前言

（1）Elastix图像配准：原理 + 源码（详解）

一、Elastix简介

Elastix是一个基于Insight Toolkit (ITK)开发的命令行工具，用于（医学）图像的刚性和非刚性配准。

Elastix源码使用C++开发，由两个部分组成：
（1）实现图像配准功能的ITK样式类
（2）elastix包装器：负责读取和设置参数、实例化和连接组件、保存（中间）结果以及类似的“管理”任务。模块化设计可以添加新组件，而无需更改elastix核心。

图像配准：在空间上，找到移动图像中的体素 p 映射到固定图像中的体素 q。

二、参数文件（类型）

Elastix官网：参数文件（根据不同类型，给出多种案例）：分为以下几类：仪器类型（CT / MRI）、图像数据类型（2D / 3D），变换模型（rigid + affine + B-spline），度量标准（互信息 / 均方差）等等。如：3D图像配准（推荐模板）：Par0033 - elastix

多种变换的使⽤策略：

• 首先是刚性变换（EulerTransform）
• 然后是仿射变换（AffineTransform）
• 最后是B样条插值变换（BSplineTransform）

三、参数文件（定义）：由多个组件组成，每个组件包含多个参数。

3.1、组件的相关参数

【理解与领悟】参数文件的每一个参数，才能实现图像的精确配准。

• Elastix官网组件：列举了整个配准过程中的每个组件：组件基类 Component Base Classes
• Elastix官网参数：列举了每个组件的相关参数 / 可调参数 / 协同参数：Parameters

3.2、图解组件

Elastix官网手册（第二章节）：图像配准的基本组件

• 固定图像（Fixed Image）：用于将移动图像配准到其空间的图像。
• 移动图像（Moving Image）：用于待配准到固定图像空间的图像。
• 金字塔（Image Pyramid）：用于捕捉图像的全局和局部特征，有助于快速收敛和避免局部极小值。
• 采样器（Image Sampler）：用于在图像的指定区域内采集一定数量的像素，以进行相似性度量。
• 插值器（Interpolator）：用于在图像的非离散点上估计像素值。
• 度量（Metric）：用于度量固定图像和移动图像之间的相似性（损失函数）。
• 优化器（Optimizer）：通过梯度下降法来迭代更新变换参数，使得度量损失逐步降低。
  • 在每一个分辨率级别下（由低到高），通过度量衡量两个图像采集的像素，在优化器下，对移动图像进行逐步变换与插值。
• 变换（Transform）：用于变换移动图像以使其与固定图像对齐。

3.2.1、图解 - 金字塔（pyramid）

图像金字塔（Image Pyramid）：对原始图像进行一系列降采样（缩小）或上采样（放大）的图像集合。不同尺度的图像堆叠在一起，形成金字塔的层级结构。

• 低复杂图像可以增加配准成功的概率。例如：平滑且下采样的图像
• 使⽤金字塔来指代尺度空间。例如：高斯金字塔、拉普拉斯金字塔、高斯尺度空间金字塔、样条和小波金字塔。高斯金字塔是最常见的一种。

3.2.2、图解 - 度量（metric）

• 两个重要因素：像素之间的物理间距、图像在空间中相对于某些世界坐标系的位置
  • 没有空间信息的医学图像不应用于医学诊断、图像分析、特征提取、辅助放射治疗或图像引导手术。换句话说，缺乏空间信息的医学图像不仅无用而且有害。

• 分辨率（Size）：表示图像的尺度（长宽高）
• 像素间距（Spacing）：表示显微镜拍摄的尺寸，在像素中心之间测量。
  • 对实际物体的尺度缩放，且每个维度可以不同（各向异性）。
  • 像素间距转换物理尺寸：（20.0，30.0）x （7，6）=（140.0，180.0）。其中：（7，6）分别表示显微镜拍摄实际物体时，XY所对应的缩放比例（XY由显微镜决定）。
• （单位：um）微米（Physical extent）：表示实际物体的物理尺寸，在像素中心之间测量。

• 圆圈中心：表示像素的中心。
• 图像原点（Origin）：与图像中第一个像素的坐标相关联。
• 像素：被认为是围绕保存数据值的像素中心的矩形区域Voronoi Region。
  像素的线性插值（Linear Interpolation）：在以像素中心为角点（Pixel Coordinates）的Delaunay Region执行。

3.2.3、图解 - 变换（transform）：affine + bspline + rigid

（1）非刚体形变

• BSplineTransform（B样条变换）：是一种基于B样条的非线性变换方法。
  • 通过控制点（用于控制变换的形状）和插值函数（用于确定非控制点的值）来定义变换。
  • 变换是局部的，每个像素的变换只受附近的控制点影响，这有助于减小整体计算的复杂性。

（2）刚体形变

• AffineTransform（仿射变换）：在三维空间中，平移、旋转、缩放和错切。
  • 12 个自由度： 3 个平移参数，3 个旋转参数，3 个缩放参数，3 个错切参数。
  • 引入形变，但仍保持线性关系。
• EulerTransform（欧拉变换）：在三维空间中，多种旋转顺序和旋转角度。
  • 3 个自由度：多种旋转顺序（如：XYZ、ZYX），每个旋转顺序对应3个旋转角度。
  • 不引入形变，但可能引入非线性关系。
• RigidTransform（刚体变换）：在三维空间中，平移和旋转。
  • 6 个自由度：3 个平移参数，3 个旋转参数（通常是绕 X、Y 和 Z 轴的旋转角度）。

总结：仿射变换包含刚体变换，欧拉变换是刚体变换的特殊情况。但欧拉变换可以根据旋转顺序，灵活的控制旋转角度。
备注：在 Elastix 中，RigidTransform 通常是通过 EulerTransform 实现的。

四、参数详解

4.1、基础参数：FixedImage + MovingImage

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(FixedInternalImagePixelType "float")	固定图像：像素值类型	float（默认）、short、unsigned short	不同的数据类型，占用内存不同，精度也不同
2	(MovingInternalImagePixelType "float")	移动图像：像素值类型	float（默认）、short、unsigned short
3	(FixedImageDimension 3)	固定图像：维度	2D or 3D
4	(MovingImageDimension 3)	移动图像：维度	2D or 3D
5	(UseDirectionCosines "true")	图像的方向余弦：用于描述像素在物理空间中的相对位置和定向。	通常，图像被认为是一个离散的网格，每个像素占据一个网格单元。

• Elastix的3D图像配准具有连续效应：在进行逐帧配准的过程中，前一帧的变换结果会被传递给下一帧，所以每一帧都会受到前一帧配准结果的影响。因此整个图像序列在配准过程中形成一个连续的变换链，以保持图像的整体一致性。
• 传播效应：若在序列中的某一帧发生配准错误或者有较大变动，可能会对后续帧产生一定的影响。
• 解决方案：单独处理异常帧，以平衡每一帧之间的相互影响。

• Elastix4.2版本及之前，尚不完全支持图像的方向余弦。
• Elastix4.3版本开始，完全支持；但出于向后兼容性，可以手动禁用。

4.2、金字塔：Pyramid

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(FixedImagePyramid "FixedRecursiveImagePyramid")	固定图像：金字塔类型	递归金字塔	对前一层平滑+降采样下采样：将在第一个分辨率中节省大量时间
	(FixedImagePyramid “FixedSmoothingImagePyramid”)		平滑金字塔	对前一层平滑
	(FixedImagePyramid “FixedShrinkingImagePyramid”)		收缩金字塔	对前一层下采样
2	(MovingImagePyramid "MovingRecursiveImagePyramid")	移动图像：金字塔类型	递归金字塔
	(MovingImagePyramid “MovingSmoothingImagePyramid”)		高斯尺度空间金字塔
	(MovingImagePyramid " MovingShrinkingImagePyramid")		收缩金字塔
3	(NumberOfResolutions 4)	图像金字塔：分辨率层数	0/1较差，3一般，4/5不错，10过度	（1）若图像之间距离较远 / 分辨率高，则增加层数；（2）层数越多，变形越明显，时间复杂度也越高。
4	(ImagePyramidSchedule 8 8 8 4 4 4 2 2 2 1 1 1)	3D图像金字塔尺度	（XYZ）每3个数字为一个分辨率层级，1表示保持原始分辨率。	WARNING: ImagePyramidSchedule is not fully specified! A default pyramid schedule is used.默认：各向同性，每个分辨率减半

迭代轮数 = 金字塔层数 * 参数文件个数。
（1）参数文件 = 1，金字塔层数 = 5，迭代轮数 = 5（配准）
（2）参数文件 = 2，金字塔层数 = 5，迭代轮数 = 5 * 2（配准+变换）
（3）参数文件 = 3，金字塔层数 = 5，迭代轮数 = 5 * 2（配准+变换）
（4）参数文件 = 3，金字塔层数 = 1，迭代轮数 = 3
（4）参数文件 = 3，金字塔层数 = 1，迭代轮数 = 3

4.4、图像采样器 + 重采样器：ImageSampler + Resampler

下采样金字塔对于随机采样器或随机坐标采样器而言不是必需的。因为随机采样器无论如何都会选择⽤户定义的样本数量，而与图像大小无关。

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(ImageSampler “Full” “Full” “Full”)	图像采样器（用于在迭代计算时，使用重采样获取像素值）（XYZ）	完整采样器：选择固定图像的所有体素坐标	时间复杂度较高，但结果更准确。
	(ImageSampler “Grid” “Grid” “Grid”)		网格采样器：在固定图像上定义规则网格，并选择网格上的坐标。	时间复杂度较低，但可能会在一些区域失去精度。
	(ImageSampler "Random" "Random" "Random")官方推荐		随机采样器：在固定图像中随机选择用户指定数量的体素	时间复杂度更低，但结果可能不稳定。
	(ImageSampler “RandomCooperative” “RandomCooperative” “RandomCooperative”)		随机合作采样器：不限于体素位置，还可以选择体素之间的位置。	使得成本函数变得更平滑，优化问题更容易解决。
2	(Resampler "DefaultResampler")官方推荐	重采样器（用于在应用最终配准结果变换时，使用图像重采样获取最终结果的像素值）	默认的重采样器	在大多数情况下，都能提供良好的性能。
	(Resampler “OpenCLResampler”)		OpenCL（Open Computing Language）：用于并行计算的图像重采样（CPU / GPU）	加速计算
3	(NewSamplesEveryIteration "true" "true" "true")官方推荐	每次迭代时是否生成新的样本点（XYZ）		增加算法的多样性，帮助更好地搜索参数空间。
4	(UseRandomSampleRegion "true")官方推荐	设置随机采样的区域	false：采样器从整个图像域中抽取样本；true：采样器随机选择一个体素，然后选择该体素周围方形邻域中的剩余样本。	与SampleRegionSize结合使⽤
5	(SampleRegionSize 50.0 50.0 50.0)官方推荐	采样区域尺度（XYZ）	30、50、60（合理值：图像的三分之一）
6	(NumberOfSpatialSamples 3000 3000 3000)官方推荐	空间采样点数量（XYZ）	3000，不要低于2000	在每次迭代中，随机选择一个503mm区域。在该区域中，按照均匀分布选取3000个样本。

4.5、插值器 + 重采样插值器：Interpolator + ResampleInterpolator

• 高阶插值：可以捕捉细节，但容易受噪声干扰，可能过拟合。
• 低阶插值：无法捕捉细节，将产生平滑曲线，可能欠拟合。

插值器的阶数范围：ERROR: BSplineInterpolationOrder and FinalBSplineInterpolationOrder must be between 0 and 5

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(Interpolator “NearestNeighborInterpolator”)	插值器（用于在迭代计算时，使用插值来计算像素值）	最近邻插值器：返回距离最近的体素的强度	时间复杂度较低，但不够平滑。
	(Interpolator “LinearInterpolator”)	1阶B样条插值 = 线性插值	线性插值器：使用距离为权重，返回周围体素的加权平均值	时间复杂度中等，相对平滑。
	(Interpolator “BSplineInterpolator”)		N阶B样条插值器（默认double类型）	时间复杂度较高，更高的精度和平滑度。
	(Interpolator "BSplineInterpolatorFloat")		N阶B样条插值器（指定float类型）	占用内存减半、时间复杂度减半
	(Interpolator “ReducedDimensionBSplineInterpolator”)		N阶B样条插值器的变体	在最后一个维度中，使⽤0阶样条（节省时间）
2	(BSplineInterpolationOrder 3)官方推荐	BSpline的插值阶数：必须在0到5之间（在迭代计算时）	（1）可以分别指定每个分辨率的值（2）若只有一个值，则适用于所有分辨率	0几乎没有配准效果，3增加配准形变程度。
3	(ResampleInterpolator “FinalNearestNeighborInterpolator”)	重采样插值器（用于在应用最终配准结果变换时，使用插值来计算最终结果的像素值）
	(ResampleInterpolator “FinalLinearInterpolator”)
	(ResampleInterpolator “FinalBSplineInterpolator”)
	(ResampleInterpolator "FinalBSplineInterpolatorFloat")官方推荐
	(ResampleInterpolator “ReducedDimensionBSplineInterpolator”)
4	(FinalBSplineInterpolationOrder 0)官方推荐	BSpline的插值阶数：必须在0到5之间（在应用最终配准结果变换时）	（1）可以分别指定每个分辨率的值（2）若只有一个值，则适用于所有分辨率	迭代计算：使用高阶来拟合细节；结果变换：使用低阶来减小过拟合。（若反向操作，效果差）

4.6、度量：Metric

• 单度量多分辨率配准：在每个分辨率级别上，使用相同的度量。—— 简单图像的配准任务
• 多度量多分辨率配准：在每个分辨率级别上，使用不同的度量。—— 复杂图像的配准任务

同一个参数文件，只能存放一个多分辨率配准：ERROR: The parameter "Registration" is specified more than once.

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(Registration "MultiResolutionRegistration")官方推荐	单度量多分辨率配准	简单任务、时间复杂度低	若不需要多分辨率，则设置NumberOfResolutions=1，而无需设置其他任何内容。
	(Registration "MultiMetricMultiResolutionRegistration")	多度量多分辨率配准	复杂任务、时间复杂度非常高
2	(Metric0Weight 0.125) + (Metric1Weight 0.225) + (Metric2Weight 0.125)	指定多个度量的权重	与（多度量）搭配使用	度量权重的数量必须和度量方法的方法一致
3	(Metric "AdvancedMeanSquares" "AdvancedMattesMutualInformation" "NormalizedMutualInformation")	指定多个度量的方法	与（多度量）搭配使用
	(Metric “AdvancedMeanSquares”)	度量标准（度量：用于评估图像之间相似性的指标）	均方差MSD	适用于具有相等强度分布的两个图像（即相同模态图像）
	(Metric “AdvancedNormalizedCorrelation”)		归一化相关系数NCC	该度量对于强度分布之间的线性差异是不变的（适用CT图像）
	(Metric "AdvancedMattesMutualInformation")官方推荐		互信息MI	两个图像的强度的概率分布关系（适用单模态+多模态）
	(Metric “NormalizedMutualInformation”)		归一化互信息NMI	在特定情况下，比MI的性能更好（适用单模态+多模态）
	(Metric “AdvancedKappaStatistic”)		Kappa统计KS	测量分段结构的重叠（适用二值图像（分段））
4	(ShowMetricValue "false")	在迭代过程中，是否显示度量的汇总信息	汇总信息：最终的度量值、度量值的平均值、最小值、最大值等（不区分每个度量的详细值）。	通常设置false，以避免在控制台中显示过多信息。
5	(ShowExactMetricValue "false" "false" "false")	在迭代过程中，是否显示每个度量的详细信息	详细信息：每个度量的单独结果、每个分辨率的结果等。	与MetricNWeight数量一致

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(NumberOfHistogramBins 32 32 32)官方推荐	直方图 bin 数量（XYZ）	bin数量越多，度量精度越高，但时间复杂度也越高。	直方图：用于衡量图像之间的相似性
2	(ErodeMask "false" "false" "false")官方推荐	是否对掩模进行腐蚀操作（XYZ）		（1）若为true，则仅对掩模=1的图像执行配准;（2）当图像包含没有实际意义的人造边缘时，配准可能会倾向于对齐这些人造边缘，从而忽略有意义的边缘。

4.7、优化器：Optimizer

• 梯度下降（GD）：StandardGradientDescent或RegularStepGradientDescent
• Robbins‑Monro（RM）：StandardGradientDescent 或 FiniteDifferenceGradientDescent

（1）GD 和 RM 实际上非常相似。使⽤完整采样器而不是随机采样器运行 RM 相当于执行 GD。
（2）建议使⽤ RM 而不是 GD，速度更快，但可能会恶化 GD 方案的收敛特性，因为每次迭代都会产生近似误差。
（3）AdaptiveStochasticGradientDescent：参数更少，且更稳健。

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(Optimizer “StandardGradientDescent”)	优化器：获得最优变换参数	(SGD)随机梯度下降法	对学习率敏感
	(Optimizer “RegularStepGradientDescent”)		(RSGD)固定步长的梯度下降法	学习率步长：需要经验或试验来确定
	(Optimizer "AdaptiveStochasticGradientDescent")官方推荐		(ASGD)自适应随机梯度下降法	在配准过程中，学习率会自动调整
	(Optimizer “LimitedMemoryBroyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno”)		(LBFGS)拟牛顿法	维护了一个有限的历史梯度信息，以估计牛顿方向。
	(Optimizer “ConjugateGradient”)		(CG)共轭梯度法	在某些情况下，它可能比梯度下降法更高效。
	(Optimizer “SimultaneousTruthandPerformanceLevelEstimation”)		(STAPLE)估计每个像素的“真实标签”以及每个配准算法的性能水平法	用于多模态
-	(MaximumStepLength 0.015)	最大步长（学习率）：控制了每次参数更新的幅度	与SGD一起使用（0.01 ~ 0.001）	（1）较大：学习快，模型不收敛；（2）较小：学习慢，局部收敛，找不到最优解；
2	(MaximumNumberOfIterations 500)官方推荐	图像金字塔：每个分辨率的最大迭代次数。	赶时间250、默认500、一般800、最好2000	（1）iter次数决定是否收敛；（2）若配准成功，则iter次数越多，精度越高，但可能过拟合；（3）若配准失败，则iter次数越多，结果越异常；（4）若全脑配准，则iter次数越多，可能配准的slice越多；
	(MaximumNumberOfIterations 300 300 600 600)			若指定的参数少于金字塔层数，则循环赋值。
3	(MaximumNumberOfSamplingAttempts 10 15 10)	（XYZ）采样尝试的最大次数（默认0）		有时无法抽取足够的相应样本，从而引发异常。使用此参数可以尝试绘制另一组样本。

以下参数默认效果即可满足要求，无需指定。且23456仅在1使用时有效。

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(AutomaticParameterEstimation "true")	自动估计参数（默认true）：SP_a、SP_alpha、SigmoidMax、SigmoidMin 和 SigmoidScale		（1）可以分别指定每个分辨率的值（2）若只有一个值，则适用于所有分辨率
2	(NumberOfGradientMeasurements 10)	梯度数N（默认0，表示自动估算该值）：用于估计精确梯度和近似误差的平均平方幅值。	原则上越多越好，但越慢。	（1）可以分别指定每个分辨率的值（2）若只有一个值，则适用于所有分辨率
3	(NumberOfJacobianMeasurements 5000 10000 20000)	测量雅可比行列式的体素 M 的数量（默认M = max( 1000, nrofparams )，其中 nrofparams 为变换参数的数量）：用于估计协方差矩阵。	原则上越多越好，但越慢。	（1）可以分别指定每个分辨率的值（2）若只有一个值，则适用于所有分辨率
4	(NumberOfSamplesForNoiseCompensationFactor 100000)	用于计算“精确”梯度的图像样本数（默认100000）	原则上越多越好，但越慢。	（1）可以分别指定每个分辨率的值（2）若只有一个值，则适用于所有分辨率
5	(NumberOfSamplesForPrecondition 500000)	用于计算预处理器梯度的图像样本数（默认500000）	原则上越多越好，但越慢。	（1）可以分别指定每个分辨率的值（2）若只有一个值，则适用于所有分辨率
6	(RegularizationKappa 0.9)	预处理器正则化

4.8、变换：Transform

多种变换的使⽤策略（由简单到复杂）：

• 首先是刚性变换（EulerTransform） —— （默认）旋转中心取固定图像的几何中心
• 然后是仿射变换（AffineTransform） —— （默认）旋转中心取固定图像的几何中心
• 最后是B样条插值变换（BSplineTransform）
  2222222222222

• 同一个参数文件，只能存放一个变换模型：ERROR: The parameter "Transform" is specified more than once.
• 同一个参数文件，不能同时存放物理单位与体素单位：ERROR: You can not specify both "FinalGridSpacingInVoxels" and "FinalGridSpacingInPhysicalUnits" in the parameter file.
• 网格间距尺度需和分辨率层数一致：ERROR: Invalid GridSpacingSchedule! The number of entries behind the GridSpacingSchedule option should equal the numberOfResolutions, or the numberOfResolutions * ImageDimension.

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(Transform “TranslationTransform”)	变换模型	平移变换	平移
	(Transform “SimilarityTransform”)		相似性变换（当移动与固定的缩放比较大时）	平移、旋转、缩放
	(Transform "AffineTransform")		仿射变换	平移、旋转、缩放、错切
	(Transform "EulerTransform")		欧拉变换	多种旋转顺序和旋转角度
	(Transform "BSplineTransform")		B样条插值变换	非刚性变换
	(Transform “SplineKernelTransform”)		基于内核的B样条变换	非刚性变换。比B样条效率低，但形变更精确
2	(HowToCombineTransforms "Compose")官方推荐	组合变换：在一个参数文件中，同时指定多个变换，并按指定的顺序将多个变换合并为一个复杂变换		用于处理复杂的配准任务
3(仅限bspline)	(FinalGridSpacingInPhysicalUnits 10.0 10.0 10.0)官方推荐	（XYZ）最终网格间距的物理单位：毫米（mm）	间隔越小，变换复杂度越高，可能过拟合。	（1毫米mm = 1000微米um）
	(FinalGridSpacingInVoxels 8.0 8.0 8.0)官方推荐	（XYZ）最终网格间距的体素单位	匹配较小结构：4、8、16；匹配较大结构：32
4(仅限bspline)	(GridSpacingSchedule 6.0 6.0 6.0 4.0 4.0 4.0 2.5 2.5 2.5 1.0 1.0 1.0)官方推荐	（XYZ）每个分辨率级别的网格间距尺度		分辨率级别0中的网格间距：6×8=48体素，经过32和20体素，最终分辨率级别为8体素。

序号	参数	简介	适用范围	备注
1	(AutomaticTransformInitialization "true")	自动估计初始变换参数		解决问题：当两个图像之间的初始对齐非常偏离时，无法启动非刚性配准。
2(Origins仅限Affine)	(AutomaticTransformInitializationMethod "Origins")	自动估计初始变换参数的方法	使用固定图像和移动图像的（原点）来初始化变换场	平滑处理，模糊所有细节，将配准集中在主要结构上。
	(AutomaticTransformInitializationMethod “GeometricalCenter”)		使用固定图像和移动图像的（几何中心）来初始化变换场
	(AutomaticTransformInitializationMethod “CenterOfMass”)		使用固定图像和移动图像的（质心）来初始化变换场
3	(AutomaticScalesEstimation "true")官方推荐	自动估计变换的尺度	为变换模型的每个像素定义了一个缩放值（在迭代计算时）
4	(WriteTransformParametersEachIteration "false")	在每次迭代后，是否保存变换参数。
5	(WriteTransformParametersEachResolution "false")	在每个分辨率后，是否保存变换参数。
6	(WriteResultImageAfterEachResolution "false")	在每个分辨率后，是否保存最终的配准结果图像。

4.9、配准结果：ResultImage

序号	参数	简介	适用范围
1	(UseFastAndLowMemoryVersion "true")	启用快速和低内存版本	精度低、运算速度块、内存占用低
2	(DefaultPixelValue 0)	当某个像素值未定义时，将其默认设置为 0。
3	(WriteResultImage "true")	是否保存配准结果图像
4	(ResultImagePixelType "unsigned short")	配准结果图像的像素类型	float（默认）、short、unsigned short
5	(ResultImageFormat "tif")	配准结果图像的图像格式	mhd、tif

五、图像配准的影响因素

5.1、配准异常

影响因素	简介	解决方法
XYZ	Elastix默认各向同性	最终网格间距的物理单位=(FinalGridSpacingInPhysicalUnits 10.0 10.0 10.0)
数据类型	Elastix同时支持8-bit与16bit的图像（固定与移动）
图像尺度	固定图像与移动图像的尺度需一致
图像质量（太差）	（1）背景与前景不具有区分度；（2）四个角全黑/四周全黑	图像分割，使背景为0

5.2、配准精度

影响因素	简介	解决方法
iter次数（不足）
图像质量（较差）	前景与背景有一定区分度，但效果不明显	（1）图像调色：亮度 + 对比度 + gamma（2）参数文件：调参
（多个）参数文件	只影响配准精度，若使用不当则系统会直接报错，而不会导致配准异常。	（1）文件类型rigid、affine、bspline；（2）组件的协同参数
（多个）移动图像	对同一张图像通过不同处理方法得到多张图像（特征），用于迭代优化。

以下列举的是常规因素：
备注：若需要根据组件与参数之间的协同关系进行详细调参，可以参考Parameters。

• 图像金字塔：(NumberOfResolutions 4)
• 插值器：(BSplineInterpolationOrder 3)
• 重采样插值器：(FinalBSplineInterpolationOrder 0)
• 度量：(Registration "MultiResolutionRegistration") + (Registration "MultiMetricMultiResolutionRegistration")
• 掩膜：(ErodeMask "false" "false" "false")
• 优化器：(MaximumNumberOfIterations 500)
• 变换：(FinalGridSpacingInPhysicalUnits 10.0 10.0 10.0)

5.3、时间复杂度

• 若显示详细的过程记录信息，则极大增加时耗。
• 金字塔pyramid
  （1）金字塔类型（递增）：递归金字塔 -> 缩小金字塔 -> 平滑金字塔
  （2）金字塔分辨率级别：(NumberOfResolutions 4) 层数越多，变形效果越明显，但时间复杂度也越高。
• 多分辨率（递增）：单一度量 -> 多个度量 —— 影响因素最高
• 变换模型（递增）：线性变换（刚性变换和仿射变换） -> 非线性变换（B样条变换）
• 插值器与重采样插值器（递增）：最近邻 -> 线性 -> 一阶B样条 -> 二阶B样条等 —— 影响因素第二
• 图像采样器（递增）：Full -> Grid -> Random
• 度量metric：(NumberOfHistogramBins 32 32 32) bin数量越多，度量精度越高，但时间复杂度也越高。
• (UseFastAndLowMemoryVersion “true”)：精度低、运算速度块、内存占用低

5.4、空间复杂度

官网介绍：Memory consumption in transformix

• (FixedInternalImagePixelType “float”)：float、short、unsigned short
• (MovingInternalImagePixelType “float”)：float、short、unsigned short
• (ResultImagePixelType “unsigned short”)：float、short、unsigned short
• 插值器：BSplineInterpolator（默认double类型）、BSplineInterpolatorFloat
• 重采样插值器：FinalBSplineInterpolator（默认double类型）、FinalBSplineInterpolatorFloat