基于MC的等值面平滑与归并及其对三维重建的改进

基于MC的等值面平滑与归并及其对三维重建的改进

谢小棉[1]2000年在《基于MC的等值面平滑与归并及其对三维重建的改进》文中认为医学图象三维重建与可视化技术(3D Reconstruction andVisualization)在医学领域有着重要意义,解剖结构的三维显示在临床上具有重要的应用价值,三维重建与显示也是实现颅脑、脊柱等外科手术可视化的基础。因此,人们一直在寻求更好的方法和途径,以便能够提高在微机上进行解剖结构三维重建的效果与真实度以及在微机上进行三维任意旋转等交互显示的速度,这是可视化研究的关键问题之一。 本文对三维重建与可视化技术及其相关的图形学方法进行了深入的研究,在对用于从体数据场提取等值面的经典MC算法深入分析的基础上,提出了对等值面进行方向平滑与多边形归并的方法。本文提出的等值面平滑方法,将等值面分解为三维坐标场与法向矢量场,并对矢量场进行平滑处理。实验证明,采用等值面方向平滑,三维重建与显示的效果得到显著改善,显示的解剖结构的细节清晰度与真实感明显提高。本文提出的等值归并方法,根据归并准则与归并门限值,将原来由三角面片构成的等值面归并成由多边形面片构成的等值面,在不损失重建效果与显示细节的条件下,能够显著加快交互显示的速度。在等值面的方向平滑与多边形归并的基础上,本文提出了一种改进的三维重建与显示方法,并通过实验证明,三维重建效果得到显著改善,同时,交互显示速度显著加快,可以在微机上实现满意的交互显示。

徐梅生[2]2012年在《医学图像三维重建技术的研究》文中进行了进一步梳理论文中主要研究了医学图像的三维重建技术。医学图像三维重建,是计算机图形学和数字图像处理技术在生物医学工程中的重要应用,在医学诊断、手术规划、模拟仿真、整形及假肢外科、解剖教学等方面都有重要的应用。因此,对医学图像三维重建技术的研究,具有重要的学术意义和实际的应用价值。在美国、德国等发达国家,科学计算可视化的研究工作和应用试验已经十分活跃,技术水平也从后处理向实时跟踪和交互控制方向发展。三维医学影像处理系统的商品化在国外也初具规模,但国内的三维重建技术研究尚处于起步阶段。在国际和国内的研究技术前景下,经过查阅大量的资料后,研究了医学图像的三维重建的相关算法,论文研究了用改进的区域生长分割的MC优化算法实现医学图像的三维重建。对医学图像进行阈值和区域生长结合的方式分割后,将分割结果作为重建的数据输入,实现了改善MC的三维重建的算法,将医学图像进行三维表面绘制,并将软件调试结果显示出来。医学图像数据的获取部分,详细分析了DICOM标准的通信协议和DICOM文件格式,为后续的读取医学图像数据做准备。图像预处理部分,研究了医学图像的各种分割方式—对组织或器官的分割与提取,分别从边缘分割方式和区域分割方式这两大类来研究,并对两大类分割方式中常用分割的算法进行了研究。研究了三维重建技术的面绘制、体绘制方法,通过分析这两种绘制算法的特点,对它们的性能进行了评价,同时介绍了混合绘制的方法,并对这三种方法的特点做出了对比。论文核心部分,研究了经典MC(Marching cubes)算法的基本原理及实现方法,提出了基于分割的优化MC重建方法。在选择用改进区域生长方式对医学图像进行分割后,将分割后的数据作为三维重建的数据输入。分析了MC算法中的缺点和问题后,针对MC算法中出现的等值面连接二义性,以及等值面连接出现的不连续性等问题,提出了改善的算法,对等值面的顶点坐标及法向量的计算原理及实现方法进行阐述,并分析了改进算法的优点。

参考文献:

[1]. 基于MC的等值面平滑与归并及其对三维重建的改进[D]. 谢小棉. 第一军医大学. 2000

[2]. 医学图像三维重建技术的研究[D]. 徐梅生. 武汉理工大学. 2012

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基于MC的等值面平滑与归并及其对三维重建的改进
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