위 그림과 같이 가장 쉽게 registration하는 방법은 뇌의 영역을 지나는 장 축을 찾은 후 축을 맞춰주는 것이다. 점 선과 같이 thresholding, morphological processing 또는 segmentation을 거치면 뇌의 영역을 추출할 수 있다.
장 축을 구하기 위해서는 추출한 뇌의 영역에 PCA(Principal Component Analysis)를 적용한다. PCA를 적용하는 방법은 뇌의 영역의 좌표들의 covariance matrix를 구하고 covariance matrix의 eigen value가 가장 큰 경우의 eigen vector를 구하면 가장 큰 분산을 갖는 vector가 된다. 이렇게 구한 eigen vector가 장 축의 역할을 하며 즉, 두 벡터 간의 rotation matrix를 찾는 문제가 된다.
moving image의 u, fixed image의 u′ 두 벡터 간의 rotation matrix를 찾기 위해선 외적과 내적을 하면 된다. u=⎣⎢⎡xyz⎦⎥⎤
내적, 외적을 이용해 cosθ, sinθ, v를 구한 후, 아래 식에 대입하면 rotation matrix를 구할 수 있다. R(θ)=⎣⎢⎡ll(1−cosθ)+cosθlm(1−cosθ)+nsinθln(1−cosθ)−msinθml(1−cosθ)−nsinθmm(1−cosθ)+cosθmn(1−cosθ)+lsinθnl(1−cosθ)+msinθnm(1−cosθ)−lsinθnn(1−cosθ)+cosθ⎦⎥⎤
u에 적용하는 순서는 다음과 같다. u′=T2R(θ)T1u
먼저 moving image의 장 축의 중심을 fixed image의 장 축의 중심에 이동 시키는 translation matrix T1을 구한다. 그리고 앞서 구한 R(θ)를 이용해 회전을 시키고 다시 moving image의 장 축을 fixed image의 장 축에 이동 시키는 translation matrix T2를 구한다.