工業(yè)CT數(shù)據(jù)分析及可視化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、工業(yè)計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)(Industrial Computerized Tomography)，簡稱工業(yè)CT或ICT，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與放射學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新的成像技術(shù)。它利用射線穿過物體發(fā)生衰減這一性質(zhì)，將傳感器獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建從而獲得被檢測物體的三維灰度圖像，清晰、準(zhǔn)確、直觀地反映物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材料密度和缺損狀況。工業(yè)CT在無損檢測(NDT)和無損評價領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用，成為公認(rèn)的最佳無損檢測手段。三維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)不斷發(fā)展，在

2、諸多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。ICT數(shù)據(jù)的分析及可視化是工業(yè)CT檢測中的關(guān)鍵性工作。
　　 本文研究工作主要集中在以下幾個方面：
　　 第一，研究了ICT三維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，包括體繪制技術(shù)、面可視化技術(shù)、輪廓曲面三維重構(gòu)與可視化。設(shè)計(jì)了基于二維紋理的ICT快速體繪制算法，對基于層的空間跳躍二維紋理體繪制算法進(jìn)行了研究，提出了基于區(qū)間樹的二維紋理體繪制算法，對二叉區(qū)間樹進(jìn)行了簡化，并應(yīng)用于體繪制中，大大提高了體繪制速度。
　

3、　 第二，提出基于切片分析的交互建模方法，改進(jìn)了梯度算子的邊緣檢測算法，應(yīng)用閾值方法降低噪聲影響。在邊緣檢測的約束下，實(shí)現(xiàn)在切片上半自動繪制輪廓曲線，多個切片的輪廓曲線通過插值生成輪廓曲面，從而提高了精度和準(zhǔn)確度。
　　 第三，研究了ICT三維數(shù)據(jù)體可視化中的快速算法及渲染技術(shù)，主要包括輪廓曲面追蹤快速算法、二維和三維圖像LOD技術(shù)、大型ICT數(shù)據(jù)的體繪制并行處理技術(shù)等，提出了廣度八叉樹、深度八叉樹和深度二叉森林并應(yīng)用于三維數(shù)

4、據(jù)場體繪制中，與傳統(tǒng)方法進(jìn)行了比較分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方法提高了渲染效率，將全局和局部體繪制相結(jié)合，既提高了繪制速度，又實(shí)現(xiàn)了精細(xì)觀察。
　　 第四，研究了彈性波CT的三維可視化和以及相干體數(shù)據(jù)分析技術(shù)并在震波CT數(shù)據(jù)上進(jìn)行了試驗(yàn)和應(yīng)用。
　　 第五，依據(jù)上述研究，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于微機(jī)的ICT數(shù)據(jù)分析和可視化系統(tǒng)。該系統(tǒng)以VR為可視化平臺，改變了該類軟件一直依賴于大型機(jī)和高端工作站的狀況，為今后ICT數(shù)據(jù)分析和可視化技術(shù)