基于云計(jì)算的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化技術(shù)的研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：基于云計(jì)算的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化技術(shù)的研究英文題目英文題目：StudyofthreedimensionvisualizationtechnologybasedonCloudComputing學(xué)位類學(xué)位類別：碩士研究生姓研究生姓名：唐振禹學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)：2013023132學(xué)科學(xué)科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：呂曉琪職稱職稱：教授協(xié)助指導(dǎo)教協(xié)助指導(dǎo)教師：師：職稱職稱：2016年6月

2、10日分類號(hào)：分類號(hào)：TP391P391密級(jí)：級(jí)：公開(kāi)公開(kāi)UDC：學(xué)校代碼：學(xué)校代碼：1012710127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要醫(yī)學(xué)圖像三維可視化技術(shù)是醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向之一。所謂的醫(yī)學(xué)圖像三維重建，就是對(duì)已經(jīng)獲得的醫(yī)學(xué)圖像二維切片進(jìn)行相關(guān)的算法運(yùn)算，使其能夠以三維的形態(tài)在計(jì)算機(jī)屏幕上展現(xiàn)出來(lái)。醫(yī)學(xué)圖像三維形態(tài)能夠提供更加直觀和真實(shí)的用戶感受，結(jié)合相關(guān)的交互切割技術(shù)，能夠更加準(zhǔn)確清晰地展示病灶位置和興趣位置的空間組

3、織信息。對(duì)醫(yī)學(xué)圖像三維可視化技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的研究，具有非常重要的學(xué)術(shù)價(jià)值以及廣泛的應(yīng)用前景。本文通過(guò)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)圖像三維重建技術(shù)的有關(guān)理論算法，熟悉了相關(guān)的編程語(yǔ)言和編程工具，重點(diǎn)研究了光線投射（RayCasting，簡(jiǎn)稱RC）算法。并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了相關(guān)的優(yōu)化和改進(jìn)，使其在繪制質(zhì)量和繪制速度上都有了明顯的改進(jìn)和提高。為此后的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化技術(shù)的發(fā)展，提供了強(qiáng)有力的理論支持以及新的解決思路。根據(jù)目前醫(yī)學(xué)圖像三維重建的實(shí)踐需求以及目前計(jì)算

4、機(jī)硬件的發(fā)展水平，在加入圖形處理器（GraphicsProcessingUnit，GPU）的基礎(chǔ)上，著重對(duì)軟件算法優(yōu)化方面進(jìn)行了改進(jìn)。在單機(jī)平臺(tái)上，主要通過(guò)對(duì)不透明度值設(shè)置閾值，提前終止光線計(jì)算，并在光線遍歷體數(shù)據(jù)時(shí)，調(diào)整采樣間距，改進(jìn)了光線投射算法。在云計(jì)算平臺(tái)上，本文通過(guò)MapReduce的編程模式，將光線投射算法改進(jìn)為可以在HADOOP平臺(tái)下運(yùn)行，其繪制效果可以滿足醫(yī)學(xué)上的需求，其繪制速度也體現(xiàn)出了HADOOP平臺(tái)多節(jié)點(diǎn)處理任務(wù)的

5、優(yōu)勢(shì)。本文在Eclipse平臺(tái)下，結(jié)合VTK（VisualizationToolkit）可視化工具包，實(shí)現(xiàn)了單機(jī)上光線投射算法的改進(jìn)。在HADOOP云平臺(tái)下，結(jié)合Eclipse、JDK、VTK和HIPI（HadoopImageProcessInterface）等工具包，將醫(yī)學(xué)圖像體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到HDFS中，并對(duì)其采用基于數(shù)據(jù)的空間劃分方式和動(dòng)態(tài)的任務(wù)分配方式，然后運(yùn)用MapReduce的編程模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)光線投射算法的改進(jìn)，完成了對(duì)醫(yī)學(xué)圖像