本文關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)CT圖像的三維可視化技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：醫(yī)學(xué)圖像三維重建是一個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域,它涉及數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)。醫(yī)學(xué)圖像三維重建在診斷醫(yī)學(xué)、手術(shù)規(guī)劃及模擬仿真、整形及假肢外科、放射治療規(guī)劃、解剖教學(xué)等方面都有重要應(yīng)用。因此,對(duì)醫(yī)學(xué)圖像三維重建的研究,具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。 現(xiàn)代醫(yī)療影像設(shè)備所獲得的醫(yī)學(xué)體數(shù)據(jù)量越來(lái)越多,以及醫(yī)學(xué)圖像本身的復(fù)雜性,使得三維重建所需處理的數(shù)據(jù)量巨大,因此提高醫(yī)學(xué)圖像分割的準(zhǔn)確性、優(yōu)化繪制算法、提高處理速度變得十分重要。本文主要對(duì)基于序列CT二維圖像的三維可視化各個(gè)步驟的算法進(jìn)行了研究。 論文在分析了CT圖像的成像原理的基礎(chǔ)上,得出了CT圖像的特點(diǎn),介紹了CT圖像預(yù)處理的幾何變換和濾波處理算法。然后,對(duì)CT圖像的基于區(qū)域和基于邊緣的兩類分割算法進(jìn)行了介紹。最后,詳細(xì)描述了CT圖像三維重建的兩種基本算法的基本原理,即傳統(tǒng)的面繪制算法和體繪制算法,分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn),并分別針對(duì)這兩種算法提出了以下兩種改進(jìn)的算法: (1) 針對(duì)傳統(tǒng)的面繪制算法中的拓?fù)洳灰恢�、�?jì)算效率低、輸出網(wǎng)格數(shù)量巨大的不足,提出了基于面繪制的面跟蹤算法。通過(guò)單層表面跟蹤、數(shù)據(jù)緩沖和三角帶生成三個(gè)步驟,來(lái)完成面繪制算法的三維數(shù)據(jù)的快速生成。 (2) 針對(duì)傳統(tǒng)體繪制中數(shù)據(jù)量巨大、繪制速度慢的缺點(diǎn),提出了基于分割的體繪制算法。通過(guò)閾值來(lái)對(duì)體數(shù)據(jù)進(jìn)行大致的分割,這樣進(jìn)行體繪制的數(shù)據(jù)量減少了,從而加快了繪制的速度。 論文以此為基礎(chǔ),在PC 上,基于Windows 操作系統(tǒng),利用Visual C++開(kāi)發(fā)工具,運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)了三維體數(shù)據(jù)的輸入;二維CT 圖像數(shù)據(jù)的顯示和預(yù)處理;通過(guò)閾值對(duì)CT 數(shù)據(jù)進(jìn)行了分割;運(yùn)用改進(jìn)后的算法分別對(duì)分割后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了面繪制和體繪制;對(duì)繪制后的數(shù)據(jù)在屏幕上形象逼真地進(jìn)行了顯示;對(duì)顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行交互式的觀察,如旋轉(zhuǎn)、放大、縮小。這樣形成了一個(gè)三維重建的系統(tǒng),為后續(xù)開(kāi)發(fā)提供了軟件平臺(tái)。 論文還對(duì)今后進(jìn)一步的工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：三維重建 圖像分割 計(jì)算機(jī)斷層掃描成像 面繪制 體繪制
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TH774
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-12
• 1 緒論12-18
• 1.1 本課題研究的意義12-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀14-15
• 1.3 基于CT 的三維可視化技術(shù)概述15-17
• 1.3.1 醫(yī)學(xué)圖像的三維可視化的基本步驟15
• 1.3.2 三維可視化設(shè)計(jì)的基本技術(shù)概述15-17
• 1.4 論文主要研究的內(nèi)容及其章節(jié)安排17-18
• 2 CT 圖像的成像原理、特點(diǎn)及其預(yù)處理18-28
• 2.1 CT 成像的基本原理18-19
• 2.2 CT 設(shè)備的主要技術(shù)指標(biāo)19-20
• 2.3 CT 圖像特點(diǎn)20-22
• 2.3.1 噪聲20-21
• 2.3.2 偽影21
• 2.3.3 CT 圖像與一般光學(xué)圖像的不同21-22
• 2.4 醫(yī)學(xué)CT 圖像的預(yù)處理22-28
• 2.4.1 幾何變換22-24
• 2.4.2 醫(yī)學(xué)CT 圖像濾波24-26
• 2.4.3 醫(yī)學(xué)CT 圖像增強(qiáng)26-28
• 3 CT 圖像的分割28-44
• 3.1 基于CT 圖像的分割技術(shù)綜述28-29
• 3.2 基于區(qū)域的分割方法29-31
• 3.2.1 閾值分割29-30
• 3.2.2 區(qū)域生長(zhǎng)和分裂合并30-31
• 3.3 基于邊緣的分割方法31-35
• 3.3.1 并行微分算子32-34
• 3.3.2 基于曲面擬合的方法34-35
• 3.3.3 邊界曲線擬合法35
• 3.3.4 串行邊界查找35
• 3.4 基于最大熵原則的閾值分割35-40
• 3.4.1 最大熵原則36-37
• 3.4.2 初始化算法37-39
• 3.4.3 ICM 算法39
• 3.4.4 多閾值分割示例39-40
• 3.5 醫(yī)學(xué)CT 圖像分割總結(jié)40-44
• 4 MC 算法及其改進(jìn)44-58
• 4.1 三維重建算法綜述44-46
• 4.2 傳統(tǒng)的MC(Marching Cubes)算法46-52
• 4.2.1 MC 算法46-49
• 4.2.2 MC 算法的優(yōu)缺點(diǎn)49-52
• 4.3 改進(jìn)的MC 算法——面跟蹤算法52-56
• 4.3.1 單層表面跟蹤53-54
• 4.3.2 緩沖機(jī)制54-55
• 4.3.3 三角帶生成55-56
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果56-58
• 5 體繪制算法及其改進(jìn)58-70
• 5.1 直接體繪制算法概述58-63
• 5.1.1 基于CT 的光線吸收模型59-61
• 5.1.2 顏色賦值61
• 5.1.3 重采樣61-62
• 5.1.4 圖像合成62-63
• 5.1.5 明暗計(jì)算63
• 5.2 體繪制算法的優(yōu)缺點(diǎn)63-64
• 5.3 改進(jìn)的體繪制算法——基于分割的體繪制算法64-67
• 5.3.1 不同物質(zhì)的提取65-66
• 5.3.2 法向量計(jì)算66-67
• 5.3.3 圖像合成67
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果67-70
• 6 三維重建的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)70-78
• 6.1 系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)70-72
• 6.2 系統(tǒng)的功能描述72-73
• 6.3 系統(tǒng)的處理結(jié)果及其分析73-78
• 7 總結(jié)78-80
• 7.1 總結(jié)78-79
• 7.2 展望79-80
• 致謝80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 附錄 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文86-87
• 獨(dú)創(chuàng)性聲明87
• 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)87

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄒艷紅;何建春;;移動(dòng)立方體算法的地質(zhì)體三維空間形態(tài)模擬[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2012年06期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 曾敏;大規(guī)模定制關(guān)鍵問(wèn)題建模與應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楚春雨;基于EGEE的醫(yī)學(xué)圖像處理若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

2 張瑩;醫(yī)學(xué)圖像二維切片三維顯示的研究與實(shí)現(xiàn)[D];長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué);2010年

3 黃舒舒;基于MITK的醫(yī)學(xué)圖像三維重建研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2011年

4 張浩;計(jì)算機(jī)輔助髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[D];五邑大學(xué);2011年

5 王躍華;基于超聲圖像序列的三維重建與可視化技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2006年

6 宋海友;基于VTK的醫(yī)學(xué)圖像三維重建及其可視化技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2006年

7 李寧;基于醫(yī)學(xué)CT圖像序列的三維重建[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

8 尹貽軍;基于斷層切片數(shù)據(jù)的三角化模型重建技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2007年

9 葉峰;醫(yī)學(xué)圖像體數(shù)據(jù)分割及其可視化的研究[D];蘇州大學(xué);2008年

10 陳嬋娟;真實(shí)感三維人臉貼圖技術(shù)研究[D];西北大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)CT圖像的三維可視化技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：358630