基于多方向3维插值的序列医学影像交互分割重建算法的研究与实现

摘要

本文以安徽合肥中科院等离子体物理研究所研发的ARTS系统为背景，研究了开发放射治疗计划系统(Radiotherapy Treatment Planning System)的可视化技术，课题涉及到图像预处理、医学图像层间插值、图像自动及半自动分割和三维重建等工作，并提出了新的层间插值重构方法和交互式分割方法。本文的主要工作如下：
　　 1.本文系统地对医学图象三维重建的整个过程进行了论述，即从图像的预处珲到层间插值及组织器官分割，再由分割得到的数据进行三维重建，其中，对系统进行了模块划分，正确表达重建几何模型的几何信息，实现对重建模型的记录、管理与操作。
　　 2.本文对层间插值进行了改进，将原本用于二维图像放大的算法结合到层间插值中。
　　 3.提出了交互式半自动勾画算法，提高系统的智能化水平，既节省操作时间，又提高勾画的精度，并在计算机上得到了验证。

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 医学影像可视化技术综述

1.2.1医学图像的预处理

1.2.2医学图像的分割

1.2.3基于医学图像的三维表面重建方法

1.5 论文背景及主要工作

1.5.1论文背景及研究意义

1.5.2本文的主要工作

第二章医学图像可视化

2.1 图像的获取与输入

2.2 图像预处理

2.2.1二维图像滤波

2.2.2断层图像间插值

2.3 医学图像的二值化

2.4 三维种子填充分割法

2.5移动立方体(Marching Cubes)算法

2.6 分割及重建结果

第三章改进的交互式插值分割算法

3.1 层间插值概况

3.1.1层间插值的约束条件和问题描述

3.1.2层间插值的历史和分类

3.1.3灰度插值

3.1.4形状插值

3.2 多方向加权层间插值

3.2.1插值理论分析

3.2.2误差分析

3.2.3三维空间中的多方向插值

3.2.4局部梯度特征的定义

5.2.5结合局部梯度特征的多方向层间插值

5.2.6锐度参数α的改进

5.2.7插值性能分析

5.3 结合层间插值的交互式分割算法

5.4 交互式分割结果

第六章结论与展望

7.1 全文工作总结

7.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文