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基于面绘制的图像三维可视化算法研究

作　者: 姜赟
导　师: 解梅
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 三维重建科学可视化面绘制移动立方体 OpenGL
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 519次
引　用: 3次
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内容摘要

随着图像采集技术和计算机技术的飞速发展,放射学及其衍生的医学图像处理技术在医学领域里正在起到越来越重要的作用。特别是随着从计算机图形学当中发展起来的科学可视化技术的逐渐成熟,对医学图像进行三维建模已经成为医院诊断、治疗的重要依据和手段,而实际应用中越来越大的数据场规模反过来也对可视化技术提出了更高的软硬件要求。本文研究了基于表面绘制的医学图像三维可视化技术,在分析表面绘制方法的基础上,对现有的面绘制算法分别进行建模过程中、渲染过程中的性能优化,以达到基本实时绘制的效果。主要内容有:1、研究了面绘制方法中的经典算法——移动立方体(Marching Cubes,MC)算法的原理及实现方法,并分析了其可能存在的二义性问题及其解决方案。2、应用了一种针对MC算法在遍历体数据集过程中,对空立方体(内部不产生等值面片的体素)的处理,在效率上改进的算法,提高了等值面模型生成的速度。通过对若干组百万体素级(图像分辨率512×512,序列图片数20-40张)的MRI医学图像数据的实验,在传统MC算法基础上,模型重建速率得到了不同程度的加快。3、对等值面提取算法产生的等值面模型,通过二次误差测度(QEM)算法简化模型,在基本不影响模型显示质量的前提下减少了等值面模型三角网格的顶点和三角形数量,为达到实时渲染提供了方便。4、实现了基于OpenGL的可视化系统设计,包括模型渲染、交互显示等。5、介绍了一种直接提取体数据集的等值点,并以点集表达物体形状的方法,作为对可能的三维数据场可视化面绘制与体绘制技术的结合的探索。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 选题的目的和意义  8
  1.2 国内外研究现状和发展态势  8-11
  1.3 本文的研究内容  11-12
  1.4 医用数字图像与通讯标准 DICOM 的介绍  12-18
第二章基于改进 MC 算法的三维表面绘制方法  18-34
  2.1 引言  18
  2.2 体素模型与等值面的定义  18-20
  2.3 移动立方体（MARCHING CUBES）算法提取等值面  20-24
  2.4 MC 算法存在的二义性问题及其解决  24-26
  2.5 等值面的绘制方式  26-28
  2.6 一种对 MC 算法的改进  28-31
  2.7 表面绘制实验结果分析  31-33
  2.8 本章小结  33-34
第三章等值面模型的其它处理  34-45
  3.1 引言  34
  3.2 三角网格模型简化理论  34-36
  3.3 基于QEM 的三角网格简化  36-41
  3.4 空间点模型的构建  41-44
  3.5 本章小结  44-45
第四章基于 OPENGL 的可视化系统设计  45-56
  4.1 引言  45
  4.2 OPENGL 图形系统介绍  45-53
  4.3 可视化系统中面绘制框架设计  53-56
第五章总结与展望  56-58
  5.1 本文的工作  56
  5.2 对研究工作的展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
附录  62-64
  附录A MARCHING CUBES 算法使用的边查找表  62-63
  附录B MARCHING CUBES 算法使用的三角形结构查找表  63-64
作者硕士在学期间的研究成果  64-65

基于面绘制的图像三维可视化算法研究

内容摘要

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