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基于OpenGL的三维重建技术在医疗影像系统中的应用研究

作　者: 陆琦
导　师: 姚明海
学　校: 浙江工业大学
专　业: 计算机技术
关键词: 三维重建 OpenGL 线性插值
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 11次
引　用: 0次
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内容摘要

随着医疗技术和水平的不断增长,医疗器械的软硬件水平也得到快速的发展。尤其是医疗影像技术的研究正被越来越多的专家所关注。医疗影像技术涉及到了多领域的知识,如医学、计算以及数字图像处理等领域的知识；此外,随着数据存储技术在医疗中的广泛应用,越来越多的医学影像数据被存储到了信息库中,对医学数据的计算提出了跟高的要求。本文针对三维重建技术和医疗数据计算存在的问题,通过改进算法以及提升数据处理速度相结合的方式解决存在的问题。首先,本文优化和改进了传统的Cutting Plane算法,提出了一种基于Matrix Operation的切割平面插值方法。该三维插值算法最突出的优势在于容易移植到GPU执行,极大的提高了三维插值的执行效率；第二,文章针对医生在医疗诊断过程中难以快速、准确的获取病源提的相关图像信息的问题,通过对几何轮廓模型和C_V模型的改进,提出了一种基于RIS(区域信息统计)的水平集图像分割算法,有效的实现了对三维空间图像的分割与提取；第三,使用OpenGL的绘图处理器(GPU)实现硬件加速,通过GPU的多线程并行计算功能,让海量图像数据的快速渲染和高效绘制成为了可能；第四,本文提出了一种三维人机交互模型。该模型的设计思想是：将鼠标的平面运动转换成三维空间运动,主要的功能有拖拽、平移和旋转等；最后,论文的最后对课题的研究工作和研究内容进行总结,并展望医疗影像技术的未来发展趋势。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究的背景和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 论文的结构  12-13
  1.4 本章小结  13-14
第二章关键技术  14-19
  2.1 OpenGL  14-15
  2.2 OpenGL技术特点  15-16
  2.3 Shader Language  16-19
第三章三维重建系统的人机交互模型  19-26
  3.1 模型变换矩阵  19-21
  3.2 ArcBall模型  21-26
    3.2.1 ArcBall原理分析  21-22
    3.2.2 ArcBall的应用  22-26
第四章三维重建系统的两种加速方案  26-31
  4.1 基于VBO的硬件加速方案  26-27
  4.2 基于OpenGL GLSL的硬件加速方案  27-30
    4.2.1 两种着色器  27-30
    4.2.2 处理器之间的通信  30
  4.3 本章小结  30-31
第五章基于三维重建技术的医疗影像系统  31-68
  5.1 三维重建  31-34
  5.2 系统框架设计  34-35
  5.3 系统信息输入模块  35-37
  5.4 系统信息处理模块  37-64
    5.4.1 图像的灰阶调整  37-40
    5.4.2 Cutting Plane算法优化和改进  40-48
    5.4.3 图像分割算法优化  48-58
    5.4.4 图像的曲面拟合  58-64
  5.5 系统的信息输出模块  64-68
    5.5.1 图像的正交显示  64-66
    5.5.2 正交面的显示效果  66-68
第六章论文总结与展望  68-70
  6.1 论文总结  68
  6.2 展望  68-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
攻读学位期间的研究成果  74

基于OpenGL的三维重建技术在医疗影像系统中的应用研究

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