體繪制多維傳遞函數(shù)的智能設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、目前，直接體繪制技術(shù)成為科學(xué)計(jì)算可視化應(yīng)用最廣泛的方法之一。它采用直接對所有體素進(jìn)行處理、輸出的方法，重建出具有整體視覺效果的高品質(zhì)的三維投影圖像。傳遞函數(shù)的設(shè)計(jì)作為直接體繪制技術(shù)中的關(guān)鍵步驟一直備受關(guān)注。體繪制的傳遞函數(shù)將三維體數(shù)據(jù)的體素值映射成光學(xué)成像參數(shù)，直接決定了三維重建圖像的質(zhì)量。但長期以來，體繪制傳遞函數(shù)的設(shè)計(jì)問題一直沒有得到很好的解決，成為制約體繪制技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的瓶頸，也是近年來體繪制研究的關(guān)鍵技術(shù)和熱點(diǎn)問題。本文在研究

2、分析當(dāng)前體繪制傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合繪制的交互界面和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來指導(dǎo)傳遞函數(shù)的設(shè)計(jì)過程，以提高實(shí)現(xiàn)傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和智能化水平。本文的主要工作包括：
　　（1）針對當(dāng)前體繪制傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)缺乏直觀的交互界面的情況，設(shè)計(jì)了一種直觀的基于繪制的交互界面。在該交互界面中，用戶通過畫筆獲得感興趣體素的特征信息作為訓(xùn)練樣本對RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。與傳統(tǒng)方法相比，本文所設(shè)計(jì)的交互界面可以在不具備傳遞函數(shù)參數(shù)空間先驗(yàn)知識(shí)的情況下

3、，直觀方便地定義感興趣的對象，大幅提高人機(jī)交互的效率。
　?。?）針對當(dāng)前體繪制傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)具有較大盲目性的問題，在深入分析當(dāng)前人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于體繪制傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)的可行性和有效性的基礎(chǔ)上，提出了一種基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的體繪制多維傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法。利用上述交互界面所構(gòu)建的特征集對RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，并實(shí)現(xiàn)全部體素的分類識(shí)別，對不同的分類結(jié)果賦予不同的光學(xué)參數(shù)進(jìn)行顯示，自動(dòng)完成傳遞函數(shù)的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自主學(xué)