技術(shù)特征：

1.一種基于顱外輪廓特征幾何不變量多信息3D醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)方法，其特征是：包括下列步驟：

(1)分別提取參考圖像和浮動(dòng)圖像的外輪廓點(diǎn)云；

(2)分別計(jì)算參考圖像和浮動(dòng)圖像的質(zhì)心；

(3)分別將兩模態(tài)的質(zhì)心平移至與原點(diǎn)重合，得到新的參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)；

(4)分別計(jì)算得出參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)的第一根特征軸向量和第二根特征軸向量；

(5)根據(jù)求得的特征軸向量構(gòu)造旋轉(zhuǎn)算子，并完成浮動(dòng)圖像的旋轉(zhuǎn)；

(6)平移和旋轉(zhuǎn)后完成配準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顱外輪廓特征幾何不變量多信息3D醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)方法，其特征是：步驟(1)的具體方法：根據(jù)參考圖像與浮動(dòng)圖像的3D模態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)成的離散點(diǎn)云，提取參考圖像和浮動(dòng)圖像的外輪廓點(diǎn)云，分別記作和其中，n_r是參考模態(tài)外輪廓點(diǎn)的個(gè)數(shù)，n_f是浮動(dòng)模態(tài)外輪廓點(diǎn)的個(gè)數(shù)，i＝1,2,3,...,n，和分別是參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)外輪廓點(diǎn)云。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顱外輪廓特征幾何不變量多信息3D醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)方法，其特征是：步驟(2)中參考圖像質(zhì)心和浮動(dòng)圖像質(zhì)心分別記作o_r、o_f，所述的質(zhì)心計(jì)算公式為：

其中o是質(zhì)心，n是對應(yīng)模態(tài)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，i＝1,2,3,...,n，v_i是外輪廓點(diǎn)云，代表幾何代數(shù)空間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顱外輪廓特征幾何不變量多信息3D醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)方法，其特征是：步驟(3)中所述的質(zhì)心分別為o_r和o_f，所述的新的參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)分別是其中，n_r是新的參考模態(tài)外輪廓點(diǎn)的個(gè)數(shù)，n_f是新的浮動(dòng)模態(tài)外輪廓點(diǎn)的個(gè)數(shù)，i＝1,2,3,...,n_r，和分別是新的參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)外輪廓點(diǎn)云。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顱外輪廓特征幾何不變量多信息3D醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)方法，其特征是：步驟(5)、步驟(6)的具體方法是：所述的旋轉(zhuǎn)算子記作T；

根據(jù)參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)的第一根特征軸向量首先構(gòu)造旋轉(zhuǎn)算子T₁，如式(3)：

$T_1=\stackrel{\→}{a_1^r}\stackrel{\→}{{\mathrm{\η}}_1}---\left(3\right)$

所述的

是參考模態(tài)的第一根軸向量，是浮動(dòng)模態(tài)的第一根軸向量；

經(jīng)過T₁的旋轉(zhuǎn)操作，構(gòu)造旋轉(zhuǎn)算子T₂，如式(4)：

$T_2=\stackrel{\→}{a_2^r}\stackrel{\→}{{\mathrm{\η}}_2}---\left(4\right)$

所述的是參考模態(tài)的第二根軸向量，是浮動(dòng)模態(tài)的第二根軸向量；再進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)配準(zhǔn)；

為了使得配準(zhǔn)過程簡單清晰化，做兩次配準(zhǔn)處理；算子T₁和T₂合成一個(gè)算子，可以構(gòu)造一次旋轉(zhuǎn)算子T＝T₁T₂，執(zhí)行一次旋轉(zhuǎn)操作即可。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于顱外輪廓特征幾何不變量多信息3D醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)方法，其特征是：步驟(4)的具體方法是：

(1)計(jì)算外輪廓點(diǎn)云中各點(diǎn)到質(zhì)心的歐幾里得距離，并找出距離值最大時(shí)所對應(yīng)的點(diǎn)；在得到了外輪廓數(shù)據(jù)之后，在輪廓點(diǎn)云中找到一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)滿足到質(zhì)心o的歐幾里得距離最遠(yuǎn)；即計(jì)算輪廓上任意點(diǎn)到相應(yīng)質(zhì)心o的歐幾里得距離，取歐幾里得距離最遠(yuǎn)時(shí)所對應(yīng)的輪廓上的點(diǎn)；為了便于計(jì)算，此處取歐幾里得距離的平方，如式(1)：

${\max }_{i=1}^n\left(\right||X_i-o|{|}^2)---\left(1\right)$

所述的式(1)中o＝x_oe₁+y_oe₂+z_oe₃，

X_i＝x_i·e₁+y_i·e₂+z_i·e₃,(i＝1,2,…,n)，n為剛體外輪廓點(diǎn)云總數(shù)，x_o、y_o、z_o為常數(shù)，x_i、y_i、z_i為常數(shù)，e₁、e₂、e₃是幾何代數(shù)子空間的一組基；

(2)以過所述的質(zhì)心和所述的最大歐幾里得距離對應(yīng)的外輪廓上的點(diǎn)的矢量作為相應(yīng)模態(tài)的第一根軸向量；剛體的第一根特征軸向量記作參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)的第一根特征軸向量分別是

(3)以第一根軸向量作為直線方向向量，計(jì)算對應(yīng)模態(tài)上所有點(diǎn)到此直線的距離，以映射向量的距離的平方作為距離測度，尋找到該直線距離最大的點(diǎn)；以作為直線方向向量，計(jì)算剛體上所有點(diǎn)到此直線的距離，利用映射向量的距離的平方來表示為距離測度，尋找最大值，如式(2)：

所述的式(2)中o＝x_oe₁+y_oe₂+z_oe₃，

X_i＝x_i·e₁+y_i·e₂+z_i·e₃,(i＝1,2,…,n)，n為剛體外輪廓點(diǎn)云總數(shù)，x_o、y_o、z_o為常數(shù)，x_i、y_i、z_i為常數(shù)，e₁、e₂、e₃是幾何代數(shù)子空間的一組基；

(4)取所述的到第一根軸向量距離最遠(yuǎn)的點(diǎn)到所述的直線方向向量的映射向量作為第二根特征軸向量；相應(yīng)模態(tài)的第二根特征軸向量記作參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)的第二根特征軸向量分別是

(5)單位化處理之后的第一根特征軸和第二根特征軸就是所要建立的幾何相對特征不變量；參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)的第一根特征軸向量分別是參考模態(tài)和浮動(dòng)模態(tài)的第二根特征軸向量分別是根據(jù)計(jì)算得到的幾何相對特征不變量構(gòu)造旋轉(zhuǎn)算子。