Случайная прогулка в пределах ROI изображения

Я работаю над диффузным МРТ-проектом и у меня проблема с ++, с которой мне нужна помощь.

Фон:
У меня есть изображение .nii в качестве эталона, в котором я хотел бы, чтобы управляющий узел (который является частью сплайна) выполнял случайную прогулку в пределах ограниченной области интереса изображения. Для пояснения: изображение .nii — это маска, показывающая белое вещество мозга (WM), я хочу, чтобы сплайн с 4 контрольными узлами произвольно перемещался в пределах этой маски, пока они не достигнут состояния, которое минимизирует функцию стоимости. В настоящее время я просто обновляю случайный управляющий узел для перемещения в случайном направлении в соответствии с распределением Гаусса, а затем проверяю, находится ли он внутри или вне WM, и перерисовываю, если он находится вне WM. Но это может привести ко многим ненужным розыгрышам, которых я хотел бы избежать.

На мой вопрос:
Есть ли лучший способ сделать это? У меня есть идея собрать все пиксельные координаты моего ROI в отдельный массив или матрицу, которые я могу вместо этого извлечь из индексов этой матрицы? Этот метод также будет полезен, если я хочу повторно инициализировать свои сплайны с четырьмя совершенно новыми контрольными точками. (Что мне тоже нужно реализовать в будущем)

Код используемого в настоящее время метода:

blitz::Array<Catmull,1> FIBERs;         // Fiber with control nodes (knots) which I want to move
NIFTI<INT16>* niiWM = new NIFTI<INT16>; // .nii Image which contains WM mask
void SimulatedAnnealing_OneStep( void )
{
iF = floor( FIBERs.extent(0)*uniformGen.random());  //  select randomly a FIBER
NewProposal(iF);
Pen = CheckWM(iF);
while(Pen >= 1){
NewProposal(iF);
Pen = CheckWM(iF);
}
}
void NewProposal( int ifff)
{
static int              iK;
static POINT            delta;

delta.Set( MOVE_sigma*normalGen.random(), MOVE_sigma*normalGen.random(), 0 );
iK = floor(uniformGen.random()*6);

if( iK==2 || iK==3 ) // Moving the middle control points within the WM
{   // FIBERs(ifff) is a randomly selected fiber (outside this method) which we are moving
FIBERs(ifff).KNOTs[iK].x += delta.x;
FIBERs(ifff).KNOTs[iK].y += delta.y;
FIBERs(ifff).KNOTs[iK].z += delta.z;
FIBERs(ifff).KNOTs[iK].x =  fmin( fmax( FIBERs(ifff).KNOTs[iK].x,0), Nx );
FIBERs(ifff).KNOTs[iK].y =  fmin( fmax( FIBERs(ifff).KNOTs[iK].y,  0), Ny );
FIBERs(ifff).KNOTs[iK].z =  fmin( fmax( FIBERs(ifff).KNOTs[iK].z, 0), Nz );
}
}

int CheckWM( int iff )
{
int j,Pe;
int Vx, Vy, Vz;

Pe = 0;

for(j=0; j<FIBERs(iff).P.extent(0) ;j++){           // Loop through the segments on the curve
Vx = floor( FIBERs(iff).P(j).x );               // midpoint of the segment
Vy = floor( FIBERs(iff).P(j).y );
Vz = floor( FIBERs(iff).P(j).z );

if ((*niiWM->img)(Vx,Vy,Vz) == 0){              // Penalize when outside the WM
Pe += 1;}
}
return Pe;
}

Я надеюсь, что этого было достаточно информации. Спасибо за ваше время.