三维图像的快速配准方法

摘要

本发明公开了一种三维图像的快速配准方法，该方法包括以下步骤：1.分别读入待配准的目标图像和浮动图像；2.分别对三维图像数据进行灰度二值分割，得到图像中待配准物体的向量表示；3.计算物体的质心和协方差矩阵，得到主成分变换表达式和当量子午面；4.利用主成分变换将图像中的物体分别变换到原始图像的中间层，完成粗配准；5.将一幅图像作为目标图像固定，另外一幅作为浮动图像，以变换后的目标图像的当量子午面与目标图像的中间层的互信息量为目标函数，采用Powell算法搜索目标函数的最大值，当互信息量达到最大时，完成精配准。本发明将三维数据的配准减化为二维数据的配准，在保证精度的前提下，减少了配准所需时间。

主权项

1、一种三维图像快速配准方法，其特征是：1)分别读入待配准的目标图像和浮动图像，通过线性变换将二者所有像素点的灰度值变换到0～255的范围内；2)利用FCM算法对步骤1所得到目标图像和浮动图像的灰度值进行二值粗分割，得到目标图像和浮动图像所示物体的向量表示；3)分别计算待目标图像和浮动图像所示物体的质心和协方差矩阵，并对协方差矩阵进行特征值分解，得到特征向量矩阵E和特征值矩阵V，得到主成分变换表达式；再以最大特征值对应的特征向量所指方向为目标图像和浮动图像所示物体的第一主轴方向，次之为第二主轴方向，再次之为第三主轴方向，然后令第一主轴和第二主轴所确定的平面为当量子午面，得到当量子午面；4)采用双线性插值方法对所到的主成分变换表达式进行主成分变换，将目标图像和浮动图像所示物体的质心分别变换到目标图像和浮动图像的中心，并使当量子午面分别与其所在的目标图像和浮动图像的中间层重合，得到变换后的目标图像和浮动图像，完成粗配准；5)固定变换后的目标图像，对变换后的浮动图像进行微小的调整，其调整方法是，以变换后的目标图像的当量子午面与目标图像的中间层的互信息量为目标函数，采用Powell算法搜索目标函数的最大值，当互信息量达到最大时，完成精配准。