[发明专利]一种三维图像网格化方法

权利要求书

1.一种三维图像网格化方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1，获取三维图像并进行目标分割：将切片图像组装成三维图像数据，对感兴趣目标的体素进行分割，并使用重采样插值方法获得用户指定规模的体素分辨率；

S2，建立目标的六面体网格模型：在步骤S1处理后的三维图像数据的基础上，将三维图像数据中体素转换成六面体网格模型中的相应的六面体单元，对六面体网格模型中的单元与节点进行统一编号，并根据六面体网格与体素的对应关系计算各单元与节点的属性值；

S3，六面体网格平滑：在步骤S2处理后的六面体网格模型的基础上，通过边界检测抽取出位于目标与背景之间的所有边界四边形面，并对抽取出的四边形网格模型应用表面平滑方法，再将平滑后的四边形网格模型按照节点对应关系映射到原六面体网格模型上，通过计算表面变形对内部每个六面体单元变形的贡献大小，驱动六面体网格模型表面和内部单元的协调变形，从而建立表面平滑的全六面体网格模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，利用连续的切片图像按照空间关系组装成三维图像数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述分割是指将感兴趣目标的体素标记为目标标记值，其他体素标记为背景标记值，根据标记值确定出目标与背景。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述重采样插值方法为最近邻方法、双线性内插方法或三次卷积内插方法；所述用户指定规模是指用户指定的六面体单元大小或者用户指定的生成单元数目。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述将三维图像数据中体素转换成六面体网格模型中的相应的六面体单元的方法为：

将三维图像数据中每个体素视为一个六面体单元，将该体素的8个顶点视为六面体网格的8个节点，根据三维图像数据的体素数量构造同等规模的六面体网格模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述将三维图像数据中体素转换成六面体网格模型中的相应的六面体单元的方法为：

以三维图像数据中每个体素的中心点作为六面体网格的一个节点，并连接相邻节点构造出六面体网格模型。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述根据网格与体素的对应关系计算各单元与节点的属性值的具体步骤为：

按照六面体网格模型中每个六面体单元与三维图像数据中每个体素之间的对应关系，将每个节点属性值设置为与该节点相连的所有节点在三维图像数据上对应体素强度的均值；将每个单元属性值设置为构成该单元的8个节点属性值的均值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，各单元按照单元属性值分为背景单元、目标单元和边界单元三类。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述边界四边形面是指在每个边界单元的六个四边形面中，节点属性值位于目标与背景之间的四边形面。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，对抽取出的四边形网格模型上每个顶点进行拓扑和几何分析，确定与每个顶点相连的其他节点和四边形，并将这些信息保存到该顶点的数组中；对于每个顶点，通过遍历该顶点的数组中所有点计算出几何中心，并以所述几何中心作为该顶点移动到的位置对该顶点位置进行调整；重复上述顶点位置调整的操作，遍历全部顶点多次完成平滑操作。