Deformable Image Registration: A Survey

Deformable image registration is a fundamental task in medical image processing. Among its most important applications, one may cite: i) multi-modality fusion, where information acquired by di erent imaging devices or protocols is fused to facilitate diagnosis and treatment planning; ii) longitudinal studies, where the development of phenomenon is studied over time; and iii) population modeling towards studying normal anatomical variability. In this research report, we attempt to give an overview of the deformable registration methods, putting emphasis on the most recent advances in the domain. Additional emphasis has been given to techniques applied to medical images. In order to study in depth image registration methods, their main components are identi ed and then studied independently. The most recent techniques are presented in a principled fashion. Key-words: Deformable registration, bibliographical review ∗ Center for Visual Computing, Department of Applied Mathematics, Ecole Centrale de Paris, Equipe GALEN, INRIA Saclay ha l-0 06 84 71 5, v er si on 1 2 Ap r 2 01 2 Étude Bibliographique sur le Recalage Déformable d'Images Résumé : Le recalage déformable d'images est une des tâches les plus fondamentales dans l'imagerie médicale. Parmi ses applications les plus importantes, on compte: i) la fusion d' information provenant des di érents types de modalités a n de faciliter le diagnostic et la plani cation du traitement; ii) les études longitudinales, oú le d'eveloppement d'un phénomène est etudié en fonction du temps; et iii) la modélisation de la variabilité anatomique normale d'une population. Dans ce rapport de recherche, nous essayons de donner un aperçu des di érentes méthodes du recalage déformables, en mettant l'accent sur les avancées les plus récentes du domaine. Nous avons particuliérement insisté sur les techniques appliquées aux images médicales. A n d'étudier en profondeur les méthodes du recalage d'images, leurs composants principales sont d'abord identi és puis étudiées de manière indeépendante, les techniques les plus récentes étant classi ées en suivant un schéma logique déterminé. Mots-clés : recalage déformable, étude bibliographique ha l-0 06 84 71 5, v er si on 1 2 Ap r 2 01 2 Deformable Image Registration: A Survey 3