体素建模、绘制及其在医学图象中的应用

发布时间：2020-04-27 12:42

【摘要】： 体数据指在三维空间中对一种或多种物理属性的一组采样。体数据的分析就是处理从实验获得的、扫描器测得的或由计算模型合成的体数据，并对这些体数据进行表示、建模、操作和绘制等一系列操作，其目的是让人们能更清楚地认识蕴涵于体数据中的复杂结构，支持后续的计算机辅助分析。例如，人们对从MRI设备或CT设备中得到的一系列连续二维切片组成的体数据进行可视化，以满足诊断、治疗规划或手术的需要，工业CT被用来无损检测复合材料，或用于逆向工程中的CAD建模，共焦显微镜生成的体数据被用于研究分析生物结构，等等。 本文主要研究在体数据中用体素表面表示物体的体素建模及其可视化技术，以及它们在医学图象中的应用。 体数据分割是体素建模的前提。本文以医学图象为例，对体数据分割进行讨论分析，并给出了两种医学图象分割方法：基于灰度阈值的医学图象分割方法和用邻域运算从CT图象中分割细小骨骼方法。 本文给出了物体体素表面的定义，并证明它是18-连通封闭面，然后给出表示体素表面的数据结构，并给出两种表面体素法向量方向的计算方法：灰度梯度法和距离梯度法。 因为表面体素可作为点绘制，使得体素表面的绘制效率非常高。不过由于体素表面表示的离散形式，使得体素表面在绘制时，容易出现走样现象。采用采样理论中的重采样过程，对图象变换过程进行模拟，能解释走样现象产生的原因，然后提出两种体素表面反走样绘制方法：一种方法是对表面体素与其邻近体素的法向量方向加权平均；另一种方法是生成一个绘制表面，用绘制表面代替体素表面进行显示。为了进一步改善物体表面的光顺程度，提出一种基于Dividing Cubes算法生成物体表面的法向量方向光顺操作，对物体的绘制表面进行光顺。另外，对透视投影中光线采样对走样的影响也进行了讨论。 体素表面投影图象的放大操作容易产生马赛克。本文采用基于界线的插值放大方法，对体素表面的投影法向量方向图象进行放大操作，然 后，，把这种放大方法推广到灰d9象th iii大中，并用3次均匀B样条对 界线进行拟合，使得放大图象的轮廓个议能保持清晰，而且能保持光滑。 在本文的最后，介绍了一个‘女现】：成体素建模及其相关技术的应用 程序接曰（API）软件包的开发。
【图文】：

上左)

大连理工大学博卜学位论文水平断层切片图象图2.3上左为例)的灰度直方图图2.2(b)，不过，在此幅灰度直方图中，也难以选取一个明显谷底值作为骨骼的下界闭值。在断层切片图象上画两条辅助线，如图2.3上左，并在图2.3上右和下部绘出此两条辅助线的象素灰度分布图，借助这两幅辅助线的象素灰度分布图，大致可判断出一个骨骼下界阂值。分析多幅断层切片图象的辅助线象素灰度分布图，最终可选取骨骼的下界灰度闭值为100。骨骼的上界灰度闭值取为灰度图象的最大灰度值255。图2.3水平断层切片(第100层)及其两条辅助线的象素灰度分布图如果分割其它组织
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：R312

【引证文献】

相关期刊论文 前2条

1 杜爽;胡鹏;韩元利;;三维空间点集可视化[J];测绘信息与工程;2006年02期

2 薛斌党;薛文芳;姜志国;;三维种子填充算法的改进[J];计算机辅助设计与图形学学报;2006年10期

相关博士学位论文 前2条

1 侯建华;多叶光栅放射治疗系统中若干关键技术研究[D];大连理工大学;2006年

2 万成;基于X-ray CT和有限元方法的沥青混合料三维重构与数值试验研究[D];华南理工大学;2010年

本文编号：2642269