基于重要度复合的医学图像三维可视化研究

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1、硕士学位论文基于重要度复合的医学图像三维可视化研究RESEARCHONIMPORTANCE-BASEDCOMPOSITIONFOR3DVOLUMEVISUALIZATIONOFMEDICALIMAGE杨维友哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP391学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于重要度复合的医学图像三维可视化研究硕士研究生：杨维友导师：沈毅教授申请学位：工程硕士学科、专业：控制工程所在单位：航天学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP391U.D.C:621.3Dissertati

2、onfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONIMPORTANCE-BASEDCOMPOSITIONFOR3DVOLUMEVISUALIZATIONOFMEDICALIMAGECandidate：YangWeiyouSupervisor：Prof.ShenYiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineerAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：July,2016Degree-Conferring-In

3、stitution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要医学图像三维可视化是在二维成像基础上发展起来的一门新兴技术。随着医疗设备的不断发展，出现了大量的高分辨率医疗影像数据。这使得如何更好地查看与显示组织器官的结构信息，成为了医学图像三维可视化领域的一个研究热点。在体绘制中，引入非真实感渲染可以增强显示感兴趣区域或全局特征，实现对绘制结果的灵活控制，是目前的研究焦点所在。本课题主要研究医学图像的三维可视化方法，利用非真实感渲染的方法来获得丰富的绘制结果。重点研究了体素分类传递函数设计以及基于重要度复合的非真实感渲染方法。本文选取体绘制算

4、法中的光线投射算法进行分析与实现，利用OpenGL作为图形处理API，给出了基于GPU加速的光线投射算法的具体实现方法。本文提出基于重要度感知的复合方程，实现对体绘制过程中可视度的灵活控制。进一步，本文还提出了对体数据中感兴趣区域的特征信息进行提取。基于灰度值区间分类传递函数、梯度值区间分类传递函数对体数据基本的标量特征信息进行提取。同时，本文还提出了应用Frangi血管滤波算法对血管结构进行提取，并基于形态学滤波对血管提取算法进行了相应改进。为了便于用户操作和对渲染结果的展示，本文还设计了一个用户交互接口工具，并结合调色技术搭建了一个三维可视化渲染系统，能够对本文所提出的理论方法进行较

5、好的展示。本文采用了多种医学数据来对算法进行验证与测试，包括超声颈动脉体数据、CT心脏体数据等。与原有的体绘制算法相比，本文提出的基于重要度复合的非真实感渲染方法渲染效果更灵活，表现的信息也更丰富。此外，本文设计的三维医学图像可视化系统具有友好的用户交互界面，方便医生操作。关键词：重要度复合；分类传递函数；光线投射算法；非真实感渲染-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractMedicalimage3Dvisualizationisanemergingtechnologywhichisdevelopedonthebasisof2Dimaging.Withthedevelopmen

6、tsofmedicalequipment,theemergenceofalargenumberofhigh-resolutionmedicalimagedatamakinghowtobetterviewanddisplaythestructuralinformationofthetissueandorganhasbecomeahotissueinthefieldofmedicalimage3Dvisualization.Inthevolumerendering,theintroductionofnon-photorealisticrenderingcanenhancetherenderi

7、ngareaofinterestandcontrolofthedrawresultneatlywhichisthefocusofresearchnowadays.Inthispaper,wefocusontheresearchof3Dvisualizationofmedicalimages,andexploitnon-photorealisticrenderingmethodtogetrichrenderingresult.Inwh