toolbox_fast_marching

资 源 简 介

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详 情 说 明

Fast Marching算法是一种高效计算行进波前传播的数值方法，广泛应用于图形学、医学成像和路径规划等领域。该工具箱提供了2D和3D场景下的完整实现，其核心思想是通过优先队列维护波前传播状态，以类似Dijkstra算法的方式逐步更新网格点上的到达时间。

算法特点在于将计算复杂度优化至O(N log N)，其中N是网格点数。它通过解算Eikonal方程来模拟波前以不同速度传播的过程，特别适合处理各向异性介质中的距离变换问题。在2D版本中，算法采用四邻域或八邻域传播策略，而3D实现则扩展至六邻域或二十六邻域系统，能精确捕捉三维空间中的曲面演化。

典型应用包括医学图像分割(如脑皮层重建)、最短路径规划(考虑地形阻力的最优路线)以及几何测地线计算。工具箱通过巧妙的窄带技术避免全网格计算，仅维护活动波前附近的待更新点，这种局部更新机制大幅提升了计算效率。