人体解剖图像集的可视化

摘要

医学成像三维可视化是现代医学的一个重要组成部分，现已有大量文献对3D标量数据场(如：CT、MRI等序列图像组成的标量体数据)的三维可视化算法进行了研究。但是较少涉及直接从人体解剖图像集的重建文章。此外，由于CT和MRI受到断面精度和灰色成像的限制，后续向“虚拟人”发展的基础框架则以切片图像数据集为主。本文主要研究直接从人体解剖图像集的重建。 本文的主要特色包括采用RGB颜色空间进行可视化工作。颜色空间的选择最重要的是要好用、易用，采用RGB颜色空间不仅省去了颜色转换函数的设计、颜色空间的转换等工作量，而且可以准确恢复原标本的颜色信息，体现不同组织间的连接关系，有助于人们对自身结构的理解。 此外，本文利用RGB颜色信息提取目标物体。“可视人”男性解剖切片在冰冻过程中产生的气泡和明胶不均匀引起的杂点很多，出现不均匀现象，如果直接进行可视化工作，则会影响最终的可视化结果。所以本文利用R(红)、G(绿)、B(蓝)三色本身的性质将背景去除，方法简单，计算量小，效果明显。 同时，本文设计了独特的阻光度转换函数，一个好的阻光度转换函数能够揭示出体数据的重要结构，而不被一些次要的区域所阻挡。本文采用的阻光度转换函数，以一种边缘检测的算法为基础，将其从二维转换到三维，并求取最大值来作为转换函数中的梯度值，这种方法可以更清晰的揭示物体内部组织间的纹理信息。 本文研究为虚拟物理人、虚拟生物人的建立做好前期准备，并可方便的用于教学软件的开发工作，为医学院校提供了生动活泼的教学工具。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章绪论

1.1可视化的定义

1.2医学图像可视化的意义

1.3三维可视化方法

1.3.1面绘制方法

1.3.2体绘制方法

1.3.3混合绘制方法

1.4本文研究内容和工作

第二章人体解剖图像的预处理

2.1人体解剖图像的获取与输入

2.2数据场的组织形式及物理分类

2.2.1空间组织形式

2.2.2物理分类

2.2.3解剖体数据的定义和特点

2.3图像的预处理

2.3.1图像的重采样

2.3.2基于颜色分布提取目标物体

2.3.3图像层间定位

2.4小结

第三章彩色场绘制的理论基础

3.1颜色模型

3.1.1光波与颜色

3.1.2标准基色和色度图

3.1.3各类常见颜色模型

3.2颜色空间的选择

3.3体素的色彩相似性

3.4颜色转换函数

3.5阻光度转换函数的设计

3.5.1一维转换函数

3.5.2二维转换函数

3.5.3转换函数的改进

3.6小结

第四章三维可视化的关键技术

4.1纹理影射技术

4.1.1纹理及纹理影射的定义

4.1.2纹理的分类

4.1.3二维纹理映射的基本原理

4.1.4基于纹理硬件的体绘制

4.2可视化图形语言

4.2.1OpenGL概述

4.2.2 OpenGL实现纹理映射

4.3实验结果与讨论

4.4小结

第五章总结与展望

5.1本文的主要成果

5.2工作展望

参考文献

作者简历

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