分割3d图像

Question

我试着分割一个图像的三维表示。已知的因素如下：

• DimensionX
• DimensionY
• DimensionZ
• voxels[]

Voxels[]是一个表示像素灰度的ushort数组。

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现在我要把它切成所有可能的方向。让我们说x，y或z。

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我有树实现，但他们有一个问题，他们不工作的维度是不一样的。(除了get Z片，这是完美的工作)。

以下是这些方法：

private ushort[] GetZSlice(int z, ushort[] voxels, int DimensionX, int DimensionY)
{
   var res = new ushort[DimensionX * DimensionY];
   for(int j = 0; j < DimensionY; j++)
   {
       for(int i = 0; i < DimensionX; i++)
       {
           res[j*DimensionX + i] = voxels[z*DimensionX*DimensionY + j*DimensionX + i];
       }
   }
   return res;
}

这个方法工作得很好，不是我选择的尺寸。

接下来的两种方法，以x或y作为深度，是一个更困难的问题。

private ushort[] GetYSlice(int y, ushort[] voxels, int DimensionX, int DimensionY, int DimensionZ)
{
    var res = new ushort[DimensionX * DimensionZ];
    for( int i = 0; i < DimensionX; i++)
    {
        for( int j = 0; j < DimensionX; j++)
        {
            res[j + i*DimensionX] = voxels[j * DimensionZ * DimensionY + Y*DimensionZ + i]
        }
    }
    return res;
}

private ushort[] GetXSlice(int x, ushort[voxels], int DimensionX, int DimensionY, int DimensionZ)
{
   var res = new short[DimensionY * DimensionZ];
   for(int i = 0; i < DimensionY; i++)
   {
       for(int j = 0; j < DimensionZ; j++)
       {
           res[j + i*DimensionZ] = voxels[i*DimensionY + j*DimensionZ*DimensionX + x]
       }
   }
   return res;
} 

如何改进最后两个方法，使其与不相等的维度一起工作？

Answer 1

为什么不使用基向量来制作通用切片函数呢？这将大大减少管理的代码。

基本上，您可以得到U,V轴，每个轴都映射到X,Y或Z中。切片W是第三个未使用的轴。因此，你只需循环U，V，并离开W的原样。每个U,V都有一个基向量(ux,uy,uz)，(vx,vy,vz)，用于描述x,y,z坐标中增量的变化。

我把它编码到我的 class in C++.

//---------------------------------------------------------------------------
class LED_cube
    {
public:
    int xs,ys,zs,***map;

    LED_cube()              { xs=0; ys=0; zs=0; map=NULL; }
    LED_cube(LED_cube& a)   { xs=0; ys=0; zs=0; map=NULL; *this=a; }
    ~LED_cube()             { _free(); }
    LED_cube* operator = (const LED_cube *a) { *this=*a; return this; }
    LED_cube* operator = (const LED_cube &a);
    void _free();
    void resize(int _xs,int _ys,int _zs);
    void cls(int col);                                  // clear cube with col 0x00BBGGRR
    void sphere(int x0,int y0,int z0,int r,int col);    // draws sphere surface with col 0x00BBGGRR
    void slice (char *uv,int slice,int col);            // draws (XY,XZ,YZ) slice with col 0x00BBGGRR
    void glDraw();                                      // render cube by OpenGL as 1x1x1 cube at 0,0,0
    };
//---------------------------------------------------------------------------
void LED_cube::slice(char *uv,int slice,int col)
    {
    // detect basis vectors from uv string
    int ux=0,uy=0,uz=0,us=0;
    int vx=0,vy=0,vz=0,vs=0;
    int x=slice,y=slice,z=slice,u,v,x0,y0,z0;
    if (uv[0]=='X') { x=0; ux=1; us=xs; }
    if (uv[0]=='Y') { y=0; uy=1; us=ys; }
    if (uv[0]=='Z') { z=0; uz=1; us=zs; }
    if (uv[1]=='X') { x=0; vx=1; vs=xs; }
    if (uv[1]=='Y') { y=0; vy=1; vs=ys; }
    if (uv[1]=='Z') { z=0; vz=1; vs=zs; }
    // render slice
    if ((x>=0)&&(x<xs)&&(y>=0)&&(y<ys)&&(z>=0)&&(z<zs))
     for (u=0;u<us;u++,x+=ux,y+=uy,z+=uz)
        {
        x0=x; y0=y; z0=z;
        for (v=0;v<vs;v++,x+=vx,y+=vy,z+=vz)
          map[x][y][z]=col;
        x=x0; y=y0; z=z0;
        }
    }
//---------------------------------------------------------------------------

正如你所看到的，它很好，很简单.而且还可以进行更多的优化。在这里，使用和输出示例：

cube.resize(32,16,20);
cube.cls(0x00202020);
cube.slice("XY",5,0x000000FF);
cube.slice("XZ",5,0x0000FF00);
cube.slice("YZ",5,0x00FF0000);
cube.glDraw();

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当您将体素存储在一维数组中时，只需从x,y,z中计算地址。因此，map[x][y][z]将成为您的voxels[(x*ys*zs)+(y*zs)+z]或任何组合的轴序，您得到。这可以完全编码到基向量中，这样就可以有du=(ux*ys*zs)+(uy*zs)+uz和dv=...，直接增加地址，而不需要任何乘法。