基于面繪制的圖像三維可視化算法研究.pdf

1、隨著圖像采集技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，放射學(xué)及其衍生的醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里正在起到越來越重要的作用。特別是隨著從計(jì)算機(jī)圖形學(xué)當(dāng)中發(fā)展起來的科學(xué)可視化技術(shù)的逐漸成熟，對(duì)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行三維建模已經(jīng)成為醫(yī)院診斷、治療的重要依據(jù)和手段，而實(shí)際應(yīng)用中越來越大的數(shù)據(jù)場(chǎng)規(guī)模反過來也對(duì)可視化技術(shù)提出了更高的軟硬件要求。 本文研究了基于表面繪制的醫(yī)學(xué)圖像三維可視化技術(shù)，在分析表面繪制方法的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的面繪制算法分別進(jìn)行建模過程中、渲染

2、過程中的性能優(yōu)化，以達(dá)到基本實(shí)時(shí)繪制的效果。主要內(nèi)容有： 1、研究了面繪制方法中的經(jīng)典算法——移動(dòng)立方體(Marching Cubes，MC)算法的原理及實(shí)現(xiàn)方法，并分析了其可能存在的二義性問題及其解決方案。 2、應(yīng)用了一種針對(duì)MC算法在遍歷體數(shù)據(jù)集過程中，對(duì)空立方體(內(nèi)部不產(chǎn)生等值面片的體素)的處理，在效率上改進(jìn)的算法，提高了等值面模型生成的速度。通過對(duì)若干組百萬體素級(jí)(圖像分辨率512×512，序列圖片數(shù)20-40張

3、)的MRI醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)，在傳統(tǒng)MC算法基礎(chǔ)上，模型重建速率得到了不同程度的加快。 3、對(duì)等值面提取算法產(chǎn)生的等值面模型，通過二次誤差測(cè)度(QEM)算法簡(jiǎn)化模型，在基本不影響模型顯示質(zhì)量的前提下減少了等值面模型三角網(wǎng)格的頂點(diǎn)和三角形數(shù)量，為達(dá)到實(shí)時(shí)渲染提供了方便。 4、實(shí)現(xiàn)了基于OpenGL的可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括模型渲染、交互顯示等。 5、介紹了一種直接提取體數(shù)據(jù)集的等值點(diǎn)，并以點(diǎn)集表達(dá)物體形狀的方法，作為對(duì)