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

1、體繪制是一種重要的三維數(shù)據(jù)場可視化技術(shù),傳遞函數(shù)是體繪制過程中用以確定體數(shù)據(jù)與光學(xué)特征對應(yīng)關(guān)系的關(guān)鍵步驟,對成像質(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,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,研究學(xué)者將智能算法引入到傳遞函數(shù)設(shè)計中,把尋找合適的傳遞函數(shù)的過程轉(zhuǎn)化為參數(shù)優(yōu)化問題,實現(xiàn)了傳遞函數(shù)的智能設(shè)計。但智能傳遞函數(shù)設(shè)計方法的繪制效果缺乏精確的客觀評價,尤其對大型體

2、數(shù)據(jù)的探索具有盲目性,并且自動設(shè)計效率較低。針對這些問題,本文從繪制評估和傳遞函數(shù)更新兩個方面出發(fā),對體繪制智能傳遞函數(shù)設(shè)計方法進行了研究。主要工作和成果如下:
　　 為了解決智能傳遞函數(shù)設(shè)計方法中圖像質(zhì)量評價方法各異、適用性差的問題,提出基于圖像信息熵的圖像質(zhì)量評價方法。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。
　　 通過研究對比遺

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)能力強的特點。因此,為了解決智能傳遞函數(shù)設(shè)定中自動設(shè)計效率低下的問題,提出基于量子粒子群的傳遞函數(shù)更新方法,通過其快速的全局尋優(yōu)性能,達到了用戶的繪制實時性要求。
　　 基于上述研究,結(jié)合圖像信息熵的圖像質(zhì)量評價方法,提出一種基于量子粒子群算法的智能傳遞函數(shù)設(shè)計方法。該方法自動設(shè)計出適合不同數(shù)據(jù)場的傳遞函數(shù)。將該智能傳遞函數(shù)設(shè)定方法應(yīng)到