随着人们物质生活质量的提高,心血管疾病的发病率和死亡率日益增高。血管内超声技术是观测血管的新兴影像技术,提供血管壁横截面图像,在临床中被广泛应用,成为诊断心血管疾病的一种有效工具。针对血管内超声图像特征点匹配以及配准的研究,能够为血管的弹性分析以及血管三维重建提供充足的前提依据,并有利于观察血管病变的情况和治疗的效果,对引导介入性手术及手术支架的置入情况监测都有重要的意义。本文首先简要说明了血管内超声图像处理的研究现状、目的及意义,图像配准的定义、分类及基本操作步骤,并阐述了图像配准的发展历程和相关研究,对本文的研究内容及章节结构做了概括。介绍了血管内超声成像的基本原理,并采用一种血管内超声图像边缘检测的新方法,完成边缘提取及感兴趣区域(ROI)的分割工作,为后期研究打好基础。对基于血管内超声图像特征点匹配与图像配准的研究内容如下:(1)为了更加准确而快速寻找形变前后的点对以获取不同血压下的形变情况,从而更加准确的进行血管的弹性分析,首次采用一种基于区域约束的均匀标记点的匹配方法。首先对血管内超声图像感兴趣区域提取均匀标记点,然后通过区域约束的匹配方法来减少计算量,利用快速归一化互相关作为相似性测度函数,在限定的搜索窗中查找匹配子图,并以子图的中心点作为标记点的匹配点。实验结果证明,采用改进的归一化互相关作为相似性测度函数相对其他匹配算法准确度更高且运算时间更少。(2)针对血管内超声图像对比度较低,且SIFT特征提取和匹配算法运算量大的问题,提出一种基于血管图像的SIFT特征提取与匹配的改进算法。首先采用直线拟合的方法选取低对比度阈值以有效的提取更多对解剖有意义的特征点;然后并采用一种圆环的特征描述方法降低维度来减少计算量;最后在匹配阶段,采用模长比较的方法对特征点进行匹配来提高匹配准确性。结果表明,改进的算法能够降低误匹配率,减少提取和匹配的总时间。(3)为了有效地对血管内超声图像进行弹性配准,提出一种改进的薄板样条的配准算法。首先采用形状上下文对血管内超声图像的ROI轮廓完成标记点的提取与匹配;然后针对薄板样条插值函数在出现标记点误匹配时会出现配准畸变的问题,采用加入平滑项的薄板样条函数,求解变换参数,最后通过变换参数对浮动图像变形完成配准。实验效果验证了改进的薄板样条可以有效消除配准畸变,并且与其他配准算法相比,在时间和准确性上表现出良好的性能。