基于改进光线投影算法的医学图像三维重建

针对经典光线投影算法在医学图像三维重建中渲染速度慢的问题进行了研究,提出一种改进的光线投影算法。首先在每条经过三维数据场的射线上,根据观察者视点与图像远近的不同,使用曲面法线切点处的偏导数与视点和切点之间的距离的比例关系来调整采样频率,改变经典算法对所有射线上的采样频率都一视同仁的做法,实现当物体距离视点较近时,采样频率较高,模型表示较为细致,反之则采样频率较低,模型表示也较粗糙;其次在图像合成算子的计算上,设定对未到达屏幕的射线不参与不透明度和颜色值的合成计算。临床数据实验证明,改进算法不仅能够有效提高图像渲染速度,而且还避免了伪影的产生,明显改善了图像的质量。

基于光线投影的医学影像体绘制加速技术

针对标准光线投射算法计算量大、速度慢的特点，本文提出一种满足医学图像实时需要的体绘制加速新算法。利用图元在矩阵变换前后呈均匀变化的特性，递推得到除6个顶点外的其余重采样点的物体空间坐标，大大减少矩阵运算量；同时利用包围盒技术避免对空体元的采样，通过将Bresenham算法扩展至三维使投射光线的体元化与重采样参数的计算一次完成，极大地加速光线投影的效率。大量的对比实验均表明，本丈算法和传统标准算法具有相同图像质量，体绘制的速度提高了2-3倍。

基于改进光线投影算法的混凝土CT三维重建研究

混凝土计算机断层成像试验图像细观研究多集中在二维横切面上,而混凝土计算机断层成像三维重建研究非常少,使混凝土计算机断层成像试验图像细观研究受到了局限,不利于全面分析在各个应力情况下混凝土的受力情况.本文提出一种可视化平台下基于改进光线投射法的混凝土计算机断层成像图像三维重构新技术,并进行可视化系统的实现.结果表明:本文提出的混凝土计算机断层成像图像三维重构方法快速、真实,为建立准确的混凝土材料数值细观模型提供了一种有效辅助方法,具有重要的应用意义.

医学图像光线投影体绘制中一种改进的快速算法

光线投影算法是体绘制算法中图像效果比较好的方法,但存在运算量大,绘制速度慢的问题。为此本文提出了一种新的光线投影体绘制的加速算法,利用重采样点在两坐标系中的矩阵变换特性,减少矩阵运算量,加快重采样计算过程,并且通过将B resenham算法扩展至三维,利用包围盒技术避免对空体元的采样,从而加速了光线投影的效率。实验结果表明改进后的加速算法,既能保证绘制质量,又能显著减少计算量,提高体绘制的速度。

基于一种改进的光线投影体绘制算法的三维重建

提出了一种改进的光线投影体绘制算法,利用重采样点在两坐标系中的矩阵变换特性,减少矩阵的运算量,加快重采样计算过程,从而加速了光线投影的效率。实验结果表明改进后的算法,可以利用OpenGL图形标准及硬件加速对图像序列进行三维重建,重建效果逼真,重建速度较快,具有算法简单、实现容易的特点。

基于深度的光线投影体绘制算法

针对特征信息抽取,在传统光线投影体绘制过程中引入深度参数,提出了一种基于深度的体绘制算法。通过深度及角度交互,指导特征信息及其上下文信息的绘制。该算法将采样点深度转换成相应深度强度值,按给定方法与已知透明度值合成,得到新透明度值。在此基础上再进行颜色值合成,生成图像。给出了结果,分析了采用算法前后的效果。

乳腺MRI分割与基于光线投影的三维重建

目的乳腺MRI(magnetic resonance imaging)序列成像连续、位置固定,但二维图像无法提供便于观察的肿块的深度与外形信息,为此提出乳腺及其肿块分割与三维重建方法。方法首先利用最大类间方差法与区域生长法提取乳腺外轮廓,然后选用基于梯度和能量信息的水平集方法准确分割乳腺肿块,并对分割结果采用基于包围盒的光线投影算法进行体绘制。结果对患者的多组MRI序列进行分割实验并对几种分割算法进行客观评价,三维重建实验得到乳腺与肿块的立体图像以供医生观察。结论分区处理的水平集分割与基于光线投影的三维重建为医生提供更加形象的立体视觉效果,不仅有助于对肿块病变程度的诊断,而且能帮助外科医生在保乳手术中准确判断开刀位置。

基于片段融合的医学图像光线投影体绘制技术

光线投影算法是医学图像三维可视化中常用的体绘制技术,算法原理简单,具有较高的成像质量,但绘制速度较慢。我们改进算法,利用投射光线与平面簇求交,快速确定融合片段,减少插值计算量,采用基于片段的融合绘制技术,加快融合速度,并且利用包围盒技术减少对无效平面的求交,提高了光线投影的效率。实验结果表明,改进后的算法既能保证绘制质量,又能显著减少计算量,提高体绘制的速度。

高效光线投射体绘制算法研究

重点研究了体绘制算法具体实现过程 .为提高图像质量 ,采用相邻梯度、高阶内插、简单过采样等方法 ,并提出数据分块、代码优化、跳采样等具体途径 .上述方法的组合使用 。

医院图像分割和三维重建技术的研究

医学图像分割及三维重建技术是医学影像处理中的关键技术,可以帮助医生更准确地诊断和治疗疾病。我们通过举例对肺部CT图像进行分割和三维重建,探讨了其应用现状、技术原理和未来发展趋势。

用斜投影法解决相交的几个问题

论述用斜投影法解决直线与平面、锥面相关 ,平面与斜棱锥、椭圆柱相交 ,正圆柱与椭圆柱轴线斜交等求交点、交线的作图问题。

基于空间投影点云分割的序列图像三维重建

提出了一种基于空间投影的点云分割重建算法。首先在靶标世界坐标系中实现空间投影的点云分割,获取到所需的点云数据,之后利用光线投射算法将2D点反向投影到三维空间中,再将3D点投影到RGB图像中创建点云,最后再使用改进的ICP算法进行点云拼接得到最终结果。通过对比分析,验证了算法的有效性。

CINRAD三维拼图产品显示系统

新一代天气雷达三维拼图产品显示系统是采用三维VTK(Visualization Toolkit)技术,结合具体的空间体绘制算法,开发的显示平台。此显示平台针对中国气象科学院国家灾害天气重点实验室开发的新一代天气雷达3D组网拼图产品,在兼顾实时处理和事后分析的需求下,实现了包括X,Y,Z平面在内的空间任一切面的雷达回波强度显示,运用光线投影算法实现了雷达回波数据的空间整体三维重建显示。同时结合多种产品的二维平面显示功能以及二维和三维的交互功能,更为直观和全面的展现了空间回波的分布状况,使得三维组网产品的优势在业务系统上得到更大程度的发挥。

VTK医学图像三维重建应用及实现

VTK是开放源码的自由软件系统,可应用于图像处理、计算机图形学和科学计算可视化,在国内外被广泛用于各行各业。介绍了VTK的基本组成、系统架构、可视化流程。并且将VTK应用于医学图像可视化,使用面绘制的移动立方体法和体绘制的光线投影法,在Microsoft Visual Studio 2005下使用C++语言分别实现了医学图像三维重建,并给出了系统实例。实践证明,使用VTK开发医学图像三维重建系统,重建效果好,开发时间少,代码重用率高。

上海65m射电望远镜天线结构日照非均匀温度场

研究分析太阳辐射作用下上海65m射电望远镜天线结构的非均匀温度场。首先解析光线投影算法计算天线结构日照阴影的具体步骤,基于该算法编写天线结构日照阴影分析程序,然后采用该程序对不同工作旋转角的天线结构进行日照阴影数值模拟,获得各构件不同时刻的日照系数;在此基础上,修正天线结构各构件所吸收的太阳辐射能量,以此作为主要热荷载模拟不同工作旋转角下天线结构的非均匀温度场,统计天线结构温度场分布的时间特性和空间特性。分析结果表明:光线投影算法可以有效地解决射电望远镜天线结构的日照阴影问题,日照阴影对天线结构的温度分布具有不可忽视的影响。

三维可视化技术在雷达三维组网产品显示中的运用

采用三维可视化技术,将三维面重建算法和体重建算法引入气象雷达回波图像的分析中,同时与中国气象科学研究院国家灾害天气重点实验室开发的新一代3D组网拼图产品相结合,对2007年9号台风"圣帕"进行了三维显示。结果表明:对于单部雷达体扫产品,三维组网拼图产品能全面地掌握更大范围内雷达回波的演变过程;相对于单一的二维平面的分析显示,三维可视化技术在构建回波的空间分布状况,尤其是回波的空间结构上有更大的优势,三维可视化技术结合雷达三维组网拼图产品为雷达回波的分析提供了一种更为全面的方式。

医学图像的三维重建及基于VTK的实现和应用

背景:VTK是一个免费的图像三维重建和处理的专业开发平台,其功能强大,源代码开放,用户可以根据自己的需求灵活的定制和开发。目的:介绍图像三维可视化中常用的面绘制和体绘制两类可视化技术的原理,以及其典型的Marching Cubes和Ray Casting三维重建算法,并对重建的三维医学图像的应用和扩展进行了探讨。方法:基于免费的VTK可视化开发包平台和Visual C++6.0IDE开发工具,使用C++语言,采用真实人体CT数据集,实现CT图像的三维重建和应用扩展。结果与结论:基于VTK平台,采用面绘制和体绘制不同绘制原理实现了医学图像的三维可视化。重建得到的三维医学图像,显示效果清晰直观,并且可以配合进行三维医学图像的测量、虚拟切割等操作,取得了较好的效果。

基于体绘制的三维云可视化研究

为了模拟逼真的三维云场景,该文针对现有模拟三维云的光照模型实现复杂、计算耗时、不能充分展示三维云物理特性的问题,提出了一种基于体绘制技术的改进光照模型的方法。基本思想是采用体绘制技术,把三维云分成粒子集,引入光线投影算法,通过对现有的多次前向散射光照模型散射次数进行简化和散射分布进行改进,然后运用VC++和OpenGL开发工具,直接从三维数据场中模拟光线在云内部与云中粒子相互作用的细节,实现了三维云的模拟。结果表明该方法实现简便,生成的三维云较好地展示了云的物理特性,达到了理想的可视化效果。

不同入射角激光束在大芯径SI-PDF光纤中的传输损耗

为得到纯石英阶跃光纤（SI-PDF）中漏泄模式光线功率的传输特性,应用光线投影积分法,推导了不同入射角的激光束在大芯径SI-PDF光纤中的传输功率计算公式,在不同入射角激光束照射下,分别对3、671、40 m SI-PDF光纤的输出功率特性进行了理论和实验研究,用最小二乘法原理对对数坐标下的实验数据进行拟合,得出了损耗系数。结果表明：入射角在0~12°内时,不同入射角功率输出和损耗系数近似一常量,其中损耗系数约为13 dB/km;入射角＆gt;12°时,不同入射角光功率随入射角增加呈指数衰减规律,其损耗系数随入射角增大而增大,在12°时损耗系数值为26 dB/km,在28°时达到了82 dB/km。

基于MITK的医学图像三维重建方法研究

使用MITK工具包实现了对多组医学图像数据的三维重建。分别研究了面绘制和体绘制两种绘制技术。其中面绘制采用移动立方体法实现,体绘制则采用光线投射法实现,通过比较两种技术的绘制结果,讨论了他们的特点。从重建医学图像的研究结果中可以看出,MITK作为一种图像处理和三维可视化的工具其功能是十分强大的。