基于断层扫描图像的三维可视化技术研究

摘要

科学可视化是计算机图形学与医学图像处理领域中的热点问题,在医疗研究、外科手术、辅助教学等方面有着重大的理论意义和应用价值。
　　 本文在扫描图像数据格式转换、预处理图像增强去噪、面绘制、体绘制等可视化技术中的关键问题展开研究,取得了如下成果:
　　 ①分析了DICOM标准协议,实现了DICOM格式的图像数据采集及传输,保证了在普通计算机上可以顺利地处理该数据。
　　 ②将小波阀值理论应用到图像增强和去噪处理中,实现了双阀值自适应增强和阀值去噪细化,较好地解决了传统增强去噪过程中增强放大噪声和去噪滤除细节之间的矛盾;在此基础上将形态学边缘提取和膨胀算法相结合,在完成边缘检测的同时得到光滑的边缘图像。
　　 ③针对传统光线投射算法中复杂度高、处理数据量大、绘制速度慢的问题,提出了改进的光投射直方图算法。将面绘制和体绘制结合起来,利用投射矩阵在坐标系中变化的特点,去除无用的重采样点,减少了光线投影数目,大大降低了数据处理量,在保证图像质量的基础上提高了绘制速度。
　　 实验表明:改进算法绘制的图像较为逼真地表现了重构组织,绘制速度也比较理想,得到了较为满意的结果。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 引言

1.2 研究的目的及意义

1.3 国内外医学图像的三维可视化研究

1.4 本课题研究的必要性及可行性

2 体数据的获取及标准处理

2.1 引言

2.2 DICOM数据的读取

2.3 DICOM图像的显示及窗口调节

2.4 本章小结

3 体数据的预处理

3.1 引言

3.2 医学图像增强

3.2.1 常见的图像增强方法

3.2.2 多尺度小波双阀值的自适应增强

3.2.3 仿真结果

3.3 图像去噪

3.3.1 二维小波变换及其去噪原理

3.3.2 常用的图像去噪方法

3.3.3 改进的小波阀值去噪细化

3.3.4 Matlab仿真

3.4 图像的边缘检测

3.4.1 图像边缘检测及边缘检测技术

3.4.2 传统的边缘检测方法

3.4.3 基于灰度数学形态学的边缘检测

3.4.4 实验验证

3.5 本章小结

4 三维医学图像绘制

4.1 各类经典算法

4.1.1 体数据和等值面

4.1.2 基于物体表面的绘制方法

4.1.3 体绘制

4.1.4 算法性能评价

4.2 光投射的基本原理

4.3 光学模型

4.4 改进的基于光线投射的直接体绘制算法

4.4.1 改进的基本思路

4.4.2 改进的算法描述

4.5 实验结果

4.6 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和著作