基于Java 3D的医学图像三维重建系统

系统采用分层组件化的设计思想,在逻辑上分为三层:图像预处理层、图像分割层和用户界面层,实现了医学图像的二维标注与测量、三维体数据的分割、三维重建与交互功能。介绍了系统的体系结构和系统开发的主要技术方法。最后指出了系统的实用性和对医学研究方面的价值。     

一种改进的综合图像插值算法

插值是一个利用离散样本估计连续事件中间值的过程,被广泛地用丁对数宁图像的放大、缩小等处理.每一种插值技术都有其自己的特点.提出一种基于混合插值算法的综合插值技术,并进行图像放大的试验验证.试验表明:混合了线性插值技术和三次多项式算法的综合图像插值方法:加权二次算法,适应性强,件能超过了原二三次算法.     

基于直接体绘制的三维数据场交互可视化系统SinoVis

文中描述了基于直接体绘制的三维数据场交互可视化系统SinoVis的系统设计框架与具体实现。SinoVis是一个纯软件的可视化分析系统,SinoVis绘制的图像精细,可视化参数的设置与调整方便灵活,可以在任意选择的体元分类转移函数下对规模为128^3～256^3的体数据实现高速交互绘制,在相当广泛的研究与工程领域里有潜在的应用价值。     

基于VTK的医学序列图像可视化

数字人体是目前的一个研究热点，而医学图像三维建模及可视化研究是其中的一项重要内容，医学序列图像的可视化技术包括体绘制和表面绘制两大类。他们各有其特点和适用领域。使用VTK可以很大程度的简化医学序列图像重建的问题。本文讨论了两种方法的原理、特点以及VTK实现三维重建及可视化的算法过程，并给出了一个实例。     

三维医学可视化系统设计

介绍了一个自主开发的三维医学可视化系统,其主要功能包括图像滤波和增强,图像分类,图像插值,三维显示器,可在一般配置的PC机上运行,具有很好的应用前景。     

基于曲面建模的三维地质体体绘制研究

体绘制技术因为其相对于面绘制技术能够更好地反映三维体的真实结构,因而越来越受到人们的重视.提出了一种基于曲面建模的地质体体绘制方法,并在此基础上引入原始钻孔点的穷举搜索来获得散乱点以生成曲面.并根据现场数据的特征采用了适合中小型数据量插值拟合计算的改进谢别德插值来实现曲面的生成.产生曲面之后,使用了现在被普遍采用的基于图像空间序的光线投射算法完成地质体的体绘制,并在此基础上实现了剖切,缩放等三维体的交互操作.     

基于MITK的血管三维重建

利用二维血管内超声图像序列重建三维血管模型,并对三维模型进行虚拟剖切,可以方便地看到内部组织,便于观察和诊断.针对血管内超声图像亮度变化小、形状特征不明显和图像分割效果不好等问题,基于MITK平台,采用光线投射算法对二维超声图像序列进行体绘制三维重建.对重建模型进行旋转、缩放和任意平面裁剪等交互操作,裁剪掉一部分无关体素,有助于医生观察血管的内部结构和细节信息.此外,通过调节体素的阻光度值,可以得到层次清晰的三维血管模型.     

基于纹理的三维超声实时体绘制

三维纹理的体绘制算法由于其利用显卡加速渲染、硬件实现三线性插值和不丢失图像的纹理特性3大优点，尤其适合医学超声数据的实时三维可视化。显示大量多边形切片（slice polygon）是当前影响三维纹理体绘制渲染实时性的重要因素。为了克服常用的参数化算法在快速生成大量多边形切片时性能不佳的缺点，提出了的空间活动边表的方法，充分利用各个多边形切片之间的空间相关性实现增量计算，明显提高了计算速度。     

一种改进的加权质心自定位算法

针对加权质心算法无法改善所需锚节点比例较高的缺点,本文提出了一种将已定位节点升级为锚节点以及利用多跳距离外的锚节点进行定位的改进算法。为克服定位误差随着迭代次数的增加而不断累加问题,根据具体情况设计门限值ξ_(th)和改变已知节点的权值来对已定位的节点进行约束。仿真结果表明:与加权质心算法相比,本算法在锚节点比例很低的情况下就能实现较低的平均定位误差和较高的网络覆盖率,仅需较少的通信和简单的计算即可实现较高的定位精度,因此改进后的算法非常适用于功耗小,锚节点比例比较低的场合。     

一种牙种植三维数字化定位导板的生成算法

采用数字图像技术和科学可视化技术,提出一种对外科牙种植的植入位置、深度及方向上具有定位导航作用的手术导板生成算法。针对具有个体差异的颌骨三维结构进行重采样,以拟合样条曲线完成对种植区域勾画,并分割提取目标区域数据进行三维重建,以生成虚拟数字化导板算法,结合可视化工具包VTK在Visual Studio 2005平台下编程,实现了根据颌骨三维结构特征自动生成虚拟导向模板的功能。实验结果表明,与传统的方法相比,牙种植导向模板的制作更加简便、快捷、有效。     

一种自由臂三维超声任意切面重建方法

提出一种无体素的自由臂三维超声任意切面重建方法。通过计算重建切面和原始超声图像的位置关系,根据重建切面附近的超声图像像素点直接重建得到任意切面图像,在计算切面图像像素值的过程中采用平方距离加权方法。实验结果证明,与传统方法相比该方法具有更高的重建精度和相近的噪声抑制能力,而针对某一确定平面的重建时间仅为传统方法的1.6%左右。     

基于体绘制法的头部CT图像的三维重建

介绍了体绘制法重建医学三维图像的方法,基于真实CT图像数据,使用MATLAB的图像处理工具箱重建了头部的三维图像.     

基于II三维重建的facet-braiding现象分析

三维全景图像技术(Integral Imaging,简称II)是一种能够记录和显示全真三维场景的图像技术。该技术采用微透镜阵列记录空间场景,空间任意一点的深度信息只需通过一次成像即可直接获得。Facet braiding是三维全景图像中一种很重要的视觉现象,该现象造成图像失真,影响了图像的观看效果。Ref. 6中Martine} Cuenca从单个元素图像的角度对该现象进行了分析,现从三维重建的角度对该现象的出现与否进行对比验证。先用光学软件模拟深度优先、参考平面在无穷远处的传统II成像系统,然后在该模拟系统中进行对比实验,结果并未出现Ref. 6中提到的facet braiding现象。该结果对II的视角分析、物体的精确三维重建及空间分辫率分析具有重要意义。     

基于三维Hough变换的三维超声针状物体检测

本文提出了一种以(Φ,θ,ρ,α)四参数表示的空间直线为基础的三维Hough变换,用来检测三维超声图像中的针状物体。我们用实验室研发的三维超声系统采集插入水中的钢针的三维超声图像,然后用本文提出的方法对其进行检测。实验结果表明,本文提出的方法能比较准确地检测出三维超声图像中的针状物体,方向误差在1°以内,位置误差在1mm以内。     

基于VTK人体肺部的三维重建

医学图像三维重建技术是利用二维医学图像序列重建出三维模型,为医生提供直观、全面、准确的病灶和正常组织信息,是当今医学影像领域研究的热点之一。利用一个包含了多种面绘制技术的基于面向对象方法设计的、功能强大的可视化类库Visuali zation ToolKit（VTK）进行人体肺部断层图像的三维重建,讨论了面绘制算法中最常用的移动立方体法（MC）。重建效果表明基于VTK的面绘制技术具有应用灵活、重建效果逼真、重建速度较快等优点。为进一步研究人体肺部的动态建模打下基础。     

基于一维插值的人头像三维表面重建

描述了一种基于一维插值的人头像三维表面的重建方法。该方法从几个不同侧面的人体头部条形图获得人头像的三维条形图．经过型值点的提取,一维三次样条插值,三维重建,进而得到任意分辨率的人体头部三维曲而的数字表示及三角形、四边形网格图等表示形式,一维插值与传统的三维曲面重建的二维插值方法相比较,算法简单,三维曲面重建所需的时间也较少。该方法已在PIII 800PC机上进行了验证,获得了较好的效果。     

3维图像数据场的快速重建

3维图像重建中最典型的一类算法是体绘制方法,然而由于体绘制中的重采样和插值这两类基本运算,其计算量却是很大的,这往往影响重建的速度,为此,提出了在重建过程中采用减少插值、快速插值以及快速重采样等多项措施和方法,以加速3维图像的重建.实验表明,采用该方法重建时间约缩短了1/3,可见,这些措施和方法是切实可行有效的.