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基于二维CT图像的三维重建及其应用

作　者: 程琼
导　师: 李光耀
学　校: 同济大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 表面重建预处理边缘检测图像分割三维交互三维测量
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 424次
引　用: 5次
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内容摘要

医学图像的三维重建与显示是科学计算可视化的一个重要研究领域,本文对医学图像三维重建与显示做了深入的探讨,同时介绍了三维重建的一些常用方法和这一领域的最新发展概况。本文采用基于轮廓线的表面重建法对二维医学图像(脑部CT片)进行三维重建,目的是为了建立实时便捷、价廉的三维重建与显示系统,使其在临床医学中发挥重要的作用。论文研究了切片级表面重建方法—基于轮廓线的表面重建法。系统阐述了算法的两大关键问题:图像分割算法和三角面片的构造。对图像进行预处理后,采用了改进的医学图像边缘提取算法,提取出的边缘清晰完整。进一步提出对轮廓线重新重采样,减少轮廓点的方法构造三角面片,算法改进后图像绘制速度有明显提高。最后,在理论算法的基础上结合本研究所进行的颅骨面貌复原、颅像重合、手术规划与模拟等研究课题,采用面向对象的软件开发方法建立了一个三维重建与显示系统,对CT系列图像进行重建,并实现一些交互功能和测量工作,取得了良好的效果。本文的特色在于,结合实际应用的需求,并在Windows操作系统下开发出一个完整的三维重建系统,实现实时的表面重建,实现一些基本的交互功能和测量功能。此外,我们提出的三维重建算法具有很大的灵活性,通过设定重建参数可以方便的调整重建速度,具有广阔的应用前景。

全文目录

第1章绪论  11-18
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 研究概况  12-14
    1.2.1 现有的医学可视化系统  12
    1.2.2 关键技术研究概况  12-14
  1.3 课题的可行性  14-15
  1.4 三维重建的步骤  15-16
  1.5 本文组织结构  16
  1.6 本文主要创新点  16-18
第2章医学体数据的预处理  18-27
  2.1 引言  18-19
  2.2 医学图像平滑  19-24
    2.2.1 邻域平均法  19-21
    2.2.2 对邻域平均法的改进  21-22
    2.2.3 中值滤波法  22-24
  2.3 图像增强  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第3章图像分割和边缘提取  27-42
  3.1 引言  27
  3.2 二维图像的分割  27-34
    3.2.1 全局阈值法  28-30
    3.2.2 人津法  30-31
    3.2.3 自动多阈值分割  31-34
  3.3 二维图像的边缘提取算法  34-41
    3.3.1 自动边缘提取  34-39
    3.3.2 人工边缘提取  39-40
    3.3.3 三维扩展  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第4章基于轮廓线的表面重建法  42-58
  4.1 引言  42-43
  4.2 轮廓匹配  43-47
  4.3 轮廓拼接问题  47-51
    4.3.1 轮廓线特征点提取算法  47-49
    4.3.2 三角面片的构造  49-51
  4.4 轮廓插值  51-53
  4.5 轮廓分叉问题  53
  4.6 曲面拟合  53
  4.7 三维图像显示  53-57
    4.7.1 不同方位显示  53-54
    4.7.2 隐藏面消除  54-55
    4.7.3 光照模型  55-57
  4.8 本章小结  57-58
第5章三维医学可视化系统  58-67
  5.1 功能设计  58-59
  5.2 系统结构  59
  5.3 系统程序流程  59-61
  5.4 系统数据结构  61-65
  5.5 测量功能  65
  5.6 用户交互  65-66
  5.7 开发环境与系统界面  66
  5.8 今后的工作  66
  5.9 本章小结  66-67
第6章总结和展望  67-69
  6.1 总结  67-68
  6.2 不足之处与对未来工作的展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-75
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  75

基于二维CT图像的三维重建及其应用

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