[发明专利]三维颅骨的自动配准方法和装置

摘要

本申请提供了三维颅骨的自动配准方法和装置。本发明中，首先训练一个边缘类型分类器，然后对待配准三维颅骨进行边缘提取获得三维孔洞边缘，对所有三维孔洞边缘提取形状分布特征，采用边缘类型分类器对三维孔洞边缘自动分类为眼眶边缘、鼻框边缘等，然后对鼻框边缘上的所有边缘点进行PCA以此确定统一的坐标系，从而对待配准三维颅骨的初始位置和姿态进行调整，之后采用CPD算法根据待配准三维颅骨与参考颅骨边缘上的对应关系实现边缘区域的配准，最后采用CSRBF对待配准三维颅骨与参考颅骨配准误差大的区域进行调整，实现待配准三维颅骨与参考颅骨整个颅骨区域的精确配准。

主权项

1.一种三维颅骨的自动配准方法，其特征在于，该方法包括：/n训练一个边缘类型分类器；/n利用所述边缘类型分类器自动识别待配准三维颅骨上的各条边缘，所述各条边缘至少包括：眼眶边缘、鼻框边缘、颞骨边缘、上颔骨边缘、下颔骨边缘和其他边缘；/n通过对识别出的鼻框边缘上的所有边缘点进行主成分分析PCA实现所述待配准三维颅骨的坐标校正，以调整待配准三维颅骨与参考颅骨之间具有近似的位置和姿态；/n对待配准三维颅骨与参考颅骨执行边缘区域的配准，之后对待配准三维颅骨与参考颅骨在边缘区域之外的其他区域进行配准；/n其中，通过对识别出的鼻框边缘上的所有边缘点进行主成分分析PCA实现所述待配准三维颅骨的坐标校正包括：/n对鼻框边缘上各个边缘点坐标组成的矩阵进行主成分分析PCA，计算前三个最大特征值对应的特征向量u1、u2、u3；/n确定待配准三维颅骨的坐标系：X轴的正方向为u1的反方向，Z轴的正方向为u2的方向，Y轴的正方向为u3的方向，坐标原点为鼻框边缘中心点；/n对待配准三维颅骨与参考颅骨执行边缘区域的配准包括：/n将待配准三维颅骨上除其他边缘之外的边缘上的所有边缘点组成数据点集；/n将参考颅骨上满足条件的边缘上的所有边缘点组成内核点集；所述条件为：类型与待配准三维颅骨上组成数据点集的边缘的类型相同；/n基于所述数据点集和所述内核点集采用一致点漂移CPD算法计算非刚性变换，将该变换作用至参考颅骨的各个顶点以实现经过CPD变换后的参考颅骨与待配准三维颅骨在相同类型的边缘区域配准；/n对待配准三维颅骨与参考颅骨在边缘区域之外的其他区域进行配准包括：/n步骤1，对待配准三维颅骨上的每一个顶点，求解它在参考颅骨上的最近点作为对应点，这两个顶点组成一个点对，并将它们之间的欧式距离作为配准误差；/n步骤2，对所有点对按照配准误差从大到小的顺序进行排序，之后从排序后的第一个点对开始采样，得到用于具有紧支撑的径向基函数CSRBF算法的特征点{p