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文檔簡介
1、醫(yī)學(xué)圖像三維可視化技術(shù)可以使一系列二維圖像重建出三維圖像模型,為醫(yī)生提供真實感的三維醫(yī)學(xué)圖像,提高診斷的正確率。Marching Cubes算法(MC)提出了一種檢測體元和提取等值面的方法,是使用比較廣泛的三維重建算法。
本文首先分析了MC算法的原理,對于標(biāo)準(zhǔn)的MC算法,根據(jù)15種等值面連接模型,構(gòu)造了256長度的查找表,新的查找表可以根據(jù)索引值得出體元內(nèi)部三角面片的數(shù)量,以及各個三角面片頂點所在體元邊的位置,提高了查找的效率
2、和正確性。
針對MC算法的不足之處提出了幾點改進方法,主要分為三個部分:預(yù)處理、等值面的計算、提高等值面的精度。
1.對醫(yī)學(xué)圖像進行平滑處理,降低噪聲對三維重建結(jié)果的影響。在二維數(shù)據(jù)預(yù)處理上,改進了基于高斯算法的各向異性去噪算法,提出了基于邊緣擴散的非線性去噪算法,在保留邊緣的同時,對圖像進行去噪處理,在對圖像邊緣部分去噪處理時算法只沿著圖像的邊緣方向,抑制非邊緣方向上的擴散,在非邊緣部分,采用一次高斯去噪平滑,降低
3、算法多次平滑后導(dǎo)致圖像模糊的影響;對于三維數(shù)據(jù)的預(yù)處理,提出了基于邊緣的各向同性平滑算法,根據(jù)目標(biāo)點鄰域3×3×3空間內(nèi)均值平滑處理。由實驗效果可以看出,醫(yī)學(xué)圖像在較好去噪的同時有很好的邊緣保持效果,重建出來的三維圖像表面光滑、連續(xù),減少了表面空洞的現(xiàn)象。
2.針對標(biāo)準(zhǔn)的MC算法等值面計算方法的不足,對閾值的選擇、插值算法做出了改進,用雙閾值取代單閾值,中點插值取代線性插值。雙閾值的算法給定一個灰度值范圍,讓重建出來的三維圖像
4、表面更加光滑連續(xù),并且能減少因為較大灰度值導(dǎo)致的錯誤重建;采用中點插值的方法計算頂點和法向量,相對于線性插值的算法,減少了算法的計算步驟,極大的提高了效率,由實驗得出,在不影響圖像視覺效果的前提下,算法的執(zhí)行時間減少了將近一半。
3.將MC算法提取出的等值面進行細(xì)化,讓它逼近體元內(nèi)真實的等值面,提高算法的精度。在分析了已有改進算法的前提下,提出了基于PNT三角細(xì)分的MC算法,改變PNT三角細(xì)分算法的實現(xiàn)形式,在不考慮三角網(wǎng)格的
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