1768-L45 基准点在CT图像坐标系及世界坐标系下的坐标点集P = {Pi, i = 0,1, 2,…,k}及U = {Ui,i=0,1,2,…,n}。其中,U与P元素间不必存在一一对应关系,元素数目亦不必相同,设k ≥ n。配准过程就是求取 2 个坐标系间的旋转和平移变换矩阵,使得来自U与P的同源点间距离最小。其过程如下:
(1)计算最近点,即对于集合U中的每一个点,在集合P中都找出距该点最近的对应点,设集合P中由这些对应点组成的新点集为Q = {qi,i = 0,1,2,…,n}。
(2)计算两个点集Q和U的重心位置坐标,并进行点集中心化生成新的点集; 由新的点集计算正定矩阵N,并计算N的最大特征值及其最大特征向量;
(3)由于最大特征向量等价于残差平方和最小时的旋转四元数,将四元数转换为旋转矩阵R;在旋转矩阵R被确定后,由平移向量t仅仅是两个点集的重心差异,可以通过两个坐标系中的重心点和旋转矩阵确定;其中R是 3&TImes;3 的旋转矩阵,T 是 3&TImes;1 的平移矩阵。
(3)计算坐标变换,即对于集合U,用配准变换矩阵R,T进行坐标变换,得到新的点集U1,即U1 = RU + T
(4)计算U1与Q之间的均方根误差,如小于预设的极限值ε,则结束,否则,以点集U1替换U,重复上述步骤。
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