基于VTK和QT实现DICOM图像的像素擦除

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前言

在医学图像分割领域有许多自动分割方法，但自动分割方法并不能适用所有的情况，有时必须借助交互工具去擦除或新增一些像素，来达到理想的分割效果。这里介绍一种用矩形框擦除像素的方法。

预期效果

实现过程

1.创建矩形框

这里创建了一个与Z轴垂直，大小为5像素×5像素大小的矩形框。

vtkSmartPointer<vtkPlaneSource> plane = vtkSmartPointer<vtkPlaneSource>::New();
plane->SetCenter(0, 0, 0);
plane->SetNormal(0.0, 0, 1);
plane->Update();
vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper> mapper = vtkSmartPointer<vtkPolyDataMapper>::New();
mapper->SetInputConnection(plane->GetOutputPort());
vtkSmartPointer<vtkActor> actor = vtkSmartPointer<vtkActor>::New();
box[i]->SetMapper(mapper);
box[i]->GetProperty()->SetColor(1.0, 0, 0);
box[i]->SetScale(5*space[0],5*space[1],1);//space是像素间隔
box[i]->SetPickable(false);
box[i]->GetProperty()->SetRepresentationToWireframe();
box[i]->GetProperty()->SetEdgeColor(1.0, 1.0, 0.0);
box[i]->GetProperty()->SetEdgeVisibility(true);
box[i]->GetProperty()->SetLineWidth(2.0);
box[i]->GetProperty()->SetRenderLinesAsTubes(true);

2.更新矩形框的位置，使其跟随鼠标移动

首先获取鼠标的视口坐标，利用vtkCellPicker进行射线检测，获取射线与图像的交点picked：

size = this->ui->openGLWidgetRT->size();
double picked[3];
vtkSmartPointer<vtkCellPicker> cellPicker =
	vtkSmartPointer<vtkCellPicker>::New();
cellPicker->SetTolerance(0.005);
cellPicker->Pick(x, size.height() - y - 1, 0, render);
cellPicker->GetPickPosition(picked);
if (cellPicker->GetPointId() < 0) return;

其次计算交点picked所在的像素的索引[sliceX, sliceY]：

picked[0] = picked[0] - origin[0];//origin是图像的原点
picked[1] = picked[1] - origin[1];

int sliceX = picked[0] / space[0];
double deltX = picked[0] - sliceX * space[0];
if (deltX > space[0] / 2.0) sliceX++;

int sliceY = picked[1] / space[1];
double deltY = picked[1] - sliceY * space[1];
if (deltY > space[1] / 2.0)	sliceY++;

最后计算并设置矩形框的位置：

double posX = sliceX * space[0] + origin[0];
double posY = sliceY * space[1] + origin[1];
actor->SetPosition(posX, posY, posZ);//posZ应大于图像的Z坐标，避免矩形框被图像遮挡

注意：上述计算方法适用于CT图像，CT图像的边界只有半个像素大小，针对其他图像的计算方法类似。利用上述步骤来设置矩形框的位置而不直接把交点picked设置为矩形框的位置，其目的是为了使矩形框的边界始终与像素的边界对齐。

3.鼠标按下或鼠标按下且移动时修改矩形框覆盖的像素的像素值

/**
* 这个例子中 n == 5 ，n = 2 * size +1
* 像素值在[range[0],range[1]]范围内的像素值会被修改
*/
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
    
    
	for (int j = 0; j < n; ++j)
	{
    
    
		short int* pixel = (short int*)(image->GetScalarPointer(sliceX - size + j, sliceY - size +i, sliceZ));
		if (*(pixel) >= range[0] && *(pixel ) <= range[1])
			*(pixel) = 0;
	}
}
image->Modified();

修改完图像之后记得调用Image的Modified()方法，告诉渲染管线image已经被修改。

总结

介绍了矩形框擦除像素的大体实现流程和关键代码。