[发明专利]一种基于共形几何代数的三维图像配准方法及装置在审
申请号: | 201210409323.7 | 申请日: | 2012-10-24 |
公开(公告)号: | CN102903117A | 公开(公告)日: | 2013-01-30 |
发明(设计)人: | 曹文明;刘辉;徐晨;冯记强 | 申请(专利权)人: | 深圳大学 |
主分类号: | G06T7/00 | 分类号: | G06T7/00 |
代理公司: | 深圳市君胜知识产权代理事务所 44268 | 代理人: | 王永文 |
地址: | 518054 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 几何 代数 三维 图像 方法 装置 | ||
1. 一种基于共形几何代数的三维图像配准方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、选定用于配准的参照图像和浮动图像,对所述参照图像和浮动图像进行边缘检测,得出相应的边缘轮廓,并利用图像分割算法,提取所述参照图像和浮动图像的特征点;
B、根据所述参照图像和浮动图像的特征点,在共形几何代数框架下,生成所述特征点的特征矢量;
C、对所述浮动图像的特征点的特征矢量进行数次旋转和平移,并计算每次旋转和平移后所述参照图像和所述浮动图像的特征点的特征矢量的相似测度;
D、当所述相似测度小于一预定阀值、或者旋转和平移的次数大于或者等于预定次数时,输出所述浮动图像此时的特征点的特征矢量,生成配准后的浮动图像,并将配准后的浮动图像与所述参照图像融合,得到最终的配准图像。
2.根据权利要求1所述的基于共形几何代数的三维图像配准方法,其特征在于,所述步骤A还包括:预先将所述参照图像和浮动图像的分配率及尺寸范围范围处理一致。
3.根据权利要求1所述的基于共形几何代数的三维图像配准方法,其特征在于,所述步骤A中对所述参照图像和浮动图像采用canny算子进行边缘检测。
4.根据权利要求1所述的基于共形几何代数的三维图像配准方法,其特征在于,所述步骤C还包括:
C1、获取所述浮动图像上与所述参照图像的特征点相对应的最近点,并根据所述最近点的特征矢量,计算旋转算子和平移算子;
C2、根据所述旋转算子和平移算子,对浮动图像的特征点的特征矢量进行相应的旋转和平移。
5.根据权利要求1所述的基于共形几何代数的三维图像配准方法,其特征在于,所述步骤C中的相似测度通过以下公式计算:
其中,SMN是所述相似测度,Xi和Yj分别是所述浮动图像和参考图像的特征点的特征矢量,Si是Xi和Yj内积最小值,i和j均为自然数。
6.根据权利要求1所述的基于共形几何代数的三维图像配准方法,其特征在于,所述步骤D还包括:
当所述相似测度大于或者等于所述预定阀值、并且旋转和平移的次数小于预定次数时,继续对所述浮动图像的特征点的特征矢量进行旋转和平移,直至所述相似测度小于一预定阀值或者旋转和平移的次数大于或等于所述预定次数。
7.根据权利要求1所述的基于共形几何代数的三维图像配准方法,其特征在于,所述预定阀值为1.0×10-3,所述预定次数为1000。
8.一种基于共形几何代数的三维图像配准装置,其特征在于,所述装置包括:
特征点提取单元,用于对选定的用于配准的参照图像和浮动图像进行边缘检测,得出相应的边缘轮廓,并利用图像分割算法,提取所述参照图像和浮动图像的特征点;
特征矢量转换单元,用于根据所述特征点提取单元提取的所述参照图像和浮动图像的特征点,在共形几何代数框架下,生成所述特征点的特征矢量;
旋转平移单元,用于对所述特征点的特征矢量进行旋转和平移运算;
相似测度计算单元,用于计算所述旋转平移单元进行每次旋转和平移运算后所述参照图像和所述浮动图像的特征点的特征矢量的相似测度;
配准单元,用于当所述相似测度小于一预定阀值或者旋转和平移的次数大于或者等于预定次数时,输出所述浮动图像此时的特征点的特征矢量,生成配准后的浮动图像,并将配准后的浮动图像与所述参照图像融合,得到最终的配准图像。
9.根据权利要求8所述的基于共形几何代数的三维图像配准装置,其特征在于,所述装置还包括:
图像预处理单元,用于预先对选定的参照图像和浮动图像进行处理,将选定的参照图像和浮动图像的分辨率和尺寸范围处理一致。
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