. Der Registrierungsprozess
endet, wenn alle Bildpaare erfolgreich miteinander registriert wurden.
Der genaue Ablauf der einzelnen Registrierungskomponenten und die zugehörigen Spezifikationen
wird im Folgenden für die Komponenten einzeln erläuert.
3.5.5.2 Transformation
Zur Lösung der rigiden Transformation wird eine Abwandlung der itk::Centered-
Rigid2DTransform genutzt. Die in ITK implementierten Klassen sind im Namespace
itk zu finden. Daraus resultiert die Namensgebung itk::Classname. Die abgewandelte
Transformation CenteredRigid2DTransformationAlt implementiert eine rigide
Transformation im zweidimensionalen Raum bestehend aus einer Rotation und einer zweidimensionalen
Translation. Die Rotation wird dabei vor der Translation angewandt. Zusätzlich
zu diesen drei Parametern erfordert die CenteredRigid2DTransformationAlt
die Spezifizierung des Rotationszentrums, das beliebig im zweidimensionalen Raum liegen
kann. Die Angabe des Rotationszentrums ist wichtig, da ITK ansonsten den Ursprung
des Bildes, der im Allgemeinen in einer der Ecken des Bildes liegt, als Rotationszentrum
nutzt [Itk03]. Wird das Rotationszentrum nicht festgelegt, optimiert der Registrierungspro-