【16】医学配准工具:ITK,SimpleITK,ANTs,Elastix,SimpleElastix

医学图像配准工具常见有[ITK】,[SimpleITK],[ANTs],[Elastix],[SimpleElastix]

1.ITK 医学图像处理软件包
ITK( Insight Segmentation and Registration Toolkit)是美国国家卫生院下属的国立医学图书馆开发的一款医学图像处理软件包,是一个开源的、跨平台的影像分析扩展软件工具。
ITK的开发过程中采用了先进的多模态数据分割配准算法,用于处理图像配准和分割的问题。 ITK是用C++实现的,能够跨平台,并用CMake来管理编译过程来保证编译过程独立于平台。除此以外,它还使用一种叫做卷的处理过程,来产生C++和 其他其他解释程序之间的接口,从而使得开发者能用各种不同的程序语言来开发。
ITK的C++执行风格是基于泛型(generic programming)编程,也就是说他使用的是模板来保证相同的代码能广泛的应用于任何类或者类型。这种C++模板的方式使得编码过程很高效,并且使 很多软件的问题在编译的时候就发现了,而不是在运行的时候。
由于ITK 是一个开源的工程,因此来自世界各地的开发者都可以使用、调试、维护以及扩展这个软件。ITK使用一种叫做极限编程的思想来开发的。极限编程颠覆了传统软 件编程的思想,它采用不断同时反复的进行设计-执行-测试-发布的过程。极限编程的核心特征是交流和测试
ITK (Insight Segmentation and Registration Toolkit):是一个开源的C++图像处理库,广泛用于医学图像分割和配准领域。它提供了大量的图像处理算法和数据结构,包括滤波、分割、配准、重建等功能。ITK具有强大的灵活性和可扩展性,可以用于开发复杂的图像处理流程。但由于其是C++库,使用时需要编写C++代码。
2.SimpleITK
SimpleITK 是专门处理医学影像的软件,是 ITK 的简化接口,使用起来非常便捷,SimpleITK 支持 8 种编程语言,包括c++、Python、R、Java、c#、Lua、Ruby 和 TCL。
SimpleITK是专门处理医学影像的软件
在SimpleITK中,图像的概念与我们在计算机视觉中常用的RGB图像差异很大,后者只是一个多维矩阵,是一个数学上的概念,而在SimpleITK中,图像是一种物理实体,图像中的每一个像素都是物理空间中的一个点,不光有着像素值,还有着坐标,间距,方向等概念.
SimpleITK:是一个基于ITK的高级封装工具,为Python、Java和Tcl等语言提供了简化的接口。它保留了ITK的强大功能,同时提供了更简单易用的接口,特别适合快速原型开发和简单任务的处理。SimpleITK在Python中特别受欢迎,因为它提供了直观的API和丰富的示例,可以轻松进行图像加载、配准、分割等操作。
3.ANTs
ANTs[配准]工具是配准是常用的工具之一
[ANTs]是目前配准质量最好的软件 ,是基于c语言写的,运行速度很快
ANTs (Advanced Normalization Tools):是一个广泛用于医学图像配准和处理的开源工具。它主要用于脑部图像处理,包括配准、分割、重建等任务。提供了基于C++的命令行接口,并可以通过ANTsPy(Python的接口)在Python中使用。ANTs在脑部图像配准方面表现出色,尤其是在非线性配准方面。

  1. Elastix
    Elastix:是一个基于ITK库开发用于医学图像配准的开源工具。它支持多种配准算法,包括刚性、相似性、仿射和非线性配准,适用于不同类型的图像配准任务。Elastix使用参数文件来配置配准算法和参数设置,用户可以根据需求自定义参数文件。它提供了命令行接口,也可以与Python等语言集成。

5.SimpleElastix
其中SimpleElastix综合了SimpleITK和Elastix,并且能够实现[Python]命令行调用,较为方便
注意:SimpleElastix虽然会调用SimpleITK,但是这里的SimpleITK并不是简单的标准库SimpleITK,而是SimpleElastix的Gtihub代码里自定义的SimpleITK文件。
即SimpleElastix的SimpleITK包含了标准库SimpleITK和其他自定义函数,必须先区分好这两者的区别否则会出错。
SimpleElastix:是一个基于Elastix的高级封装工具,为Python、Java和R等语言提供了更简单的接口。它保留了Elastix的功能和灵活性,并提供了更友好的API。SimpleElastix使得在Python中使用Elastix更加方便,可以通过几行代码实现复杂的图像配准任务。
PyElastix:是一个Python封装的Elastix库。与SimpleElastix类似,PyElastix提供了更直接的Python接口,使得使用Elastix更加简单。PyElastix的目标是提供简单易用的配准工具,特别适用于在Python中进行图像配准和处理的应用。PyElastix(github源码):基于python封装的Elastix配准工具。可以通过python来调用Elastix

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