三维核磁共振图像处理系统研究及实现

摘要

该文围绕核磁共振切片图像的可视化,着重研究了预处理、切片图像分割与重建及体绘制的理论和算法.在预处理研究中,改进了各向异性扩散滤波方法,改进后的算法既能有效滤除噪声又能很好地保留图像细节;分析了伪影产生的原因和特点,提出了一种新的基于Hough变换的去线状伪影方法.对于磁共振图像的分割与重建,给出了一种在医学图像处理中有较大实用价值的主动轮廓分割算法;定义了一种度量不同切片间轮廓对应程度的距离函数,用该距离函数能够在切片足够密集时解决切片轮廓线的对应问题.针对磁共振图像可视化的要求,深入地分析了各种体绘制算法,提出了一种新的光线投射体绘制的加速方法.在保证绘制质量的前提下,有效地解决了光线投射算法绘制时间长的问题.在深入分析用户需求的基础上,按照面向对象软件工程的原则,充分考虑到系统的兼容性和可扩展性,设计并用C++完整地实现了系统.该系统作为性价比极高的可视化平台,相信能在一定程度上促进可视化技术的推广与应用.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题研究目的和意义

1.2可视化参考模型

1.3磁共振成像的基本原理

1.4国内外研究概况

1.5主要研究内容

2核磁共振图像处理系统的构成

2.1系统的软硬件环境

2.2系统的功能分析和模块划分

2.3系统模块设计

2.4小结

3核磁共振切片图像的预处理

3.1灰度归一化

3.2统计噪声滤除

3.3伪影消除

3.4切片内插

3.5小结

4核磁共振切片图像的分割标记

4.1图像分割和标记

4.2医学图像分割算法

4.3基于主动轮廓的分割方法

4.4组织标记

4.5小结

5核磁共振切片图像的可视化

5.1数据场可视化原理

5.2体绘制算法

5.3直接体绘制的加速方法

5.4基于光线投射的剖面显示方法

5.5小结

6核磁共振图像处理系统的实现

6.1面向对象的方法

6.2类和模块的组织

6.3关键功能的实现方法

6.4核磁共振图像处理系统

6.5小结

7总结与展望

7.1主要成果及结论

7.2进一步研究

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表论文目录

附录2磁共振图像噪声服从瑞利分布的证明

附录3相邻像素投射光线与包围盒交点递推公式的证明