[发明专利]一种对UKF纤维追踪数据进行联合可视化的方法

摘要

本发明涉及一种对UKF纤维追踪数据进行联合可视化的方法，属于磁共振成像中的纤维追踪数据可视化领域。该方法将由UKF纤维追踪算法得到的纤维追踪数据(包括纤维轨迹数据、弥散张量数据和张量测度数据)，综合到一个统一的框架下同时进行可视化处理；本发明建立了一个新的棱柱体张量图符，通过棱柱体张量图符的形状、大小和方向来可视化弥散张量数据，与此同时通过棱柱体表面的颜色来可视化多个张量测度数据，然后把棱柱体张量图符串接在纤维轨迹曲线上，由此实现UKF纤维追踪数据在同一视图中的联合可视化。避免了不同数据视图之间的切换问题和对齐问题，可有效提高数据的可视化分析效率，提高UKF纤维追踪数据的分析深度和广度。

主权项

1.一种对UKF纤维追踪数据进行联合可视化的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、输入UKF纤维追踪数据集，其中包括纤维轨迹数据、弥散张量数据和张量测度数据；步骤二、从张量测度数据集中，选取3个或3个以上需要可视化的张量测度，将选中的张量测度分别标记为m₁、m₂、…、m_N，其中N为选中的测度数目；步骤三、根据参数N，建立基本的张量图符G；方法是：构造一个高度为1、侧面数量为N、顶端外接圆直径为1的正棱柱体；将该棱柱体的中心置于笛卡尔坐标系XYZ的原点，使其轴向与Z轴重合，且其中一个矩形侧面的法向量与X轴正向一致；令法向量与X轴正向一致的矩形侧面为f₁，其他侧面依次标记为f₂、f₃、…、f_N，其中标记的顺序可以自定义；与此同时，在Z轴正向所指的棱柱体端面，把中心点与各个顶点连接起来，将该端面剖分成N个三角形，并按照与侧面f₁、f₂、…、f_N一致的顺序将三角形依次标记为t₁、t₂、…、t_N；步骤四、建立张量测度数据m₁、m₂、…、m_N的颜色映射方案，以便将测度数据映射为具体的颜色；步骤五、从输入数据集中，选取部分或全部纤维轨迹，针对每条选中的纤维轨迹F，依次执行步骤六和步骤七；步骤六、根据纤维轨迹F的采样点的坐标值，绘制表示纤维轨迹的三维曲线；步骤七、按照一定的采样间隔，从纤维轨迹F上依次选取一系列采样点，针对每个采样点p，依次执行步骤八和步骤九；其中采样点的采样间隔是事先设定的；步骤八、可视化采样点p的弥散张量数据D₁及其导出的张量测度数据，方法是：将基本张量图符G复制为G′，然后将G′平移到点p的位置，并进行旋转和伸缩变换，使G′的Z轴正向与D₁的主特征向量v₁方向一致、高度等于D₁的主特征值λ₁₁、顶端外接圆直径等于D₁的次特征值λ₁₂；随后根据测度m₁、m₂、…、m_N的颜色映射方案以及D₁在各个测度上的具体数值，得到D₁的各个测度数据对应的颜色值c₁、c₂、…、c_N；采用颜色值c₁、c₂、…、c_N依次对G′的侧面f₁、f₂、…、f_N和顶端三角形t₁、t₂、…、t_N着色；步骤九、可视化采样点p的弥散张量数据D₂及其导出的张量测度数据，方法是：将基本张量图符G复制为G′，然后将G′平移到点p的位置，并进行旋转和伸缩变换，使G′的Z轴正向与D₂的主特征向量v₂方向一致、高度等于D₂的主特征值λ₂₁、顶端外接圆直径等于D₂的次特征值λ₂₂；随后根据测度m₁、m₂、…、m_N的颜色映射方案以及D₂在各个测度上的具体数值，得到D₂的各个测度数据对应的颜色值c₁、c₂、…、c_N；采用颜色值c₁、c₂、…、c_N依次对G′的侧面f₁、f₂、…、f_N和顶端三角形t₁、t₂、…、t_N着色。