基于CT图像的RAYCASTING算法研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文基于CT图像的RayCasting算法研究姓名：汪宏楠申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：宫法明20100501摘要医学图像可视化技术是当今计算机科学研究的一个热点，它能弥补医疗影像设备在成像上的不足，为医生提供具有真实感的三维图像，便于医生从多层次、多方位观察与分析，引起了越来越多的学者关注，逐渐形成了一门具有特色的新学科。医学图像可视化技术主要有体绘制和面绘制两大类。RayCasting算法是体绘制技术中的经典算法，原理简单，易于实现，能生成高质量的图像，但绘制速度较慢。基于空间跳跃技术的思想，本文给出

2、了基于八叉树结构的RayCasting改进算法，简称OBRC算法。影响RayCasting算法绘制速度的关键是对无效体素的重采样和计算、投射光线数量多等因素，利用包围盒技术进行裁剪能有效的去除体数据周围的空体素，将包围盒对成像平面投影，只从投影内的像素发射光线，减少光线投射的数量。转换函数是影响RayCasting算法生成图像质量的关键。一维转换函数设计简单，但存在二义性；多维转换函数设计复杂，计算量大，能得到高质量的图像。本文在一维转换函数的基础上，利用体素的梯度信息来识别实体类型，消除了一维转换函数的二义性，避免了使用多维转换函数对执行效率的影响。

3、通过光线与包围盒求交获得采样点的范围；采用新的八叉树结构，优化了采样点的选取和计算；八叉树的邻域结点代替等间距的采样点，避免了对颜色相似区域的重复计算，达到了跨区的效果，由于采样点的计算未采用三线性插值操作，降低了计算复杂度。实验证明，本文提出的基于八叉树结构的改进算法在保证了图像质量的基础上，满足了实时绘制的要求。关键词：体绘制，RayCasting，包围盒，八叉树，转换函数ResearchonRayCastingalgorithmbasedonCTImageWangHongnan(ComputerScienceandTechnology)Direc

4、tedbyAssociateProf．GongFamingAbstractVisualizationinmedicalimageisahotspotintoday’Sfieldofcomputerscience，whichcanmakeupforthedeficiencyofimaginginmedicalimagingequipment，thetechnologysuppliesdoctorswitharealisticthreedimensionalimages，andhelpsthemobserve，analyzefrommulti··level

5、andmulti··directionaleasily,St)moreandmorescholarsareconcemedaboutit，andthetechnologygraduallybecomesanewandcharacteristicscience．Visualizationinmedicalimagecallbedividedintotwomajorcategories：volume·basedrenderingandsurface—basedrendering．Raycastingisatypicalspace-imagemethodin

6、directvolumerenderingalgorithm，itissimpleinprinciple，easytoimplementandc觚generatetligh-qualityimages，butthedrawingspeedisslow．Thisarticlepresents孤accelerativemethodbasedonthecrossing-areatechnique，OBRCforshort．Re-samplingandcalculationarekeyfactorswhichinfluencethespeedofrenderi

7、nginraycastingalgorithm，inadditiontothis，largenumbersoflightsaleanotherimportantfactors．Usingboundingboxtocutthevolumedatawhichisabletoremovetheemptyvolexaroundthethreedimensionaldataset,andprojectingtheboundingboxtoimagingplanewhereemittingopticallinefrom，asaresult，itcarldecrea

8、setheamountofraylines．Thetransferfunctionaffect