中国科学技术大学学报 ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (3): 244-258.DOI: 10.3969/j.issn.0253-2778.2019.03.010

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基于变分方法的体素图像四面体化

李 浩   

  1. 中国科学技术大学数学科学学院,安徽合肥 230026
  • 收稿日期:2018-03-14 修回日期:2018-05-18 出版日期:2019-03-30 发布日期:2019-03-30
  • 通讯作者: 张举勇
  • 作者简介:李浩,男,1987年生,硕士.研究方向:计算机图形学.E-mail:lihao215@mail.ustc.edu.cn
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2016YFC0800501),国家自然科学基金(61672481)资助.

Tetrahedral mesh approximation to volume images based on variation

LI Hao   

  1. School of Mathematical Sciences, University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China
  • Received:2018-03-14 Revised:2018-05-18 Online:2019-03-30 Published:2019-03-30

摘要: 四面体网格在医学图像、可视化等领域有广泛的应用.现有的体素图像生成四面体网格算法通常需要进行去噪、分割、四面体化等多个步骤,从而导致误差的不断累积.这里提出了一种直接由带噪音的原始体素数据生成最终需要的四面体网格的算法.本算法的核心是针对体素图像四面体化的需求提出了一种基于全变分稀疏模型的优化方法,并通过交替方向乘子法等数值算法高效地优化该变分模型,直接从输入的原始体素图像中得到四面体网格,同时对网格的顶点位置、连接关系、四面体的属性信息都进行了优化.通过在模拟数据与真实数据上的实验表明,该算法在处理即使带有噪音的数据时也能很好地重建四面体网格,并能保持原始信号的尖锐特征.

关键词: 体素图像, 分片常值近似, 四面体网格, 全变分, 交替方向乘子法

Abstract: Tetrahedral meshes have been widely used in medicine and visualization. In general,to convert a volume image to a tetrahedral mesh,conventional methods first denoise the input volume image,then segment the image and finally construct a tetrahedral mesh.

Key words: volume images, piecewise constant approximation, tetrahedral mesh generation, total variation, alternating direction method of multipliers