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最小成本 Z 面投影

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info
文件

Mincostzsurface 1.1.0.jar

来源

MPI-CBG git


简介

该插件检测 3D 体积中的最小 z 表面。 z 表面是视力图，指示高度 z 作为图像中位置 (x,y) 的函数。表面的成本取决于表面所经历的像素强度。该插件查找图像中强度最低的 z 表面。

检测到的表面可用于接近该表面的信号。例如，如果表面靠近了其他感兴趣的物体。相反，如果想要可视化被其他物体接近的表面，远离该表面的信号可能会被衰减。图1和图2说明了这些例子。

Mincostsurf ex2 surfaceselection

**图 1** 显示了机翼在检测和未检测最小成本 z 面时的投影。使用表面检测可以消除降低机翼结构细节的信号。数据来源：Andreas Sagner，伊顿实验室，MPI-CBG，德累斯顿

Mincostsurf ex1 removesurface

**图 2** 显示了如何虚拟去除果蝇胚胎的表面，以方便对内部器官的观察和分析。数据来源：Shradha Das、Knust Lab、MPI-CBG、德累斯顿

满足

上一节中说明的两个示例都可以使用 Min_Cost_Surface 插件替换。下面是替换图 1中的示例教程。首先加载您想要检测的表面结构的图像。在我们的示例中，它是飞翼的部分。机翼不独立，无法在单个切片中可视化。图像的最大投影在单个插件平面中可视化机翼时效果不佳，因为体积中的其他结构的存在隐藏了机翼的细节。应允许检测机翼表面并选择其周围具有用户定义厚度的区域。

  • 如果您的表面高强度值，您需要复制它并制作它。通过这种操作，您的表面应该具有低强度的体积。插件将使用它来测量表面的成本。任何增强表面的修复都可以用于有利于表面的良好检测。

Mincostsurf inputimage

使用最小成本表面插件检测飞行 winf 的输入图像（左）和成本图像（右）
  • 启动插件。将打开请求参数的界面
    • input image: image with the surface to extract
    • cost image: image used to measure the cost of the surface. The surface should appear with low intensity in that image
    • rescale x,y: factor by which the image length and width will be divided for the processing. It serve to speed up the algorithm as well as regularizing the results in case there are holes in the surface
    • rescale z: factor by which the image depth will be divided for the processing.
    • Max delta z between adjacent voxels: This indicates the maximum variation of the z map altitude between 2 neighbor pixels (in downsampled image). if z was very large the results would be a max projection. A value of 0 would output a flat plane. A value of 1 or 2 allow to construct slowly varying surface.
    • display volume(s) adjacent to the surface: if checked, a volume adjacent to the surface will be outputed
    • volume number of slices: the total number of slice of the volume adjacent to the surface
    • 2 surfaces: if checked 2 surfaces will be detected in the volume (based on the single cost image inputed)
    • Max distance between surfaces: maximum distance in pixel between the 2 detected surfaces
    • Min distance between the surfaces: minimum distance in pixel between the 2 detected surfaces Mincostsurf gui
具有本示例所用参数的插件的用户界面
  • 该插件将输出3张图像：
    • The downsampled cost image used for the calculation
    • the altitude map of the surface with minimum cost. Altitude is in pixel between 0 and the number of slice of the original image
    • A volume showing the intensity on the surface on the center slice. Other slice correspond to the intensity if the original image on tranlated version of the surface. Mincostsurf output
插件输出：海拔图（左）和显示表面强度的体积（右）移动滑块相当于平移表面

方法与实现

该插件的最初开发最初是由 Dagmar Kainmueller（Myers Lab MPI-CBG，德累斯顿）提出的。该插件是按照 Li 等人的方法实现的。 [1]。关于表面检测的原理可以参考该。论文 mincut maxflow 问题使用斐济 Graph_Cut plugin by Jan Funke 中实现的 GraphCut 坐标器来。

另外，如果插件允许使用一个输入函数仅检测两个表面，则基础类具有更大的灵活性，并且可以处理任意数量的表面和成本函数。它还可以在任何单一表面上添加交叉或非交叉约束，如李等人所述。

[1] Li, K., Wu, X., Chen, D. Z., & Sonka, M. (2006).Optimal surface segmentation in volumetric images, a graph-theoretic approach.模式分析和机器智能，IEEE Transactions，28(1), 119-134。

历史

2016-08-03：版本1.1.0

2017-11-30 : 更新至版本1.1.3

  • 包中添加了 2 个操作，用于从脚本调用 1 个和 2 个表面投影，以及 1 个用于图像重新切片。
  • 脚本的重新切片使用线性插值。
  • 从脚本中，可以使用新的相对表面权重来支持表面检测