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CT图像的计算机制全息三维重建

杨上供  
【摘要】:CT(computer tomography)又称计算机断层扫描成像术,是当前应用最广泛的医学辅助诊疗技术之一。但是,CT图像只能提供断层平面的信息,判断过程还要借助观察者的经验和想象,因此将这些断层平面信息融合成可直接观察的立体信息一直是人们努力追求的技术目标。现有的利用计算机软件合成的立体图像实质上只是三维图像在任一二维平面上的投影,因此并不是真正意义上的三维显示。而全息术是当前最理想的三维显示技术,它可以记录和再现物体的全部信息,因此用全息法实现CT片的三维立体重建是一种理想的方法。 本文通过对CT图像特点、全息基本理论、计算机制全息原理以及彩色全息合成方法的探讨与研究,提出了用计算机制全息实现CT图像三维立体重建的两种方法: 一、计算机制全息与光学全息相结合的二步彩虹全息法。 用菲涅耳计算全息图的方法制作主全息图H1,用激光再现主全息图H1获得再现像,以此再现像为对象制作彩虹全息图H2,用白光再现可观察到透明的三维CT图像。 二、计算机制一步彩虹全息法。 根据线全息图原理用计算全息图的方法直接记录彩虹全息图H2,用白光再现H2获得三维再现像。 本文先从理论上分别论证了这两种方法的可行性,然后通过实验验证了立体重建的效果,并在此基础上进一步深化拓展,研究了彩色CT图像的三维立体重构。给出了理论分析与实验结果。主要工作包括: 1、物光波的模拟。建立CT片空间数据的物光波数学模型,以适应数字全息的数值计算格式。 2、CT图像三维信息融合。即把一系列CT图像的二维平面信息融合成包含视差信息的三维立体信息,并用计算全息图的方法记录下来。 3、计算全息图的快速算法研究。根据CT图像的特点和全息图的类型研究最优算法,以减少计算量,提高计算速度。 4、计算机制彩色全息图的合成。研究彩色全息图的合成方法,消除色串扰,


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