腦部MRI圖像三維可視化方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、醫(yī)學領(lǐng)域的磁共振圖像三維可視化是目前研究的一個熱點問題，是計算機圖形學和圖像處理在生物醫(yī)學工程中的重要應用。磁共振圖像的三維可視化在診斷醫(yī)學、手術(shù)規(guī)劃及模擬仿真等方面都有重要應用。因此對磁共振圖像三維可視化的研究，具有重要的學術(shù)意義和應用價值。 磁共振圖像三維體視化的研究內(nèi)容主要包括磁共振圖像的獲得和預處理，如濾波、插值等；組織和器官的三維分割和提取；體繪制方法的改進等。本文對磁共振圖像三維可視化流程中的三維圖像分割和三維體繪制

2、進行了研究，并為PC機上三維可視化系統(tǒng)的開發(fā)搭建了初步的框架。 為保證三維體視化圖像能較準確地表達組織，本文提出了兩種三維圖像分類方法。第一種是基于閾值的體數(shù)據(jù)分類算法，根據(jù)三維MRI圖像數(shù)據(jù)的切片灰度直方圖和整體直方圖，設(shè)定分類閾值和誤差范圍，并加入了交互操作，通過對三維圖像二值化，形態(tài)學操作等操作來實現(xiàn)組織提取。第二種基于小波域隱馬爾科夫模型的體數(shù)據(jù)分類算法，首先采用EM算法進行HMT模型參數(shù)估計，然后通過適當?shù)男〔ǚ纸?，?/p>

3、到近似初始分類數(shù)和各類在小波空間中的特征量，分類結(jié)果采用ICM方法獲得。 本文對Ray-casting和Shear-Warp兩種體繪制算法進行了改進以提高圖像質(zhì)量。(1)針對Ray-casting算法中采用中心差分方法計算梯度時當體素交替變化很快時會產(chǎn)生錯誤這一問題，提出了中心差分方法和相鄰差分方法混和使用的方法；本文還針對三維可視圖局部放大時出現(xiàn)模糊現(xiàn)象這一問題，改進了采樣點的合成方法，將采樣、插值和合成結(jié)合在一起，保留了采樣

4、點周圍8個數(shù)據(jù)點的信息，同時將縱向的有先后順序的色彩合成運算，轉(zhuǎn)換為在面上的無先后順序的分布合成，提高了圖像的分辨率和局部放大等簡單的交互操作的速度。(2)針對Shear-Warp等投影成像體繪制方法因難以有效地獲得較準確的法向進行光照效應的計算而無法凸顯各組織分界面這一問題，設(shè)計了在錯切變換后，采用球和橢球擬合數(shù)據(jù)場中各類組織的分布，通過球面法向或橢球面法向及其組合逼近組織分界面的法向，以進行光照效應計算，從而凸現(xiàn)各組織分界面。