[发明专利]基于曲线Gabor滤波的三维数据断层增强方法

权利要求书

1.基于曲线Gabor滤波的三维数据断层增强方法，其特征在于，包括：

S1、根据当前像素点对应的相干体构建二阶张量；

S2、对二阶张量进行特征值分解；根据特征值得到该像素点处的断层方向；

S3、将步骤S2得到的断层方向沿三维坐标的三个方向进行扩展，得到以当前像素点为中心的三维曲线窗；引入三维曲线窗的定义，假设三维空间中，断层上的一个像素点(x₀,y₀,z₀)，有三个方向v₁，v₂，v₃，其中v₃是基于二阶张量的断层方向估计方法中求得的垂直于该像素点所在断层的方向，v₁和v₂定义了该像素点所在的断层平面的方向；

一个窗口中心在(x₀,y₀,z₀)处的弧形窗口得到方式为：从中心点(x₀,y₀,z₀)开始，向v₁、v₂、v₃方向及其反方向分别扩展p、q、r步，每步步长为一个像素点；每走一步都要重新调整方向，使三个方向始终保持与当前点处的v₁、v₂、v₃方向一致，并将该窗口映射到三维数组，可以得到一个2p+1×2q+1×2r+1的三维矩阵，这个三维曲线窗严格契合了实际的断层结构，将窗口内的冗余信息降到最少；

S4、将三维Gabor滤波器与各像素点对应的数据体在各三维曲线窗中进行卷积运算，从而得到增强后的数据体。

2.根据权利要求1所述的基于曲线Gabor滤波的三维数据断层增强方法，其特征在于，步骤S1之前还包括：对原始数据体进行结构导向滤波降噪以及基于梯度结构张量方位角的相干体计算。

3.根据权利要求1所述的基于曲线Gabor滤波的三维数据断层增强方法，其特征在于，步骤S1所述构建二阶张量公式为：

其中，M表示半径为L的球形窗口内一共有M个像素点，变量x_im和x_jm分别表示半径为L的球形窗口内的第m个像素点分别沿着坐标轴i和坐标轴j上距离窗口中心的距离，α_m表示第m个像素点处对应的相干值。

4.根据权利要求1所述的基于曲线Gabor滤波的三维数据断层增强方法，其特征在于，步骤S2所述断层方向具体为：

定义断层倾角θ为：

θ＝arccos(v₃₃)

定义断层方位角ψ为：

ψ＝arctan(v₃₂,v₃₁)

其中，v₃₁,v₃₂,v₃₃表示v₃的三个分量，v₃表示像素点处的断层方向。

5.根据权利要求1所述的基于曲线Gabor滤波的三维数据断层增强方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：将断层方向映射到三维曲线窗中。

6.根据权利要求5所述的基于曲线Gabor滤波的三维数据断层增强方法，其特征在于，步骤S4所述卷积运算计算式为：

其中，J_i(x,y,z)表示点(x,y,z)在频率f_i上的曲线Gabor增强结果，表示对所有属于以(x,y,z)为中心的三维曲线窗内的点求和，I(x₁,y₁,z₁)表示三维曲线窗中(x₁,y₁,z₁)处像素点的值，g_im(·)为一个滤波器族。