基于小波分析的醫(yī)學(xué)序列圖像壓縮與三維重建方法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,以及信息通信技術(shù)和醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)的不斷深入研究,遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)越來(lái)越多地受到人們的重視。在醫(yī)學(xué)信息存儲(chǔ)檢索以及遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)中,圖像壓縮與三維重建是兩大核心技術(shù),尤其對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的性能和價(jià)值有著重要影響,也是目前醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域中不斷研究的發(fā)展方向。
　　本文主要對(duì)醫(yī)學(xué)序列圖像的壓縮與三維重建方法進(jìn)行了研究,重點(diǎn)對(duì)3D SPIHT算法,三維重建中的移動(dòng)立方體(Marching cubes,MC)算法和光線投射

2、(Ray Casting)算法進(jìn)行了深入研究與全面分析。主要工作內(nèi)容如下:
　　首先,通過(guò)深入研究EZW算法和SPIHT算法的原理和編碼過(guò)程,將SPIHT算法擴(kuò)展到三維。而原3D SPIHT算法中,LIS掃描時(shí)存在冗余編碼問(wèn)題,同時(shí)L表項(xiàng)的產(chǎn)生和處理分兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行,增加了算法的復(fù)雜度。針對(duì)以上不足,提出了一種改進(jìn)的3D SPIHT算法。在改進(jìn)算法中減少了表征各表項(xiàng)重要性的碼流,并將L型表項(xiàng)的產(chǎn)生和處理融入到一個(gè)過(guò)程中,降低了算法的

3、復(fù)雜度。同時(shí),基于三維小波變換,采用改進(jìn)的3D SPIHT算法對(duì)多組序列圖像進(jìn)行編/解碼實(shí)驗(yàn),并從客觀保真度和圖像恢復(fù)質(zhì)量方面對(duì)改進(jìn)算法的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析。結(jié)果表明,改進(jìn)3D SPIHT算法比原3D SPIHT算法的PSNR值提高1-5dB左右。
　　其次,針對(duì)含有大量信息的切片序列編碼時(shí)間長(zhǎng),效率低,甚至一般的電腦無(wú)法處理的問(wèn)題,根據(jù)相鄰切片間的相關(guān)度,提出了一種基于相關(guān)性分組改進(jìn)的序列圖像壓縮方法。同時(shí),借助于3D SPIH

4、T算法和改進(jìn)的3D SPIHT算法對(duì)該方法的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在相同條件下,該方法大幅度提高了編碼效率,使編碼時(shí)間縮短了近1/3—1/2。最后綜合分析得出,分組結(jié)合改進(jìn)的3D SPIHT的方法在提高壓縮性能的同時(shí)縮短了編碼時(shí)間,提高了編碼效率。
　　最后,針對(duì)目前醫(yī)學(xué)圖像三維重建方法進(jìn)行了研究,重點(diǎn)對(duì) MC算法和 Ray Casting算法進(jìn)行了深入研究,同時(shí)分析了可視化工具包VTK(Visualization