| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-7页 |
| 主要缩略词中英文对照表 | 第12-13页 |
| 1 绪论 | 第13-21页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第13-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-18页 |
| 1.2.1 基于弹性黎曼度量和物体形变的配准 | 第16页 |
| 1.2.2 基于参考形状模型的配准 | 第16-17页 |
| 1.2.3 基于形状特征的概率分布的配准 | 第17-18页 |
| 1.3 论文的组织结构 | 第18-21页 |
| 2 大脑结构统计分析中骨架模型的构建及配准方法综述 | 第21-41页 |
| 2.1 图像配准 | 第21-25页 |
| 2.1.1 配准问题的数学表示 | 第21-22页 |
| 2.1.2 成对配准方法 | 第22-24页 |
| 2.1.3 群组配准方法 | 第24页 |
| 2.1.4 配准效果的度量 | 第24-25页 |
| 2.2 统计分析方法 | 第25-29页 |
| 2.2.1 主成分分析 | 第25-26页 |
| 2.2.2 主测地线分析 | 第26-27页 |
| 2.2.3 主成分嵌套球 | 第27-28页 |
| 2.2.4 复合主成分嵌套球 | 第28-29页 |
| 2.3 三维物体的表示 | 第29-37页 |
| 2.3.1 点分布模型（PDM） | 第29-30页 |
| 2.3.2 活动轮廓模型 | 第30-31页 |
| 2.3.3 主动形状和外观模型 | 第31-33页 |
| 2.3.4 函数模型 | 第33-35页 |
| 2.3.5 中轴模型 | 第35-37页 |
| 2.4 M-rep及其插值 | 第37-39页 |
| 2.4.1 M-rep模型 | 第37-38页 |
| 2.4.2 离散m-rep的插值 | 第38-39页 |
| 2.5 S-rep模型 | 第39-40页 |
| 2.6 本本章小结 | 第40-41页 |
| 3 骨架模型的自动化构建及薄板样条拟合方法研究 | 第41-61页 |
| 3.1 问题的提出 | 第41-43页 |
| 3.1.1 S-rep对物体的表示 | 第41-42页 |
| 3.1.2 构建s-rep的经典流程（STDM） | 第42-43页 |
| 3.1.3 STDM存在的问题 | 第43页 |
| 3.2 TPSW方法的自动建模过程 | 第43-49页 |
| 3.2.1 TPSW方法概述 | 第44页 |
| 3.2.2 提取结构边界点 | 第44-45页 |
| 3.2.3 模板s-rep | 第45-46页 |
| 3.2.4 计算薄板样条插值（TPS）形变 | 第46-48页 |
| 3.2.5 拟合参考s-rep使其匹配每个物体 | 第48页 |
| 3.2.6 构建TPS s-rep | 第48-49页 |
| 3.3 实验及结果分析 | 第49-58页 |
| 3.3.1 测试数据集 | 第49-51页 |
| 3.3.2 表面光滑度分析 | 第51页 |
| 3.3.3 与真实数据比较 | 第51-53页 |
| 3.3.4 与STDM比较 | 第53-57页 |
| 3.3.5 模型捕获的形状差异比较 | 第57-58页 |
| 3.4 TPS s-rep的优化 | 第58-59页 |
| 3.5 本章小结 | 第59-61页 |
| 4 骨架模型的普鲁克分析及对齐方法研究 | 第61-85页 |
| 4.1 问题的提出 | 第61-64页 |
| 4.1.1 形状模型的对齐方法研究现状 | 第61-62页 |
| 4.1.2 奇异值分解与图像对齐 | 第62-64页 |
| 4.1.3 S-rep对齐问题描述 | 第64页 |
| 4.2 普鲁克分析（PA）方法 | 第64-69页 |
| 4.2.1 欧氏相似变换 | 第64-65页 |
| 4.2.2 形状的数学表示 | 第65-66页 |
| 4.2.3 普鲁克距离及其在形状匹配中的应用 | 第66-68页 |
| 4.2.4 常规普鲁克分析（OPA） | 第68页 |
| 4.2.5 广义普鲁克分析（GPA） | 第68-69页 |
| 4.3 SSAPA方法进行对齐的过程 | 第69-75页 |
| 4.3.1 S-reps形状空间 | 第69-71页 |
| 4.3.2 辐条端点的加权提取 | 第71-72页 |
| 4.3.3 平移 | 第72-73页 |
| 4.3.4 同构缩放 | 第73-74页 |
| 4.3.5 沿主方向旋转 | 第74-75页 |
| 4.3.6 构建对齐后的s-reps | 第75页 |
| 4.4 实验及结果分析 | 第75-83页 |
| 4.4.1 海马 | 第75-77页 |
| 4.4.2 椭球体 | 第77-79页 |
| 4.4.3 尾状核 | 第79-81页 |
| 4.4.4 侧脑室 | 第81-83页 |
| 4.5 本章小结 | 第83-85页 |
| 5 骨架模型的熵的优化及配准方法研究 | 第85-125页 |
| 5.1 方法的提出及其工作原理 | 第85-87页 |
| 5.2 辐条的插值 | 第87-91页 |
| 5.2.1 方法描述 | 第88-89页 |
| 5.2.2 对骨架进行插值 | 第89-90页 |
| 5.2.3 四元数插值估计辐条的方向导数 | 第90页 |
| 5.2.4 整合导数计算辐条 | 第90-91页 |
| 5.3 辐条的滑动 | 第91-94页 |
| 5.3.1 骨架网格的单位投影 | 第92-93页 |
| 5.3.2 滑动规则的设置 | 第93-94页 |
| 5.4 特征的选取和计算 | 第94-102页 |
| 5.4.1 具有统计独立性的规范化特征 | 第94-96页 |
| 5.4.2 规范化特征的计算 | 第96-99页 |
| 5.4.3 几何特征的计算 | 第99-102页 |
| 5.5 熵的计算 | 第102-103页 |
| 5.5.1 规范化熵 | 第102-103页 |
| 5.5.2 几何熵 | 第103页 |
| 5.6 目标函数及其优化 | 第103页 |
| 5.7 参数选择 | 第103-106页 |
| 5.7.1 插值步长 | 第104-105页 |
| 5.7.2 规范化和紧凑度的平衡权重 | 第105-106页 |
| 5.8 实验及结果分析 | 第106-124页 |
| 5.8.1 测试数据集 | 第106页 |
| 5.8.2 优化前后熵的变化 | 第106-109页 |
| 5.8.3 优化前后辐条的分布情况 | 第109-113页 |
| 5.8.4 优化前后辐条的均匀程度分析 | 第113-115页 |
| 5.8.5 优化前后的配准质量比较 | 第115-119页 |
| 5.8.6 优化前后模型捕获的形状差异比较 | 第119-121页 |
| 5.8.7 与基于PDM的配准方法比较 | 第121-124页 |
| 5.9 本本章小结 | 第124-125页 |
| 6 结论与展望 | 第125-129页 |
| 6.1 主要结论 | 第125-126页 |
| 6.2 展望 | 第126-129页 |
| 致谢 | 第129-131页 |
| 参考文献 | 第131-145页 |
| 附录 | 第145页 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的学术论文目录 | 第145页 |
| B. 作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第145页 |