Multimodality image registration and fusion techniques using meta-heuristic algorithm based approaches

Abstract

Since the emergence of the process of registration and fusion images, research has increased rapidly due to the importance of this technology and the need for it in all fields. The success of this process depends mainly on the effectiveness of the method used. Therefore, the use of an effective method to carry out this process is the main objective of this study.This process aims to provide an image with complementary information that facilitates the analysis process. Many methods have been adopted for recording and merging images, but most of them lead to undesirable effects such as distortions that appear in the resulting image.In this thesis, we present a new method for image registration with optimization-based meta-heuristic algorithms. On the other hand, an effective method for multi-focus image fusion was adopted based on the fast guided filter.Due to the medical field's need for an adequate image to diagnose special diseases, including incurable tumors, the proposed approach has been applied to medical images. On the other hand, with the emergence of Covid-19, these methods were applied to the pictures of the person with Covid-19 to facilitate the process of diagnosing infection with this disease.The proposed approaches have greatly contributed to providing computed tomography (CT) images of the visible quality of the lungs of COVID-19 patients, facilitating rapid diagnosis of the disease. The same for the proposed approaches of image fusion have contributed to overcoming the defects of image sensors through multi-focus image fusion. In addition, images from various imaging technologies are fused to facilitate the diagnosis process. Through the obtained results, the proposed methods for recording and merging various images showed high accuracy and speed compared to other modern methods.

منذ ظهور عملية التسجيل ودمج الصور، ازداد البحث بشكل سريع نظرا لأهمية هذه التقنية والحاجة إليها في كافة المجالات. يعتمد نجاح هذه العملية بشكل أساسي على فعالية الطريقة المستخدمة. لذلك، فإن استخدام طريقة فعالة لتنفيذ هذه العملية هو الهدف الرئيسي لهذه الدراسة. تهدف هذه العملية إلى توفير صورة بمعلومات تكميلية تسهل عملية التحليل. تم اعتماد العديد من الطرق لتسجيل الصور ودمجها، ولكن معظمها يؤدي إلى تأثيرات غير مرغوب فيها مثل التشوهات التي تظهر في الصورة الناتجة. في هذه الرسالة، نقدم طريقة جديدة لتسجيل الصور باستخدام خوارزميات الكشف عن مجريات الأمور القائمة على التحسين. من ناحية أخرى، تم اعتماد طريقة فعالة لدمج الصور متعددة التركيز بناءً على المرشح السريع التوجيه.نظرًا لحاجة المجال الطبي إلى صورة مناسبة لتشخيص الأمراض الخاصة، بما في ذلك الأورام المستعصية، فقد تم تطبيق النهج المقترح على الصور الطبية. من ناحية أخرى، ومع ظهور فيروس كورونا Covid-19، تم تطبيق هذه الأساليب على صور الشخص المصاب بـ Covid-19 لتسهيل عملية تشخيص الإصابة بهذا المرض.لقد ساهمت الأساليب المقترحة بشكل كبير في توفير صور التصوير المقطعي المحوسب(CT) ذات الجودة المرئية لرئتي مرضى COVID-19، مما يسهل التشخيص السريع للمرض. وبالمثل، ساهمت أساليب دمج الصور المقترحة في التغلب على أوجه القصور في مستشعرات الصورة بفضل دمج الصور متعدد البؤر. بالإضافة إلى ذلك، يتم دمج الصور من تقنيات التصوير المختلفة للمساعدة في عملية التشخيص. من خلال النتائج التي تم الحصول عليها، أظهرت الأساليب المقترحة للتسجيل ودمج الصور المختلفة دقة وسرعة عالية مقارنة بالطرق الحديثة الأخرى.