[发明专利]一种基于各向异性结构张量的三维数据增强可视化方法

权利要求书

1.一种基于各向异性结构张量的三维体数据增强可视化方法，其特征在于包括以下四个步骤：

步骤（1）、结构张量的计算：给定三维体数据，首先在每个体素点计算结构张量，并将其最大特征值对应的特征向量设为该点的法线方向；

步骤（2）、三维体数据局部方向的计算：由步骤（1）中的法线构建一个最优化方程，该方程能写成一个协方差矩阵的形式，对该协方差矩阵进行特征分解，其最小特征值对应的特征向量即为相应点的局部切线方向向量，再将相邻部分中有相同切线方向的体素聚类，并定义其为一个子物体；

步骤（3）、自适应四面体划分：首先用均匀划分的四面体网格，再将每个四面体内部每个体素点不透明度的累加和，再用该四面体的体积除，将其归一化到[0,1]，记为该四面体的权重；网格中每个控制点的权重是其周围四面体权重的平均值，每条边的权重是其两个端点权重的平均值，给定目标网格中控制点的数量，用一个循环，每次去除一个控制点，具体做法为：每次从现有边的集合中选取权重最小的边，并将这条边的两个端点合并；

步骤（4）、能量函数的设计：将这些四面体当作形变模型，为每个四面体设置了一个权重和缩放方向，这个缩放问题能够用一个基于网格顶点的线性最优化公式来体现，优化这个公式能放大ROI区域，同时压缩周围的非关键区域，在得到变换后的网格顶点后，通过插值得到最后的变换结果，构建的基于三维网格控制点的能量函数能用一个稀疏的线性系统来解决。