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基于光线投射体绘制的医学图像可视化方法研究与实现

作 者: 邢琪
导 师: 诸昌钤
学 校: 西南交通大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 三维数据可视化 直接体绘制 光线投射 DICOM标准 图像处理
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
下 载: 222次
引 用: 5次
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内容摘要


医学图像可视化是一个多学科交叉的研究领域,它运用了数字图像处理、计算机图形学、虚拟现实技术以及医学领域相关知识,将处理后产生的数据转换为图形或图像,医学图像可视化包括了二维图像处理和三维重建技术,在诊断医学、模拟仿真、可视化教学等方面都有重要应用。直接体绘制技术是医学可视化中一种重要的成像技术,它在医学图像三维重建领域发挥着重要作用。本文详细讨论了医学三维图像重建过程,分析了直接体绘制方法的原理及流程,阐述了体绘制中的光学模型原理。重点研究和实现了光线投射体绘制算法,研究了体绘制实现的光照计算、重采样、图像合成等技术;采用包围盒方法、提前光线结束等加速方法,减少了处理的数据量,提高绘制速度。在微机环境下用加速的光线投射体绘制算法实现了医学图像三维可视化,得到了较为满意的结果。本文对DICOM医学图像格式与数据编码方法进行了研究,在此基础上研究了DICOM医学图像在Windows平台下的显示技术。对于单帧DICOM图像在转换显示过程中采用了窗宽和窗位调节,以突出显示丰富的图像细节,并应用彩色增强处理标识出不同灰度级的组织信息,以此辅助医学分析可能存在的病灶结构。由于DICOM数据不能直接在通用计算机上进行处理,本文将DCIOM图像数据转换为BMP图像格式,以便于进一步图像处理和分析。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 可视化研究背景及意义  8-9
  1.2 医学可视化技术  9-10
  1.3 国内外研究现状  10-12
  1.4 本课题研究的内容和工作  12-14
第二章 体绘制技术  14-25
  2.1 体绘制技术概述  14
  2.2 三维数据可视化基本流程  14-16
  2.3 体绘制中的光学模型  16-21
    2.3.1 光线吸收模型  16-18
    2.3.2 光线发射模型  18-19
    2.3.3 光线吸收与发射模型  19-21
  2.4 体绘制原理  21-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 基于光线投射体绘制技术  25-37
  3.1 光线投射算法的基本原理  25
  3.2 传统光线投射算法流程  25-32
    3.2.1 数据分类  26-28
    3.2.2 颜色赋值  28-29
    3.2.3 空间投影变换  29
    3.2.4 重采样及插值计算  29-30
    3.2.5 图像合成  30-32
    3.2.6 明暗计算  32
  3.3 光线投射算法的加速技术  32-35
    3.3.1 调整重采样  33
    3.3.2 减少空体素的采样  33-34
    3.3.3 提前光线结束  34-35
  3.4 实验结果  35
  3.5 本章小结  35-37
第四章 医学体数据的获取及预处理  37-52
  4.1 DICOM标准概述  37
  4.2 DICOM标准主要内容和结构  37-48
    4.2.1 DICOM标准主要内容  37-40
    4.2.2 DICOM信息模型和信息对象定义  40-46
    4.2.3 DICOM文件结构  46-47
    4.2.4 实验数据简析  47-48
  4.3 医学图像显示与处理  48-51
    4.3.1 窗宽、窗位调整  48-50
    4.3.2 图像彩色增强处理技术  50-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章 体绘制及DICOM图像分析设计与实现  52-62
  5.1 概述  52
  5.2 光线投射体绘制系统实现  52-57
    5.2.1 程序流程及功能介绍  52-54
    5.2.2 程序数据结构  54-56
    5.2.3 试验结果  56-57
  5.3 DICOM医学图像分析系统实现  57-61
    5.3.1 程序模块及功能介绍  57-58
    5.3.2 数据结构  58-59
    5.3.3 试验结果  59-61
  5.4 本章小结  61-62
结论与展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-69
攻读硕士学位期间发表论文  69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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