医学CT图像三维可视化加速算法的研究
由于现代医疗影像设备所获得的数据量越来越大，再加上医学图像固有的复杂性，使得三维重建需要处理的数据量也逐渐增大，因此优化绘制算法、加快处理速度就变得十分重要。三维体绘制算法是将体数据按一定采样和映射规则直接绘制得到图像的，生成的图像具有更丰富的表现力。三维体绘制算法是当前研究的一个热点，具有重要的学术意义和应用价值。 三维医学图像可视化技术通常可分为面绘制和体绘制两大类。与面绘制相比，体绘制算法不仅能够表现物体表面信息，而且还能够可视化物体内部信息，是本文的研究重点。本文主要研究了体绘制中的光线投射算法和错切-变形算法。 首先详细分析了光线投射算法的基本原理，深入研究了数据分类、颜色和不透明度赋值、Phong光照模型、深度调制、重采样和三线性插值、空间变换、投影变换、图像合成等关键技术。最后，针对医学图像中存在很多空体素的特点，提出了一种跳跃式光线投射算法。对于每个空体素，记录它与最近非空体素的距离。在光线投射过程中，可将该距离作为前进的步长，在这个距离范围内沿各个方向前进光线都将不再遇到空体素，这样就相当于跳过了空体素。该算法可以节省传统的光线投射算法中花费在空体素计算上的时间，提高了绘制速度。 接下来，本文深入分析了错切-变形体绘制算法的理论基础，着重研究了主视轴选取、错切变换、置换、变形矩阵计算以及因式分解等相关问题。提出了简化光照模型，节省了大量的计算时间，提高了绘制效率;对双线性插值方法加以改进，以提高绘制图像的质量;综合改进后，在保证绘制图像质量的前提下，达到了提高算法绘制速度的目的。 最后，利用VC++6.0在计算机上设计完成了交互式医学图像三维重建系统，可实现三维重建的基本功能，并对本文提出的加速算法进行验证，取得了良好的效果。
光线投射;三维重建;医学CT图像;可视化加速算法
东北大学
硕士
模式识别与智能系统
魏颖
2010
中文
TP391.41;R814.42
71
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）