基于层间关联性的切片轮廓数据平滑算法研究

摘要

医学三维重建是现今十分活跃的前沿研究领域，是医学技术与计算机技术综合发展的结晶。利用人体及其器官的二维断层图像序列重建出来的三维对象模型，在医学及教育领域得到了广泛的应用，具有重要的现实意义，而通过二维断层图像构建三维对象在其他很多工程领域里都有广泛的应用前景。
　　 二维断层图像是进行三维重建的基础，因而其质量将直接影响到三维重建的效果。通过考察分析二维断层轮廓信息以及三维重建的实际效果，提出了一种针对医学断层轮廓序列数据在其三维重建前进行平滑处理的算法。该算法通过结合轮廓切片间的B样条曲线拟合平滑和切片内的多级滤波平滑处理，利用作者提出的截面切割采样模型采集特征点，实现对轮廓序列的整体平滑处理。基于平滑处理后轮廓进行的三维重建，层间的锯齿现象明显减少，对象的可视化效果得到了明显的改善。该算法具有一定的通用性，同样适用于其它领域的轮廓数据平滑处理。
　　 为了对算法进行具体的分析，同时实现了利用Bezier曲面拟合平滑轮廓数据的算法，进而详细分析了两者之间的区别及各自的优势。为了能进一步改善对象的可视化效果，作者还实现了利用拉普拉斯平滑算法对重建后三角面片的平滑处理，也让大家对重建前平滑算法和重建后平滑算法有了一个更为深刻形象的认识和理解。