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《大连理工大学》 2002年
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体素建模、绘制及其在医学图象中的应用

吴良武  
【摘要】: 体数据指在三维空间中对一种或多种物理属性的一组采样。体数据的分析就是处理从实验获得的、扫描器测得的或由计算模型合成的体数据,并对这些体数据进行表示、建模、操作和绘制等一系列操作,其目的是让人们能更清楚地认识蕴涵于体数据中的复杂结构,支持后续的计算机辅助分析。例如,人们对从MRI设备或CT设备中得到的一系列连续二维切片组成的体数据进行可视化,以满足诊断、治疗规划或手术的需要,工业CT被用来无损检测复合材料,或用于逆向工程中的CAD建模,共焦显微镜生成的体数据被用于研究分析生物结构,等等。 本文主要研究在体数据中用体素表面表示物体的体素建模及其可视化技术,以及它们在医学图象中的应用。 体数据分割是体素建模的前提。本文以医学图象为例,对体数据分割进行讨论分析,并给出了两种医学图象分割方法:基于灰度阈值的医学图象分割方法和用邻域运算从CT图象中分割细小骨骼方法。 本文给出了物体体素表面的定义,并证明它是18-连通封闭面,然后给出表示体素表面的数据结构,并给出两种表面体素法向量方向的计算方法:灰度梯度法和距离梯度法。 因为表面体素可作为点绘制,使得体素表面的绘制效率非常高。不过由于体素表面表示的离散形式,使得体素表面在绘制时,容易出现走样现象。采用采样理论中的重采样过程,对图象变换过程进行模拟,能解释走样现象产生的原因,然后提出两种体素表面反走样绘制方法:一种方法是对表面体素与其邻近体素的法向量方向加权平均;另一种方法是生成一个绘制表面,用绘制表面代替体素表面进行显示。为了进一步改善物体表面的光顺程度,提出一种基于Dividing Cubes算法生成物体表面的法向量方向光顺操作,对物体的绘制表面进行光顺。另外,对透视投影中光线采样对走样的影响也进行了讨论。 体素表面投影图象的放大操作容易产生马赛克。本文采用基于界线的插值放大方法,对体素表面的投影法向量方向图象进行放大操作,然 后,把这种放大方法推广到灰d9象th iii大中,并用3次均匀B样条对 界线进行拟合,使得放大图象的轮廓个议能保持清晰,而且能保持光滑。 在本文的最后,介绍了一个‘女现】:成体素建模及其相关技术的应用 程序接曰(API)软件包的开发。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:R312

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杜爽;胡鹏;韩元利;;三维空间点集可视化[J];测绘信息与工程;2006年02期
2 薛斌党;薛文芳;姜志国;;三维种子填充算法的改进[J];计算机辅助设计与图形学学报;2006年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 侯建华;多叶光栅放射治疗系统中若干关键技术研究[D];大连理工大学;2006年
2 万成;基于X-ray CT和有限元方法的沥青混合料三维重构与数值试验研究[D];华南理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 蒲超,张育民;医学图象三维处理算法与应用[J];兵工自动化;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 邱雪娜;刘士荣;刘斐;朱伟涛;杜方芳;;一种基于序贯检测机制的运动目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 王祥凤;郑维平;李智;;凝汽器胶球清洗自动监测装置[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
7 赵建;刘伟宁;;基于主动轮廓模型的海天线检测算法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
8 盛磊;于晓波;刘旨春;高策;;光电经纬仪三维视频模拟仿真系统及遮挡效果的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
9 李宝儒;孙凤杰;范杰清;;基于烟气图像识别的火灾探测方法[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
10 刘勋;孟骧龙;毋立芳;;基于自适应对象模型的篮球运动跟踪方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
3 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
5 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
6 徐萧萧;基于特征学习与特征联想的视觉跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 范剑英;结构光深度图像获取和处理与三维重建研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 王义文;钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 王晓松;复杂背景下树木图像提取研究[D];北京林业大学;2010年
10 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马彦平;基于数字图像的冬小麦、夏玉米长势远程动态监测技术研究[D];华中农业大学;2010年
2 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
3 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 田冰;基于SOM网的多目标图像轮廓提取技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 魏巍;医学超声图像的三维重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 孙琛琛;大幅面丝网疵点的图像识别算法研究[D];浙江理工大学;2010年
8 胡申宁;中医舌诊中舌色、苔色自动分类的研究[D];浙江理工大学;2010年
9 李光;基于均值偏移的视频目标跟踪、检测算法研究及系统实现[D];浙江理工大学;2010年
10 金耀;虚拟服装网格模型切割及参数化算法研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛斌党,姜志国,周孝宽;共聚焦三维数据表面重建的一种反走样方法[J];北京航空航天大学学报;2005年10期
2 郑健龙;Burgers粘弹性模型在沥青混合料疲劳特性分析中的应用[J];长沙交通学院学报;1995年03期
3 周辉,李涛,邢启江,欧宗瑛;数字曲线的线性逼近和分段识别[J];大连理工大学学报;1997年05期
4 陈静云;周长红;王哲人;;沥青混合料蠕变试验数据处理与粘弹性计算[J];东南大学学报(自然科学版);2007年06期
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7 宋军,邵谦明,周耀华;小波变换多尺度过零点表征及在医学超声图像分割中的应用[J];复旦学报(自然科学版);2001年01期
8 冯渊;利用OpenGL实现RGBA模式下的光照处理[J];福建电脑;2004年04期
9 张肖宁,王绍怀,吴旷怀,王端宜;沥青混合料组成设计的CAVF法[J];公路;2001年12期
10 邹桂莲,张肖宁,王绍怀,王端宜;富沥青混合料的CAVF法设计[J];公路;2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 秦绪佳;医学图象三维重建及可视化技术研究[D];大连理工大学;2001年
2 纪凤欣;基于断层图象的几何重建理论与技术研究[D];大连理工大学;2002年
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4 王端宜;设计沥青路面及其方法的研究[D];华南理工大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 姚秋玲;基于数字图像处理技术的沥青混合料组成特性研究[D];长安大学;2004年
2 王甲勇;基于车辙试验的有限元车辙预估及影响因素分析[D];长安大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江辉仙;林广发;张文开;黄万里;;福建东圳库区淹没及水土流失的3D-VRGIS构建与应用[J];地球信息科学;2008年01期
2 王志臣;孟祥竹;李宏亮;;基于Mimics的沥青混合料三维重构技术研究[J];中外公路;2013年01期
3 许伦伦;蒋先刚;;基于空间各向图像预处理及三维重构效率分析[J];华东交通大学学报;2009年03期
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5 张盛兰;谢明;罗代升;干可;余艳梅;;基于三维图像处理的心肌细胞中Ca~(2+)浓度研究[J];计算机工程与应用;2007年33期
6 陈学工;邱华;付金华;马金金;;基于三角形不规则网模型的快速体素化方法[J];计算机应用;2010年12期
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8 钮圣虓;王盛;杨晶晶;陈更生;;完全基于边缘信息的快速图像分割算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2012年11期
9 黄店;曾伟民;唐顶华;陈家信;邹曙光;;外置式手动MLC在适形放疗中的临床体会[J];蛇志;2011年04期
10 李文岗;薛斌党;姜志国;;一种三维规则数据场中复杂组织快速分割方法[J];中国体视学与图像分析;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 段跃华;基于X-ray CT的沥青混合料粗集料基础特性研究[D];华南理工大学;2011年
2 李建东;放射治疗计划系统关键技术研究[D];东北大学;2009年
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5 刘斌;股骨头坏死与骨折计算机辅助手术技术研究[D];大连理工大学;2009年
6 王阳萍;重离子三维适形放疗中的图像处理关键技术研究[D];兰州交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 安丽花;基于单纯形优化算法的调强方法研究[D];南京大学;2011年
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5 杜晓刚;三维适形放射治疗计划系统的研究与实现[D];兰州交通大学;2010年
6 范言昌;MCNP计算结果可视化分析系统的研究与实现[D];合肥工业大学;2010年
7 张耿旭;加速器治疗头控制系统的设计与开发[D];广东工业大学;2012年
8 王聪;基于CT技术的沥青混合料力学行为及三维重构研究[D];大连海事大学;2012年
9 刘佳辉;基于OTSU法分区图像识别技术及其在路面均匀性评价中的应用研究[D];华南理工大学;2012年
10 孙红红;基于CT图像沥青混合料三维有限元数值模拟研究[D];西安建筑科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周辉,李涛,邢启江,欧宗瑛;数字曲线的线性逼近和分段识别[J];大连理工大学学报;1997年05期
2 谌海新,沈振康,夏放怀;一种基于目标特征的多门限图像分割方法[J];电子学报;1999年03期
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10 刘文萍;吴立德;;图像分割中阈值选取方法比较研究[J];模式识别与人工智能;1997年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘毅,邵庆余,李桥;医学图象的边界处理[J];北京生物医学工程;1997年01期
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10 蒲立新,杨炯枫,曲建明,段方明;多媒体技术在医学图象、信息管理中的应用[J];成都医药;1998年01期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 蓝春生;蓝鹏;曹煜媛;;在医学图象中的假彩色技术[A];第五届全国生物医学体视学学术会议、第八届全军军事病理学学术会议、第四届全军定量病理学学术会议论文汇编[C];2002年
2 田捷;诸葛婴;王靖;罗希平;胡志刚;刘宁宁;;基于微机的三维医学图象处理与分析系统[A];中国体视学学会’99学术报告会论文集[C];1999年
3 梁民;彭继泽;;一种用于图象分割的神经网络模型[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第2卷)[C];1993年
4 李平阳;王江成;谭润初;李永龙;贺奇才;黄耀熊;;显微激光散射技术对不同氧合状态下地贫红细胞的研究[A];首届粤港生物物理学术研讨会论文集[C];1999年
5 张万岱;姚永莉;宋于刚;;实验脾虚证促胃液素及生长抑素变化意义[A];中国中西医结合学会第十三次全国消化系统疾病学术研讨会论文汇编[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 吴良武;体素建模、绘制及其在医学图象中的应用[D];大连理工大学;2002年
2 秦绪佳;医学图象三维重建及可视化技术研究[D];大连理工大学;2001年
3 张勇;医学图像可视化技术及其在虚拟骨折手术中的应用[D];大连理工大学;2002年
4 何爱军;超声心脏图象的多维多参数功能重建[D];四川大学;2002年
5 耿国华;医学影象数据库(MidBASE)的关键技术研究[D];西北大学;2002年
6 张煜;MRI-Man可视化模型建立中弹性配准新方法及显示方法研究[D];中国人民解放军第一军医大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金朝阳;医学图象三维重建及其应用[D];浙江大学;2002年
2 陆峰;基于医学图象的压缩方法研究[D];扬州大学;2003年
3 罗棻;医学图象的配准及融合技术研究[D];电子科技大学;2003年
4 蔡宇新;基于主动形状模型(ASM)的医学图象中二维物体的定位方法探讨[D];南京航空航天大学;2003年
5 赵敏;医学图象数字水印系统研究与实践[D];苏州大学;2005年
6 李敏;细胞切片显微图象的预处理和分割算法研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
7 王金川;基于MC算法的医学图象三维重建关键技术研究[D];山东理工大学;2012年
8 刘保权;医学图象可视化技术的研究与实现[D];西北大学;2001年
9 马进;基于隐马尔可夫模型的对象定位方法研究[D];南京航空航天大学;2003年
10 李玉文;DICOM医学图象体绘制加速及压缩算法研究与实现[D];东北大学;2009年
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