从数组数据中获取平面切片答案

【问题标题】：Getting plane slices from array data从数组数据中获取平面切片
【发布时间】：2010-06-09 08:33:28
【问题描述】：

大家好，

我将 3d 网格数据（来自多个 TIF 图像）读入如下结构：

typedef struct VolumeData{
 int nx;
 int ny;
 int nz;
 unsigned char *data; // size is nx*ny*nz
}

现在我想从这个一维网格数据中获取平面切片：

例如：

unsigned char* getXYPlaneStack(VolumeData *vol,int z); 

 I could implement above function because the *data array stores image stack.

但是我很难沿着其他轴实现：

unsigned char* getYZPlaneStack(VolumeData *vol,int x);

和

unsigned char* getXZPlaneStack(VolumeData *vol,int y);

有什么简单的算法吗？提前致谢。

【问题讨论】：

标签： c algorithm 3d plane

【解决方案1】：

第二个和第三个函数都对您的数据集重新采样（它们基本上是在一个新的参考中表达您的图像）。

所以他们必须重新组织数据：

为 YZ 创建一个大小为 ny*nz 的新数组，为 XZ 创建一个大小为 nx*nz 的新数组
用位于给定平面中的数据填充数组
返回指向新分配数组的指针

（在这种情况下，调用者负责释放新分配的内存。）

你的 YZ 平面算法是：

// I assume this sorting order:
//       Z ^          Slices are
//        /           stacked along
//       /            the Z axis
//      +-------> X
//      |
//      |
//    Y v

// Assumes your data is stored in row major order:
//          +-------> X        +---------> X
// slice 0: | 0 1 2 | slice 1: | 6  7  8 | etc.
//          | 3 4 5 |          | 9 10 11 |
//        Y v                Y v
// Assumes x is the column index, y the row index, z the slice index.
// For example, you want element #9:
// - col 0   -> x = 0
// - row 1   -> y = 1
// - slice 1 -> z = 1
// I suggest you rename nx, ny, nz into nbCols, nbRows, nbSlices to make
// things explicit
index computeIndex(VolumeData *vol, int x, int y, int z)
{
    int nx = vol->nx, // nb cols
        ny = vol->ny, // nb rows
        nz = vol->nz; // nb slices
    int index = nx*ny*z // size of one slice, multiplied by slice index
              + nx*y    // size of one row (nb cols), multiplied by row index
              + x;      // offset in row (column index)
    return index;
}

unsigned char* getYZPlaneStack(VolumeData *vol,int x)
{
    int nx = vol->nx, // nb rows
        ny = vol->ny, // nb columns
        nz = vol->nz; // nb slices
    unsigned char *newData = new unsigned char[ny*nz];
    // Depth is now along the X axis
    //   +-----> Z
    //   |
    //   |
    // Y v
    for(int y = 0; y < ny; ++y)      // For each row
        for(int z = 0; z < nz; ++z ) // For each column
        {
            int i = computeIndex(vol, x, y, z);
            newData[nz*y+z] = vol->data[i];
        }
    return newData;
}

【讨论】：

【解决方案2】：

C 数组在内存中总是连续的。您所追求的似乎需要在后续元素的地址之间建立更复杂的关系，而不仅仅是添加元素的大小。

我认为您要么必须进一步抽象它，以便获得一个函数（getAt() 或其他东西）来调用以索引到数组中，要么动态创建新切片并复制数据。

【讨论】：

【解决方案3】：

这对于你提到的返回类型是不可能的。

我会解释的。

在第一个函数中，您返回一个指针，调用者期望连续打包数据的地址。这没关系，因为原始结构支持它。

对于第二个函数，如果要返回连续打包平面的地址，则必须进行[1]重新排序，即复制到别处[2]分配内存，因为复制到别处，并且[ 3] 释放内存，因为在 2 中完成了分配。

如果从性能的角度来看复制是可以接受的，最好的方法是使用智能对象来为您处理工作。 STL 的 std::vector 可能是最好的。

如果您有非常大的数据或担心性能问题，那么您将不得不设计一种不同的方法而不复制数据。您必须实现自定义索引器 - 也就是说，避免您要求的转换。

【讨论】：