體繪制中智能傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法研究及應(yīng)用.pdf

1、體繪制是一種重要的三維數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化技術(shù),傳遞函數(shù)是體繪制過(guò)程中用以確定體數(shù)據(jù)與光學(xué)特征對(duì)應(yīng)關(guān)系的關(guān)鍵步驟,對(duì)成像質(zhì)量具有十分重要的作用。然而傳遞函數(shù)的設(shè)定往往需要大量嘗試,困難且不直觀(guān),尋找好的傳遞函數(shù)已被列為體數(shù)據(jù)可視化中的十大難題之一。
　　 近年來(lái),研究學(xué)者將智能算法引入到傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)中,把尋找合適的傳遞函數(shù)的過(guò)程轉(zhuǎn)化為參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了傳遞函數(shù)的智能設(shè)計(jì)。但智能傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法的繪制效果缺乏精確的客觀(guān)評(píng)價(jià),尤其對(duì)大型體

2、數(shù)據(jù)的探索具有盲目性,并且自動(dòng)設(shè)計(jì)效率較低。針對(duì)這些問(wèn)題,本文從繪制評(píng)估和傳遞函數(shù)更新兩個(gè)方面出發(fā),對(duì)體繪制智能傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。主要工作和成果如下:
　　 為了解決智能傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法中圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法各異、適用性差的問(wèn)題,提出基于圖像信息熵的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。該方法利用圖像信息熵度量圖像紋理復(fù)雜度的特性,將其引入到智能設(shè)定的繪制評(píng)估模塊,提高了智能傳遞函數(shù)應(yīng)用于不同體數(shù)據(jù)可視化的效果。
　　 通過(guò)研究對(duì)比遺

3、傳算法、粒子群算法和量子粒子群算法,可以發(fā)現(xiàn)量子粒子群算法具有參數(shù)設(shè)置少、收斂速度快和全局尋優(yōu)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。因此,為了解決智能傳遞函數(shù)設(shè)定中自動(dòng)設(shè)計(jì)效率低下的問(wèn)題,提出基于量子粒子群的傳遞函數(shù)更新方法,通過(guò)其快速的全局尋優(yōu)性能,達(dá)到了用戶(hù)的繪制實(shí)時(shí)性要求。
　　 基于上述研究,結(jié)合圖像信息熵的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法,提出一種基于量子粒子群算法的智能傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法。該方法自動(dòng)設(shè)計(jì)出適合不同數(shù)據(jù)場(chǎng)的傳遞函數(shù)。將該智能傳遞函數(shù)設(shè)定方法應(yīng)到