Correspondence Problem in Geometrics Morphometric Tasks

Abstract

Title: Correspondence Problem in Geometric Morphometrics Tasks Author: Václav Krajíček Department / Institute: Department of Software and Computer Science Education Supervisor of the doctoral thesis: RNDr. Josef Pelikán Supervisor's e-mail address: pepca@cgg.mff.cuni.cz Abstract: Shape analysis in physical anthropology, biomedicine, and related disci- plines is mostly done using landmarks or by measuring distances. New techno- logical advancements allow the digitization of object's appearance in the form of triangular meshes or volume images. These digital images are especially beneficial in the cases when landmarks cannot be used to effectively describe the shape. In order to statistically analyze shape in a sample of observations, which are represented by these modalities, correspondence has to be found. Registration is a crucial tool in mapping the shape representations into a common space where correspondence is found by nearest neighbor principle in the case of triangular meshes or by overlaps in the case of volume images. B- spline based non-rigid registration is chosen because of its versatility, relative speed and ability to handle both meshes and volume images. Experiments were also performed with other alternatives - Thin-plate splines and Coherent point drift. The algorithm was modified to handle...

Název práce: Problém korespondence v úlohách geometrické morfometrie Autor: Václav Krajíček Katedra / Ústav: Katedra software a výuky informatiky Vedoucí doktorské práce: RNDr. Josef Pelikán e-mail vedoucího: pepca@cgg.mff.cuni.cz Abstrakt: Analýza tvaru ve fyzické antropologii, biomedicíně a přidružených oborech je často prováděna s použitím landmarků nebo pomocí měření vzdáleností. Nové technické možnosti dovolují digitalizovat věrný vzhled objektu ve formě trojúhelníkových sítí nebo objemových dat. Tyto digitální obrazy jsou obzvláště užitečné v případech, kdy nemohou být vhodným způsobem použity landmarky k popisu tvaru. Aby bylo možné statisticky analyzovat tvar na vzorku pozorování, které jsou reprezentovány zmíněnými zobrazovacími technikami, musí být identifikovány vzájemně si odpovídající body. Registrace je klíčovým nástrojem k mapování reprezentací tvaru do společné souřadné soustavy, kde se hledají vzájemně si odpovídající body, v případě trojúhelníkových sítí na principu nejbližšího souseda a v případě objemových dat podle překrývajících se bodů. Elastická registrace založená na B-spline interpolaci byla vybrána kvůli své mnohostrannosti, relativní rychlosti a schop- nosti...