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龙图腾网获悉北京师范大学申请的专利基于层次图的三维管状体模型的曲线骨架线提取方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115830211B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211250923.3，技术领域涉及：G06T15/08；该发明授权基于层次图的三维管状体模型的曲线骨架线提取方法是由王醒策;王双元;杜鹏;武仲科设计研发完成，并于2022-10-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于层次图的三维管状体模型的曲线骨架线提取方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种基于层次图的三维管状体模型的曲线骨架线提取方法，包括：输入三维管状体模型数据；预处理，提取端点；计算最短路径，计算不同路径之间的几何特征，构建初始离散骨架点；计算路径的距离和角度，确定分叉点候选点的位置；对原始数据进行分割；应用球B样条进行拟合优化，获得骨架线数据；输出骨架线数据，通过跟踪最短路径估计分叉点的位置，并使用弹性小球碰撞移动算法获取分叉点的精确位置；以分叉点为球心进行动态小球扩张算法将数据模型划分为多个分支，为后续层次图的构建和并行计算奠定基础。

本发明授权基于层次图的三维管状体模型的曲线骨架线提取方法在权利要求书中公布了：1.一种基于层次图的三维管状体模型的曲线骨架线提取方法，其特征在于，包括： 步骤1，输入三维管状体模型数据O； 步骤2，对于输入的模型数据O进行预处理，再提取三维管状体的端点VE； 步骤3，计算三维管状体上任意端点p，q∈VE之间的最短路径，计算不同路径之间的几何特征，构建初始离散骨架点； 步骤4，计算三维管状体上两条相同起点不同终点之间的路径的距离和角度，确定分叉点候选点的位置： 用B样条曲线对两条离散的路径进行拟合，表示为，对于，在中寻找一个点满足路径的距离最小，D代表着两点之间的最小距离，为投影点和原始点对应点的切向量的夹角，当D和大于给定的阈值且时，停止迭代，将当前的点确定分叉点的候选点，依次求取任意两条起点相同终点不同路径上的路径候选点，获得分叉点候选点数据； 采用K-means聚类的方法，对路径候选点进行聚类，并将每个聚类中心点作为分叉点的候选点，以每个聚类中心为着火点进行扩展，如不同的着火点的曲线相互碰撞，则建立两个着火点之间的邻域关系，删除所有的度小于3的候选点，剩下的点构成当前层次中的候选点，找到最外层的所有分叉点，以最外层的分叉点作为新的端点去迭代地求取下一层的分叉点，直到获取到所有的分叉点，构成分叉点候选点的集合； 步骤5，通过动态小球扩张算法对分叉点的位置进行优化调整，得到最终分叉点；建立分层的拓扑结构，根据拓扑结构应用收缩算法对原始数据进行分割： 对于每一个分叉点，将该点受到的电场力定义为： ……5； 其中n代表所有的与的距离||−||≤的点的个数，为给定的阈值，代表着边界上每个点指向的单位向量，和之间的电势能为两点之间的欧几里得距离，其中m表示权重参，分叉点的理想位置被定义为内部场强为0的点，对于候选分叉点的每一次变化，根据静电场模型计算出vi的移动方向，通过弹性小球的方法来计算出移动距离，进而完成一次移动； 定义弹性小球球心为，半径为r的球为： ,……6； 对于每个，定义为每次发生碰撞之后球心移动的距离,其中r为当前球的半径，表示以为球心的球所包含的体素的个数，,为系数，随着半径的增加，当前的球与边界的碰撞之后，重新计算该点处的电势场值以及移动的方向，将新的球心的位置定义为,,，经过不断地迭代，直到到达平稳状态，最终得到分叉点的理想位置，每个动态小球的球心构成了最终的分叉点的集合； 步骤6，对于三维管状体上的每段数据，通过距离转换场获得初始骨架线；应用球B样条进行拟合优化，获得骨架线数据； 步骤7，输出骨架线数据。

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