MC三维重建算法的二义性消除研究

面绘制法进行三维重建是三维重建技术的主要方法,Marching Cubes(移动立方体)算法是经典的面绘制法.本文在剖析了MC算法的基础上,针对其存在的二义性问题,给出了消除二义性的方法,从而使重建效果更加清晰.     

CT图像三维重建体绘制算法重采样改进

CT断层影像三维重建技术是目前医学可视化研究的热点之一,为了更精准地获取病变部位的信息并使诊断过程更加方便,从一组CT切片图像中重建出三维图像就显得尤为重要.针对三维重建过程中体绘制的光线投射算法成像速度慢的问题,提出了将重采样过程中的三线性插值过程转化到二维数据场再进行插值的改进方法,在相对三线性插值法图像质量基本不...     

颅颌面三维重建与网格简化的研究

三维网格简化是十分有意义的研究问题.研究中首先搭建了一个颅颌面CT切片图像三维重构系统.其次,在网格模型顶点删除算法的基础上,提出一种新的三角化所用判据.实验结果表明,应用这一判据,在避免了原算法通过迭代步骤完成三角化的不必要的大量计算的同时,简化模型与原算法结果属同一数量级别,在视觉上无显著差异.     

基于面绘制的医学序列图像三维重建

基于医学CT图像序列,利用改进的面绘制方法,分别实现了皮肤和骨骼的三维表面重建。在皮肤重建中,主要采用阈值分割法和迭代法相结合而得到光滑逼真的效果。在骨骼重建过程中,采用二值法构建骨骼三维表面,并对得到的结果进行去噪处理,进而得到清晰的骨骼轮廓。为了验证重建方法的通用性,实现了复杂结构器官--心脏的三维表面重建。实验结果表明,方法易于实现,获得了较理想的三维重建结果。重建的三维模型可进行旋转、放大和缩小等操作,这不仅有利于实现人机交互的功能,同时也有利于对模型进行设置和观察。     

海量断层数据三维重建算法优化

采用MC(Marching Cubes)算法进行三维重建时,如果要利用结果数据进行拼接、平滑、简化等进一步处理,就需要取得各三角面片的拓扑关系.提出"双缓存、三层交换"思想,对MC算法的实现流程实施改进,使得算法程序既能满足海量断层数据处理的要求,又能使算法程序性能得到一定的提升.     

基于改进Marching Cubes算法的乳腺MRI肿块三维重建

核磁共振成像MRI(Magnetic Resonance Imaging)是目前乳腺癌肿块诊断的常用辅助手段,对图像的正确解析是关键,针对传统MC(Marching Cubes)面绘制算法应用于乳腺MRI图像的不足,提出了改进方法。首先利用乳腺MRI序列图相邻帧间图像灰度分布的相似,肿块组织形状相近等相关性,在RSF(Region-Scalable Fitting)模型的基础上利用初始轮廓迭代的方法提取肿块区域。接着将多组参数下获得的结果,依据每一帧与其前后帧的重叠面积越大越好作为条件进行筛选,使提取的等值面最优化。最后采用基于加权二次误差度量的三角形折叠方法,对面绘制产生的大量三角网格进行了简化。将所提出的改进方法应用于30例乳腺MRI序列图,实验结果表明,对于乳腺MRI肿块的三维重建在精度和绘制速度上都比使用传统MC算法有很大提高。     

基于MC算法的高质量脊柱CT图像三维重建

从脊柱CT图像中重建出脊柱的三维模型以提供直观的术前病灶信息,能够有效辅助高难度的脊柱畸形矫正手术。针对传统MC(Marching Cubes)算法存在的重建表面不平滑、结构拓扑歧义的局限以及人体脊柱重构碎片过多的特点,提出一种基于保边局部高斯滤波与三维区域增长的改进型MC算法。该算法采用保边滤波去噪并增强边缘,局部高斯滤波平滑待重建区域以改变原有体素类型,减少二义性体素对数,有效地解决了重建表面不平滑与结构拓扑歧义问题;采用基于三维区域增长的双阈值分割算法,大大减少碎骨重建的数量。实验证明,采用高质量重建算法重建的脊柱三维模型能够满足医学三维可视化的要求。     

面跟踪算法在快速三维重建中的应用研究

现代医学影像设备所产生的图像的分辨率越来越高、数据越来越多,使得许多三维重建的算法只能在高档的工作站上实现。本文提出了一种可以高速处理高解析度医学图像的三维重建算法,即面跟踪法,在当前主流计算机的硬件条件下,可以快速地处理高分辨率的医学图像,且能实时地显示重建数据。     

基于等值面优化重建医学图像的改进算法

医学图像可视化技术利用二维医学图像序列重建出三维模型,为医生提供了直观、全面、准确的病灶和正常组织信息.传统的方法直接采用由序列轮廓线生成的三角片来拟合曲面,重建的速度与效果均有限.为了提高医学三维图像的重建速度和效果,在对用于构造等值面的MCfMarching cubes)算法进行分析的基础上,提出一种三点线性插值法代替相邻多边形顶点的位置,并对等值面法向矢量场进行平滑,实现了目标图像的三维重建.     

医学图像重建MC算法三角片的合并与实现

提出一种算法对Marching Cubes算法中产生的大量三角片进行合并。根据三角片顶点的空间位置，按照所给的约束条件对顶点进行判断，合并符合条件的顶点，以减少三角片的数目。这个方法在保留图像细节的前提下，改善影像的显示速度，以期实现三维医学图像实时显示。对数据量大的医学图像的三维重建尤为必要。     

基于医学图像序列面绘制的骨组织快速成型方法

针对人工骨组织快速成型中轮廓线轨迹生成复杂、分层效率低的问题,提出了一种简化三角片模型分层过程的方法。应用移动立方块（MC）算法对医学图像序列进行面绘制重建,根据重建过程的顺序对三角片集合分组,然后采用对边追踪的方法计算切平面与其对应三角片数组的交点轮廓线数据。简化后的分层效率相对于三角网格文件（STL）模型分层平均提高了4.65%。实验结果表明,所提方法可以直接从人体骨组织医学图像序列生成可供3D打印的轮廓线数据,从而实现骨组织的快速成型。     

基于CUDA的数字化放射图像重建算法

为了提高重建图像的速度及质量,利用CUDA（compute unified device architecture）架构下GPU（graphic processing unit）的多核并行运算能力,将光线投射的几何变换、场景遍历和渲染三个步骤在可编程图像硬件中实现,降低模拟所需的时间;利用3D纹理、光线程基元的同步遍历机制及不透明度提前终止,在不影响成像质量的前提下,减少生成最终模拟效果所需的时间。实验结果表明,该算法不仅可以提高重建的速度,而且成像质量较好。     

工业CT数据场面绘制和体绘制改进算法研究

工业CT图像的重建速度和精度是工业CT产品的两个重要指标。针对面绘制的MC算法提出了一种基于相似性区域分割的三维工业图像表面重建算法,实现了准确分割,并利用分割结果精确地提取等值面,显著提高了检测效率;针对体绘制的光线投射算法提出了一种基于二维最大熵阈值的分割预处理方法,利用二维直方图熵最大化寻找阈值的最佳组合,能有效减少重建体数据量,实测数据表明体绘制速度明显提高。     

基于边界曲面零交叉点的体绘制

体绘制中体元二义性使灰度—梯度幅值传递函数空间中出现拱形区域, 可视化工具操作者难以快速、准确地选取出感兴趣目标。针对这个问题, 介绍了一种在传递函数空间引入边界曲面零交叉点特征的算法。该算法结合面绘制移动立方体算法跟踪边缘立方体并记录所有边界曲面的零交叉点, 并利用这些零交叉点的特征信息对灰度—梯度特征空间进行重构并选取感兴趣边界曲面。最后通过实验证明了上述方法对目标边界曲面的选取行之有效。     

Three-dimensional oil painting reconstruction with stroke based rendering

We present an algorithm to generate a three-dimensional (3-D) oil painting using artistic filters and sample 3-Dstructures. The artistic filter works as a two-dimensional (2-D) rendering technique a for non-photorealistic effect based on the algorithm introduced in [8]. We modified this method to properly work with a 3-Dimage, enhancing the efficiency of the filter as well. The required 3-Dstructure model is obtained from actual brushstroke samples provided by an artist. We employ a photometric stereo technique in constructing a 3-Dmodel for a brushstroke sample, since this method is capable of capturing sophisticated variation details in brushstroke textures. A 3-Doil painting is completed by incorporating the 3-Dmodel to the brushstrokes rendered by the artistic filter. The created image would show a natural illumination change as the position of the light source varies, providing a realistic effect to the image. We can further enhance the study by analyzing a real painting and by directly applying the current algorithm to synthesize a 3-Doil painting in the style of the original real painting.     

基于超分辨率网络的CT三维重建算法

计算机断层扫描(CT)三维重建技术通过上采样体数据来提高三维模型质量,减轻模型中的锯齿状边缘、条纹状伪影和不连续表面等现象,从而提高临床医学中疾病诊断的准确率.针对以往CT三维重建后模型仍然不够清晰的问题,提出一种基于超分辨率网络的CT三维重建算法.网络模型为具有双重损失的优化学习纵轴超分辨率重建网络(DLRNet),...     

基于动态Impostor技术的树木快速绘制方法

树木快速绘制技术研究一直以来都是计算机图形绘制的一个热点领域,因为树木复杂的细节结构使其在绘制上存在着相当大的困难.提出了一种基于动态impostor技术的树木绘制方法,不仅可以快速地绘制树木,而且具有较高的真实感效果.该方法首先基于树木模型进行平面投影去创建impostor平面,然后将纹理映射到已经创建好的impostor平面上,最后通过绘制impostor纹理平面形成树木图像.当参考视点移动时,可以根据误差来决定是否动态更新impostor平面的内容.     

指数SVD和Kriging模型的声波传感器三维温度场重建研究

针对以声学CT法重建三维温度场时,由于网格数目有限,边缘温度值无法直接进行重建等问题,提出了一种指数SVD法与Kriging模型相结合的重建方法.采用指数SVD法对典型单峰、双峰、四峰模型温度场进行了重建;引入Kriging模型对重建温度场进行了内插、外推,验证Kriging模型插值精度.结果表明,指数SVD算法和Kriging模型结合的重建温度场重建精度高.将Kriging模型引入到重建温度场的内插、外推中,为解决重建温度场内部温度细化与边缘温度重建,以及网格剖分数目较少的温度场重建问题,提供了一种有效的手段.