闭合隐式曲面的局部形态测量
计算机视觉与模式识别
2021-08-11 v1
摘要
海马体、肝脏和骨骼等解剖结构可以被分析为可定向的闭合曲面。这允许计算体积、表面积、平均曲率、高斯曲率和欧拉-庞加莱示性数，以及在不同拓扑结构之间比较这些形态测量指标。在曲线演化问题中，这些结构通常被隐式表示为嵌入的零水平集。实际上，解剖结构的二值图像使用符号距离变换进行嵌入。然而，量化阻碍了曲率的准确计算，导致形态测量出现相当大的误差。本文提出了一种快速、简单的嵌入程序，作为高斯模糊二值图像的零交叉点，以进行准确的局部形态测量。所提出的方法基于 50 个临床计算机断层扫描数据集的股骨和第四腰椎进行了验证。结果表明，符号距离变换在计算的局部曲率中导致较大的量化误差。使用回归和Bland-Altman分析对形态测量进行全局验证表明，平均曲率的决定系数从使用符号距离变换的 93.8% 提高到使用所提方法的 100%。对于表面积，比例偏差从使用符号距离变换的 -5.0% 改善到所提方法的 +0.6%。欧拉-庞加莱示性数从符号距离变换中不可用改善到所提方法的 98% 准确率。所提方法能够对闭合隐式曲面上的曲率进行改进的局部和全局评估，以用于形态测量。
引用
@article{arxiv.2108.04354,
title = {Local Morphometry of Closed, Implicit Surfaces},
author = {Bryce A Besler and Tannis D. Kemp and Andrew S. Michalski and Nils D. Forkert and Steven K. Boyd},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.04354},
year = {2021}
}