表面重建問題的研究.pdf

1、表面重建方法是三維體數(shù)據(jù)可視化的一種重要手段，也是科學可視化的重要研究內容。尤其是近年來醫(yī)學成像技術有了很大發(fā)展，醫(yī)學診斷和手術治療的要求不斷提高，對三維醫(yī)學圖像可視化的研究具有重要的學術意義和應用價值，而表面重建方法為我們提供了有力的工具，其應用前景十分廣闊。表面重建有兩類方法，一種是基于體數(shù)據(jù)的等值面提取方法；一種是基于斷層輪廓線的重建方法。本文分別就兩種方法進行了研究，著重討論了后者。 基于等值面提取的體素級方法是一種直接

2、而有效的表面重建方法，但計算過程緩慢，生成數(shù)據(jù)量龐大且交互操作實時性差，有必要進行簡化。文本介紹了等值面提取中的Marchingcubes方法和改進的數(shù)據(jù)組織方式。并在此基礎上實現(xiàn)了一種基于邊收縮的表面模型簡化算法，重點討論了迭代過程的效率問題，改進后的簡化算法可以極大地減少計算時間并保證了較好的簡化效果。 本文后一部分詳細討論了基于輪廓線的表面重建方法，該方法涉及輪廓對應、輪廓拼接、分支處理、曲面擬合等問題，而其中的輪廓對應和

3、拼接以及對分叉情況的處理都是關鍵性問題。 論文探討了解決復雜輪廓線尤其是極端凹輪廓的拼接方法。首先結合非凸輪廓線的遞歸分解和最短對角線法的優(yōu)勢，提出了一種分層次輪廓拼接方法，取得了較好的重建效果，同時具有很高的實時性。論文還將特征字符串匹配方法引入到輪廓拼接應用中，重點研究了匹配代價函數(shù)的選取，改進方法在更加復雜輪廓線的重建中有很好的表現(xiàn)。 最后，論文針對復雜拓撲結構的輪廓線做了進一步的研究，提出一種基于分段匹配的一對多