基于2D轮廓线的体数据切割算法

为了方便医生从三维角度直观理解体数据的内部细节,提出一种基于2D轮廓曲线的交互式体数据切割算法,并结合可视化工具包和布尔操作实现单平面和包围盒的体数据切割。轮廓线体数据切割算法根据操作者在图像窗口任意勾画的2D轮廓曲线构建切割几何体,并将轮廓曲线和体数据通过坐标变换映射到掩膜图像内,在2D空间实现三维图像数据的切割。实验结果表明轮廓线切割算法可处理任意形状的切割几何体。     

基于双距离场的三维中心路径提取算法

在真实的三维数据场中,自动地提取中心路径是实现自动漫游的关键问题.为了解决当前中心路径自动 提取算法中存在的效果差,计算量大的问题,提出了一种基于双距离场的快速三维中心路径提取算法,该算法对于 任意给定可连通的起点和终点,首先建立基于起点的源距离场和基于边界的边界距离场,然后通过两个距离场的 共同约束来快速地提取出一条连接起点和终点的中心路径,同时为了保证漫游的效果,还采用3次B样条曲线对 所获取的路径进行了光滑,最后在PC机平台上实现和测试了该算法,实验结果证明,该算法不仅速度快、效果好, 而且具有很高的灵活性.     

基于Web模式的医学图像三维重建与切割*

基于VTK开源软件包,结合Java applet编程,采用Java applet签名技术对程序进行签名认证。实现了Web方式下DICOM医学图像的三维重建,在重建的三维体上清晰显示出了人体器官的解剖结构,重建可在Internet上以Web模式跨平台运行,并可在三维体上进行交互切割和模拟手术开窗。分析用Java applet实现基于Web的医学断层图像三维重建是可行的,且实现的系统便于维护和升级,说明在临床上有很大应用价值。     

一种医学图像数据场的剖切显示算法

提出了一种基于体绘制模型的医学图像数据场的三维可视化法 :剖切显示法 ,并在微机环境下以人体头部CT图像为例进行了实验。实验证明该方法具有绘制速度快和成像精度高的优点。     

基于动态纹理载入的大规模数据场体绘制

为克服图形硬件对传统纹理映射体绘制的限制,提出了一种在普通PC上进行大规模数据场体绘制的有效方法。该方法中,体数据被划分为合适大小的数据块,这些数据块被动态的载入图形硬件,并利用3维纹理映射进行绘制。在整个绘制过程中,仅有一个数据块存储在图形硬件上,有效地提高了对大规模体数据的绘制能力。同时,充分利用目前PC图形硬件成熟的可编程特性,通过对梯度的实时计算来减少在传统纹理映射体绘制中巨大的内存消耗。实验结果表明,该方法在普通PC上可以对超过纹理内存容量的大规模体数据进行交互式体绘制。     

非规则数据场并行体绘制算法

并行算法是实现体绘制加速的重要途径，然而现有的并行体制绘制算法大部分是针对规则数据场的。     

基于三维切割的精确测量

在本文中我们提出一种基于三维切割的精确测量方法。通过引入一个垂直于Z轴的切割平面来锁定三维测量的深度信息,通过旋转重建三维体和移动切割平面操作,所有有效测量点始终位于切割平面;同时还新建一个切割缓冲器用于存放精准的三维坐标值,这样用户就可以结合三维切割和三维旋转技术实现真正意义上的三维测量。与传统测量相比该方法能够有效改善测量精度,且能为医师提供更为完善的决策辅助。     

利用数据场和欧氏距离的图像边缘提取

图像边缘是图像分析和识别的基础,图像边缘信息的准确性和完整性对后续图像分析和识别有重要影响。为实现图像边缘有效提取,提出一种利用数据场和图像欧氏距离的图像边缘提取方法。首先,该方法利用数据场理论构建图像数据场,实现图像灰度值特征空间到数据场势值空间的转换。然后,在对图像数据场的势值计算时引入图像欧氏距离,利用图像区域欧氏距离扩大像素差异,抑制微小细节和噪声,得到"背景"和"目标"相对分离的势值图。最后,用改进Canny算法对势值图进行边缘提取。实验表明,用本文方法可以有效提高边缘提取的准确性,减少伪边缘,抑制冗余细节和噪声。     

医学体数据的三维测量技术研究

医学体数据的三维测量技术是计算机可视化、图像分割与测量等技术在生物医学工程上的重要应用,它提供了一种对器官组织进行三维观察、分析和测量的技术手段,在医学临床与医学研究中具有重要意义.通过医学体数据的分割技术将特定的器官组织(如病灶区)分割出来进行三维测量,为医学诊治和研究提供可靠的数据分析.     

基于边界距离场的管腔中心路径自动提取算法

首先计算三维空腔目标的精确边界距离场,然后建立基于该距离场的代价最大生成树,最后从生成树中提取中心路径.实验结果表明,精确的边界距离场使得提取的中心路径更加精确,而快速算法的应用提高了该算法的效率,获得的结果可直接用作虚拟内窥镜的漫游路径.     

基于距离场的三维模型网格重建

根据任意亏格和任意边界的3D网格模型,给出一种网格重建算法。该算法通过对原始网格进行一系列自适应的局部修改操作,改进网格中三角形的质量和顶点位置分布。为减少优化过程中误差的累积,提出基于距离场的算法将新生成的顶点保留到原始网格曲面上,该算法实现简单,不需要复杂的全局参数化操作。实验结果表明,该算法有效、快速、稳定。     

体绘制的任意曲面切割方法

为了在体绘制的过程中,响应用户的实时交互以及对体数据进行切割。论文提出了一种预计算外部轮廓,基于ConstructiveSolidGeometry(CSG)的方法来进行切割的方法。预先计算的外部轮廓在整个体绘制过程中完成界定体元绘制的边界和进行切割交互的功能,因此提高了体元绘制和切割的效率。引入外部轮廓几何体之后,采用基于CSG的方法来进行交互式切割,保证了原有外部轮廓和切割体各自内部的拓扑关系。最后,通过对纹理坐标的实时计算,实现3D纹理的映射。论文借助于现有可编程图形流水线的功能实现该方法,完成了高效率的实时交互和绘制。     

基于X3D的远程教育系统的设计与实现

远程教育作为一种独立的教育形态,已经从第一代的函授教育发展到现在的以网络教育为主要的形式的现代远程教育阶段。2004年,国际标准化组织通过X3D规范,从此X3D成为网络3D的标准。本文把X3D引入到远程教育系统的设计与实现当中,设计了基于X3D的远程教育系统,并对实现这个系统的关键技术和实现的过程做了详细的探讨。     

基于特征距离的阈值法及其在眼科图象分割中的应用

医学图象的识别与分析能够为临床提供定量比的诊断依据,而图象分割是其中最关键的一步。为提高医学图象侵分割效果,提出了一种基于特征距离的阈值分割算法,并将其与颜色特征分类相结合,来对眼科裂隙灯生物显微镜图象上的角膜充血区进行分割,分割结果可用于角膜充血区的定量体分析,另外,该算法中的样本典型值是通过一种三维直方图分块算法来确定的,实验结果表明,该算法可以有效地分割出角膜充血,其分割效果优于欧氏距离阈值法,且分析数据的精度能够达到临床诊断的要求。     

基于LOD四叉树算法的中尺度云团三维流场可视化模拟分析

中尺度环流在复杂的天气环境下时常被大尺度环流掩盖,不能及时获取中尺度云团的时空密度,影响了中尺度云团三维流场可视化模拟效果,为了提升可视化模拟性能,提出基于四叉树算法（levels of detail,LOD)的中尺度云团三维流场可视化模拟分析方法。分析了中尺度云团三维相对流场,从中获取了中尺度云团三维流场运动规律,并基于二维直方图取得中尺度云团三维流场特征;将粒子源与四叉树结构相结合,构成四叉树粒子系统,把取得的特征映射到系统内,利用该系统中的粒子完成中尺度云团三维流场的渲染绘制,从而实现中尺度云团三维流场的可视化模拟。实验结果表明,绘制帧率对比测试、可视化模拟速率对比测试和可视化模拟效果对比测试结果清晰度较高,可视化程度较高,实用性强、可靠性高。     

基于测地距离的形体分布算法

使用D2方法计算形体分布[1]算法时采用欧几里德距离计算,欧几里德距离是拓扑无关的。这里我们讨论一种使用测地距离来表示两点距离[21～24]。这种测地距离方法能表达出模型的拓扑关系,它和采用欧几里德距离可能各有不同的应用。     

基于二次B样条的曲线窗口上的裁剪算法

分析了封闭图形内外裁剪的本质,将它们统一为连通区域的求交集运算。通过以二次B样条曲线为基础的有向环来表示区域,并构造环之间的交点表等给出了一般二次曲线窗口上的裁剪算法。     

基于插值多项式的可验证随机数

信息安全协议中使用的随机数通常由协议参与者任意选取,其他参与方无法验证,从而影响协议的公平性。针对上述问题,提出一个基于插值多项式的可验证随机数生成方案。该方案无需可信任的第三方,计算中心只承担计算职责,不承担可信任第三方的验证职责,并且方案中任意参与者都能验证随机数的随机性,保证了协议的公平性。     

距离场定义下异质材料CAD信息建模方法

提出一种基于CAD零件离散体素模型的异质材料建模方法．该方法重点对多材料模型和功能梯度材料模型建模进行描述,以数字距离变换为手段求得模型体素到所选特征的距离场,以体素中心到特征的最小欧氏距离为标准将模型几何空间中的点映射到材料空间,建立起零件的异质材料模型．最后给出了三个建模实例．