[發(fā)明專利]一種基于各向異性結(jié)構(gòu)張量的三維數(shù)據(jù)增強(qiáng)可視化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310628828.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103700146A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李帥;謝偉;郝愛(ài)民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T19/20
• 分類號(hào): G06T19/20
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;孟卜娟

1.一種基于各向異性結(jié)構(gòu)張量的三維體數(shù)據(jù)增強(qiáng)可視化方法，其特征在于包括以下四個(gè)步驟：

步驟（1）、結(jié)構(gòu)張量的計(jì)算：給定三維體數(shù)據(jù)，首先在每個(gè)體素點(diǎn)計(jì)算結(jié)構(gòu)張量，并將其最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量設(shè)為該點(diǎn)的法線方向；

步驟（2）、三維體數(shù)據(jù)局部方向的計(jì)算：由步驟（1）中的法線構(gòu)建一個(gè)最優(yōu)化方程，該方程能寫成一個(gè)協(xié)方差矩陣的形式，對(duì)該協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征分解，其最小特征值對(duì)應(yīng)的特征向量即為相應(yīng)點(diǎn)的局部切線方向向量，再將相鄰部分中有相同切線方向的體素聚類，并定義其為一個(gè)子物體；

步驟（3）、自適應(yīng)四面體劃分：首先用均勻劃分的四面體網(wǎng)格，再將每個(gè)四面體內(nèi)部每個(gè)體素點(diǎn)不透明度的累加和，再用該四面體的體積除，將其歸一化到[0,1]，記為該四面體的權(quán)重；網(wǎng)格中每個(gè)控制點(diǎn)的權(quán)重是其周圍四面體權(quán)重的平均值，每條邊的權(quán)重是其兩個(gè)端點(diǎn)權(quán)重的平均值，給定目標(biāo)網(wǎng)格中控制點(diǎn)的數(shù)量，用一個(gè)循環(huán)，每次去除一個(gè)控制點(diǎn)，具體做法為：每次從現(xiàn)有邊的集合中選取權(quán)重最小的邊，并將這條邊的兩個(gè)端點(diǎn)合并；

步驟（4）、能量函數(shù)的設(shè)計(jì)：將這些四面體當(dāng)作形變模型，為每個(gè)四面體設(shè)置了一個(gè)權(quán)重和縮放方向，這個(gè)縮放問(wèn)題能夠用一個(gè)基于網(wǎng)格頂點(diǎn)的線性最優(yōu)化公式來(lái)體現(xiàn)，優(yōu)化這個(gè)公式能放大ROI區(qū)域，同時(shí)壓縮周圍的非關(guān)鍵區(qū)域，在得到變換后的網(wǎng)格頂點(diǎn)后，通過(guò)插值得到最后的變換結(jié)果，構(gòu)建的基于三維網(wǎng)格控制點(diǎn)的能量函數(shù)能用一個(gè)稀疏的線性系統(tǒng)來(lái)解決。