基于球面保角映射理论的表面特征标记点匹配法

汤春明，牛百铃，李光旭

（天津工业大学电子与信息工程学院，天津　300387）



基于球面保角映射理论的表面特征标记点匹配法

汤春明，牛百铃，李光旭

（天津工业大学电子与信息工程学院，天津300387）

摘要：提出一种基于曲面参数化理论的半自动匹配方法.首先，选择任一样本数据作为参照模型，根据其表面几何特征手动标定特征标记点；其次，利用保角映射方法将全部样本数据映射到同一球形域，根据球面坐标对应关系实现在其他样本表面上特征标记点的自动标定；最后，利用迭代逼近点方法归一化特征标记点在空间的位置.实验考察了统计形状模型的通用性原则和专一性原则，并且比较了球面保角映射中不同约束条件对获得模型质量的影响.实验结果表明：利用球面保角映射3个基准点约束所得模型的专一性指标明显好于零质心约束方法，并且实验所需时间减少近50%.

关键词：球面保角映射理论；特征标记点匹配；统计形状模型构建；活动形状模型；图像分割

model；image segmentation

由于将对象形状信息作为先验知识，统计形状模型（statistical shape model，SSM）已广泛应用于计算机医学辅助诊断（computer aided diagnosis，CAD）领域.常见的统计形状模型包括点分布模型（point distribution module，PDM）[1]和概率地图集PA[2].其中，点分布模型由于表达简洁、鲁棒性强、丰富的显示算法支持而常被用于医学图像分割、结构分析、形状再现等.

点分布模型是一种用来描述目标轮廓的可变形数学模型.首先在样本图像的目标轮廓上选取特征标记点构成训练集，然后利用主成份分析法对其进行统计分析，得到点分布统计模型.该模型主要包括2部分：第1部分是特征点组成的平均值，即平均轮廓；……