[发明专利]一种利用三变量双调和B-spline函数进行医学体数据矢量化的方法

权利要求书

1.一种利用三变量双调和B-spline函数进行医学体数据矢量化的方法，所述医学体数据为CT或MRI图像，其特征在于包括以下四个步骤：

步骤（1）构造虚拟结点：在超体素外，增加虚拟结点，构造边界点的邻接结点，辅助拉普拉斯算子离散化；

步骤（2）计算离散拉普拉斯算子：针对给定的函数集合，使用二次规划方法，计算最优化的离散拉普拉斯算子；

步骤（3）计算离散双拉普拉斯算子：在步骤（2）的基础上，针对给定的函数集合使用二次规划方法，计算最优化的离散双拉普拉斯算子；

步骤（4）将体数据分割成超体素，使用三变量双调和B-spline，矢量化每个超体素的形状；

步骤（5）使用三变量双调和B-spline，矢量化每个超体素颜色。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中在超体素中采集采样点得到集合在超体素外采集更多结点并用Voro++计算三维Voronoi剖分，然后计算采样结点及其一环邻域的并集得到如果包含边界点，则采样更多的虚拟结点，重新计算Voronoi图和直到不包含边界点为止。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，在三元双调和B样条中，取函数集合为φ为格林函数，函数p(x)在结点t_j离散化为其中h为待计算的系数向量，h_j表示h的第j个元素，最小化如下二次规划，

其中其中表示顶点t_j的一环邻域；

其中表示集合的中元素个数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的采样有限函数集合并优化计算：

其中δ_ij＝1如果i＝j，否则δ_ij＝0，H为所有列向量h构成的矩阵，H_kj表示矩阵H的第i行第j列的元素。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中使用如下线性规划矢量化超体素形状：

使得

-e_j≤n_j-n′_j≤e_j,

e_j≤λ₁|n′_j|,j＝1,...,dim(nⁱ),

Φi(xj)Hini-Φli(xj)Hlinli≥-ξj+λ2|Φli(xj)Hlinli|,]]>

Φi(xj)Hini-Φli(xj)Hlinli≥-ξj+λ2|Φli(xj)Hlinli|,]]>

∀jξj≥0,∀jej≥0]]>

其中α＝0.25，λ₁＝0.5λ₂＝0.05，nⁱ为待求系数向量，n_j为向量nⁱ的第j个元素，n′_j为n_j的初始值，dim(nⁱ)表示向量nⁱ的维数；表示中的点被错误标记为属于其它超体素，表示属于其它超体素的点，被错误标记为属于

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于优化如下能量函数：

矢量化超像素亮度；其中c(x_j)是点x_j的亮度。