官方文档：http://www.itksnap.org/docs/fullmanual.php
SNAP
能做什么
提供用于 3D 图像分割的工具包，SNAP 有两种不同的使用模式：1）人工分割；2）半自动分割
人工分割模式：1）手动标记分割轮廓；2）修正自动分割的结果
半自动分割：使用了分割算法对 3D 解剖结构进行分割，这种分割算法需要用户的 guidance，而 SNAP 就提供了进行 guidance 的接口
使用范围
SNAP 可用于分割各种 3D 图像，但条件是图像必须均匀。
也就是每个像素须具有单个强度值
所以应用范围是 MRI、CT 和 PET 图像
不能用于彩色图像（比如 RGB 图），或者混合张量图像（？）
SNAP 可读取格式：RAW，Analyze，GIPL，MetaImage
如何输出
SNAP 为输入图像的每个 pixels(voxels) 分配标签，然后生成分割结果。
标签列表（label list）由用户根据实际问题给出
输入图像的每一个 voxel 只能分配一个标签
Limitations
SNAP 只能给灰度图中的每一个像素分配一个标签，因此无法用于
使用界面
左下方视图显示了当前的 3D 视角，其余三个视图是三个正交的切片图（轴向，冠，矢）
四块视图窗口下的蓝色按钮用来单独对当前视图进行一些操作
左边是控制面板
顶部的 menu 用于加载和保存图像，以及一些基本设置
其余按键会根据当前操作的模式出现/消失
加载3D图像
（1）下载 sample datasets：http://www.itksnap.org/download/snap/files/MRI-crop.zip
包括以下三个文件：
- MRIcrop-orig.gipl：大脑的原始 MRI 图像
- MRIcrop-seg.gipl：使用 SNAP 进行的分割
- MRIcrop-seg.label：包含标签的分割结果
（2）加载图像
选择 File -> Open Main Image
选择图像 MRIcrop-orig.gipl：
SNAP 会根据加载的文件扩展名自动选择格式，但还是要检查一下它选的对不对。
注意：路径中不能包含中文，否则会报错。
交互操作
包括四部分：
- ITK-SNAP Toolbox：选择不同的操作模式
- Cursor Inspector：显示目前光标选择的位置以及灰度值
- Segmentation Labels：选择标签
- 3D Toolbar：额外工具
三个切片窗口分别显示了：
- 轴向面
- 冠状面
- 矢状面
右侧有一个滚动条，滚动条下方是切片计数器，左边的数字是当前的切片索引，右边的数字是该方向上的切片总数
ITK-SNAP Toolbox
1）Crosshairs mode：单击某切片的某像素，可同时查看三个视图上该像素位置的正交视图，按住鼠标坐标不放拖动光标位置，可以连续查看视图变化，鼠标滑轮可以选择当前视图方向上不同的切片
蓝色虚线形成的公共光标始终指向三个切片视图中的相同 voxel，voxel 的灰度级强度和对应的分割标签显示在 Cursor Inspector 面板中
voxel 没有标签时，显示数值 0，对应 “Clear Label”
2）Zoom/Pan mode：使用缩放/平移工具可以放大切片的特定区域，或对切片进行平移
3）Polygon mode：做手动分割。
可以按住鼠标右键不放，对切片视图进行放大或缩小
按住鼠标左键不放，对切片视图进行平移
视图下方的 zoom to fit 可以使切片视图恢复到适合的大小
调整图像对比度：Tools -> Image Contrast -> Contrast Adjustment
绘图区域显示了图像强度和现实强度的映射，如红线所示
红线上黄色的点为 “控制点”，可以改变映射的形状
蓝色的直方图是灰度图图的各灰度级
从直方图可以看出，当前有很多强度值过低（在后三分之一），所以要提高对比度，需要先调整映射方式。
调整方法：
1）更改 Window 数值，Enter 键生效。Level 值是最左边 control point 的强度值，Window 值是最左和最右 control
point 的差
2）直接用鼠标调整 “控制点”，最左边的点决定了最小强度从哪里开始，最右边的点决定了最大强度从哪里开始
可以根据需要添加 control point，以调整出需要的 mapping curve
调整切片的顺序：
SNAP 默认显示顺序为：左上角为轴向切片（axial），右上角为矢状切片（sagittal），右下角为冠状切片（coronal），可以根据习惯更改显示顺序：
Tools -> Preference -> Slice Views -> Layout
分割
标签是 0 ~ 255 的数值，每个标签有自己的名字和显示设置（比如用什么颜色），其中 0 默认为每一个无标签的像素分配，名称为 ”Clear“，表示该像素未分配标签。
创建标签
Active label：选择可使用的 Label
Paint over：
Overall label opacity：
修改 label：Segmentation -> Label Editor...
在 Description 处可修改当前 label 的名称，在 color 处可修改 label 的颜色，点击 New 可以新建 label，Opacity（不透明度）：在 3D 分割中，如果有一个结构阻挡了分割的结构，可以使标签变得部分透明 ，Visibility：隐藏标签
下载标签
额外导入标签文件：Segmentation -> Import Label Descriptions
Browse 选择标签文件：
需要创建自己的 label，只需要在 label editor 中改变已存在的 label 或新建 label
保存自己的 label 设置，选择导出即可
手动分割：
在 Active Label 下选择一个标签，然后基于此标签进行分割
Paint over 为 all labels，表示分配的标签将覆盖掉已经有标签的 voxels
选择 Polygon mode，左键单击绘制边界，注意最后一条关闭多边形的线会自动出现
视图下方可以 undo 或 clear 绘制的标签
分割好以后视图下方会变成：
此时在视图上手拉一个矩形框，可以选中所有分割的结点，拖动矩形框就可以移动分割的边框：
单独拖动某一个结点，也可以修正分割结果
修改好之后，点击 accept，多边形内会填充当前标签的颜色
注：记得将 Overall label opacity 调大一点，不然看不到标签
要清除标签的某一部分，可以将当前标签设置为 “Clear”，覆盖掉需要清除的标签即可。
SNAP 可以保存最近依次绘制的多边形，当在同一视图的不同切片上切换时，可以直接用 paste 复制多边形区域，然后做出微调即可。
在一个视图中绘制的多边形，在其他两个视图中表示为一条线。
在三个视图中都绘制好多边形区域，点击 3D 视图下的 update，就可以看到 3D 分割结构：
保存分割结果：
Segementation -> Save Segmentation Image
SNAP 将分割结果保存为图片，voxel 在图像中保存为 0 ~ 255，分割结果可保存为不同的格式以便其他程序读取
自动分割
SNAP 基于名为 snake evolution 的分割方法，分割边框（蛇）会从一个粗糙的边界进化成一个比较接近组织结构的边框。
snake 的进化由一个数学表达式控制，该表达式描述了 snake 在特定时间上每个点的速度，该速度取决于1）snake 的形状；2）该点附近的图像的强度。
下面是对 snake 上速度的描述：
点的速度显示为蓝色和黄色箭头，速度矢量始终指向垂直于蛇的方向。
黄色速度取决于图像特性：在图像强度均匀的地方其强度更强，而在图像强度不均匀、存在边缘的区域其强度较弱
这样就能保证 snake 在图像边缘的扩张速度比在均匀区域的扩张速度慢得多
蓝色速度取决于 snake 的形状：它会在 snake 较弯曲的地方更强，在 snake 较直的地方更弱
这样就能保证其光滑的形状
snake 某点的运动由该点速度矢量之和决定，虚线轮廓表示下一个时间段 snake 的形状。
驱动 snake 演变的速度取决于图像强度，在 SNAP 中图像强度表示为 特征图，而特征图由特定的特征函数应用于整张图像计算而来，从而依赖于图像的 snake 的传播速度与特征图像的值成比例。
SNAP 有两种计算特征图的方法：
1）第一种方法导致 snake 在边缘或强度不连续的地方减速
2）第二种方法导致 snake 被吸引到强度均匀的区域边界
snake 的进化取决于特征图，所以特征图的正确构造是获得良好分割结果的重要步骤
边缘特征函数的值介于 0 到 1 之间，在图像的边缘处值接近于 0，在强度均匀处值接近于 1，特征图的值与输入图像的强度水平无关，仅取决于相邻像素间的强度差异。