[发明专利]皮肤光学相干层析图像配准的方法

权利要求书

1.一种皮肤光学相干层析图像的配准方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

①定义一个扫描坐标系，该扫描坐标系为空间三维直角坐标系，x和y为水平维度，z为竖直维度；

②定义光学相干层析成像使用栅线扫描方式采集三维数据集时，采集B-scan的方向称为快速扫描方向；

③使用光学相干层析成像系统在待测皮肤的成像区域使用栅线扫描方式采集一组三维数据集命名为XRAW；XRAW中所有体素定义在①中所述扫描坐标系中坐标(x_i，y_j，z_k)上，x_i，y_j，z_k分别表示x、y、z轴上的第i、j、k个正整数点，x_i＝1，2，3...w_x，y_j＝1，2，3...h_x，z_k＝1，2，3…d_x，w_x、h_x、d_x分别为XRAW在x、y、z三轴上的采样点数；快速扫描方向沿x轴方向；

④使用③中同一光学相干层析成像系统在待测皮肤与③中同一成像区域使用栅线扫描方式采集另一组三维数据集命名为YRAW；YRAW中所有体素定义在①中所述扫描坐标系中坐标(x_i，y_j，z_k)上，x_i，y_j，z_k分别表示x、y、z轴上的第i、j、k个正整数点，x_i＝1，2，3...h_y，y_j＝1，2，3...w_y，z_k＝1，2，3…d_y，h_y、w_y、d_y分别为YRAW在x、y、z三轴上的采样点数；快速扫描方向沿y轴方向；h_y＝w_x，w_y＝h_x，d_x＝d_y；

⑤对三维数据集XRAW和YRAW做预处理，得到三维数据集XFAST和YFAST；

⑥定义XFAST为0级分辨率数据集，对XFAST做N次沿x、y、z方向的系数为2的下采样，下采样一次的结果为1级分辨率数据集，命名为XDOWN₁，以此类推，下采样N次的结果为N级分辨率数据集，命名为XDOWN_N；

定义YFAST为0级分辨率数据集，对YFAST做N次沿x、y、z方向的系数为2的下采样，下采样一次的结果为1级分辨率数据集，命名为YDOWN₁，以此类推，下采样N次的结果为N级分辨率数据集，命名为YDOWN_N；

⑦定义采集XRAW时，在y_j＝j处采集的B-scan的采样时刻为tx_j，其中y_j＝1处采集的B-scan的采样时刻tx₁＝0；定义采集YRAW时在x_i＝i处采集的B-scan的采样时刻为ty_i，且ty_i＞tx_j；

⑧定义在采样时刻tx₁＝0时，按③中所述的采样点采得的三维数据集为理想采样数据集，理想采样数据集的B-scan称为理想采样B-scan；从y_j＝j(j＞1)处的理想采样B-scan运动到tx_j(j＞1)时刻的实际采样的B-scan在z方向的运动量为D_z(tx_j)，从x_i＝i处的理想采样B-scan运动到ty_i时刻的实际采样点在z方向的运动量为D_z(ty_i)；

⑨对两组N级分辨率数据集XDOWN_N、YDOWN_N进行纵向配准，得到N级分辨率数据集的纵向运动量，将N级分辨率数据集的纵向运动量进行插值得到N-1级纵向运动量初值，对N-1级分辨率数据集XDOWN_N-1、YDOWN_N-1进行纵向配准，以此类推，直到对XFAST、YFAST纵向配准，得到0级分辨率数据集的纵向运动量，利用0级分辨率数据集的纵向运动量D_z(tx_j)和D_z(ty_i)，使用插值方法对XFAST和YFAST进行变换：变换前XFAST_i，j，k＝V(XFAST，x_i，y_j，z_k)，表示三维数据集XFAST在第i列、第j行、第k页的值为XFAST在三维坐标系中(x_i，y_j，z_k)点的值，变换后得到新的三维数据集XCOR，XCOR_i，j，k＝V(XFAST，x_i，y_j，z_k+D_z(tx_j))，变换前YFAST_i，j，k＝V(YFAST，x_i，y_j，z_k)，表示三维数据集YFAST在第i列、第j行、第k页的值为YFAST在三维坐标系中(x_i，y_j，z_k)点的值，变换后得到新的三维数据集YCOR，YCOR_i，j，k＝V(YFAST，x_i，y_j，z_k+D_z(ty_i))；

⑩定义XCOR为0级分辨率数据集，对XCOR做N次沿x、y、z方向的系数为2的下采样，下采样一次的结果为1级分辨率数据集，命名为XCORDOWN₁，以此类推，下采样N次的结果为N级分辨率数据集，命名为XCORDOWN_N；

定义YCOR为0级分辨率数据集，对YCOR做N次沿x、y、z方向的系数为2的下采样，下采样一次的结果为1级分辨率数据集，命名为YCORDOWN₁，以此类推，N次的结果为N级分辨率数据集，命名为YCORDOWN_N；

根据⑧所述，从y_j＝j(j＞1)处的理想采样B-scan运动到tx_j(j＞1)时刻的实际采样的B-scan在x、y、z方向的运动量分别为D_x(tx_j)、D_y(tx_j)、D_z(tx_j)，从x_i＝i处的理想采样B-scan运动到ty_i时刻的实际采样点在x、y、z方向的运动量分别为D_x(ty_i)、D_y(ty_i)、D_z(ty_i)；

对两组N级分辨率数据集XCORDOWN_N、YCORDOWN_N进行整体配准，得到N级分辨率数据集的整体运动量，将N级分辨率数据集的整体运动量进行插值得到N-1级整体运动量初值，对N-1级分辨率数据集XCORDOWN_N-1、XCORDOWN_N-1进行整体配准，以此类推，直到对XCOR、YCOR整体配准，得到0级分辨率数据集的整体运动量，利用0级整体运动量D_x(tx_j)，D_y(tx_j)，D_z(tx_j)和D_x(ty_i)，D_y(ty_i)，D_z(ty_i)，使用插值方法对XCOR和YCOR进行变换：变换前XCOR_i，j，k＝V(XCOR，x_i，y_j，z_k)，表示三维数据集XCOR在第i列、第j行、第k页的值为XCOR在三维坐标系中(x_i，y_j，z_k)点的值，变换后得到新的三维数据集XREG，XREG_i，j，k＝V(XCOR，x_i+D_x(tx_j)，y_j+D_y(tx_j)，z_k+D_z(tx_j))，变换前YCOR_i，j，k＝V(YCOR，x_i，y_j，z_k)，表示三维数据集YCOR在第i列、第j行、第k页的值为YCOR在三维坐标系中(x_i，y_j，z_k)点的值，变换后得到新的三维数据集YREG，YREG_i，j，k＝V(YCOR，x_i+D_x(ty_i)，y_j+D_y(ty_i)，z_k+D_z(ty_i))；

将两组三维数据集XREG和YREG加权融合，得到V_merged，将V_merged沿z向累加，得到En-face投影图。