基于OPED的CT投影数据重建算法及三维可视化研究.pdf

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1、学校代码：学号：程硕士子彳论目：基于的投影数据重建算法及三维可视化研究工程领域：子与信工程研究方向：图像处理与模式识别论文作者：曼§学校导师：朱宏擎教授企业导师：虞正华教授定稿日期：年月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况：不保密□保密，保密期（年—月—日至年—月—日）分类号：密级：华东理工大学工程硕士

2、学位论文基于的投影数据重建算法及三维可视化研究闻晨指导教师姓名：朱宏擎教授华东理工大学虞正华教授博康智能网络科技有限公司申请学位级别：硕士专业名称：电子与通信工程论文定稿日期：论文答辩日期：学位授予单位：华东理工大学学位授予日期：°答辩委员会主席：朱煜教授评阅人：吴雪副教授李楚元高工作者声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。论文作者签名：年月华东理工大学硕士学位论文第页基于的投影数据重建算法及三维可视化

3、研究摘要计算机断层扫描技术（简称是一种无损成像技术，利用计算机技术对断层扫描图像进行恢复重建，清晰地呈现人体的解剖形态，从而反映出人体内部生理和生化病理的变化过程，它是二十一世纪医学影像诊断领域的重要工具之一，是学术研宄中的热门课题。本文将围绕技术中最为关键的重建技术展开讨论，针对投影数据重建以及三维可视化技术作以下三个部分的研究和探索：本文首先对基于定义在单位圆上的正交多项式展开重建算法进行了推导。在此基础上引入各向异性扩散模型和局部熵的思想，通过局部熵特性以及图像的梯度特性来控制扩散的程度，提出了一种适合于投影域的改进型降噪重建算法新的算法兼具良好的降噪性能和重建精度。受到正交多项式级数

4、展开实现二维投影数据重建的启发，本文尝试将二维空间推广三维，提出一种新的定义在单位圆柱域上的正交多项式展开重建算法和与之相匹配的新的断层扫描策略，以实现对三维投影数据的重建。算法的推演中囊括了单位圆柱域空间的定义、正交多项式子空间中正交基的构造以及正交级数展开的过程，并适时地引入快速傅里叶变换实现离散正弦变换降低了算法的时间复杂度。实验将算法与传统算法进行比较，证明了算法的可行性以及重建结果的可靠性。除了投影重建技术以外，本文还对中的三维可视化技术作了研究。对其中的算法进行了分析，并利用可视化工具设计开发了三维可视化重建模块。实验对多组断层数据进行可视化立体绘制，实验结果皆具有较好的绘制效果

5、和较强的交互性。关键词：；正交多项式；投影数据重建；各向异性扩散；三维可视化第页华东理工大学硕士学位论文，，，华东理工大学硕士学位论文第页目录第章绪论课题研究背景与意义国内外研宄现状投影数据重建算法概况可视化技术研究概况本文内容与结构安排第章重建技术理论基础技术的物理原理射线的性质定理重建算法中的数学理论变换与投影数据正交多项式理论投影重建算法的评价标准主观评价标准客观评价标准本章小结第章基于正交多项式展开的二维投影数据降噪重建算法基于的二维投影重建域投影模型刻画正交多项式子空间、与正交基域密度分布函数正交级数展开数值积分各向异性扩散与局部熵非线性各向异性扩散（模型）信息熵与局部熵理论降噪重

6、建算法实验结果与分析本章小结第章基于正交多项式展开的三维投影数据重建算法尤域投影与正交多项式第页华东理工大学硕士学位论文域投影模型刻画域正交多项式空间与正交基三维投影数据重建算法域密度分布函数正交展开数值禾只分加速重建算法实验与分析本章小结第章断层图像三维可视化三维可视化技术算法可视化函数库的特点可视化模型图像模型对象三维可视化重建实验本章小结第章总结与展望全文总结不足与展望参考文献麵作者在攻读硕士研宄生期间发表的论文华东理工大学硕士学位论文第页第章绪论课题研究背景与意义即计算机断层成像技术，是射线诊断学上的一次重大突破。自七十年代发明至今，使人类对于认知客观物体内部构造的能力得以极大扩展，

7、被誉为是二十世纪重大成果之一。系统囊括了包括数学、放射学、计算机科学和图形图像学等在内的数十门学科知识。由于具有在非接触、无损害的前提下获取物体内部高分辨率结构影像的特点，因而己被广泛运用于工业生产、军事、航空、农业等领域。特别是在临床医学诊断领域，技术更是辅助医生诊断病灶的主要手段—通过把病人病灶部位的内部结构以图像的方式呈现出来，从而提升医学诊断的准确性和可靠性。技术结合了计算机科学与传统的生物医学这两门