基于VTK的人體脊椎三維重建方法的研究.pdf

1、利用多幀二維圖像重建三維立體場(chǎng)景的三維重建技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，并且目前主要在計(jì)算機(jī)圖像處理和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
　　而醫(yī)學(xué)圖像的三維重建技術(shù)在各醫(yī)學(xué)方面都有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。它的基本原理是利用從醫(yī)學(xué)成像設(shè)備中采集得到的二維原始圖像經(jīng)處理后轉(zhuǎn)變?yōu)槿S數(shù)據(jù)，然后以直觀立體的形態(tài)顯示出來(lái)。介于臨床醫(yī)學(xué)的需求，此技術(shù)的實(shí)用價(jià)值主要體現(xiàn)在其重建速度和重建精度兩個(gè)方面。為此，出現(xiàn)了眾多優(yōu)秀的重建算法，但

2、設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)行速度快，重建圖像質(zhì)量高的算法仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的難題。
　　本文先對(duì)醫(yī)學(xué)圖像三維重建技術(shù)的研究背景和現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧，并且簡(jiǎn)述了三維重建的具體步驟，包括二維圖像的獲取，配準(zhǔn)，體數(shù)據(jù)重建等，而其中最為關(guān)鍵過(guò)程的就是體數(shù)據(jù)重建。
　　其次，在通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的體數(shù)據(jù)重建算法進(jìn)行對(duì)比和研究后，提出了在最近像素鄰域(PNN)算法中進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，主要是在經(jīng)過(guò)bin-filling得到粗略的體數(shù)據(jù)后對(duì)剩余的空體素進(jìn)行填充插值的一種

3、優(yōu)化方法。一定程度上在保證了重建圖像的質(zhì)量的基礎(chǔ)上，減少了重建運(yùn)行時(shí)間。
　　最后簡(jiǎn)單介紹了當(dāng)前在醫(yī)學(xué)可視化領(lǐng)域中應(yīng)用最普遍的可視化開(kāi)發(fā)工具Visualization Toolkit(VTK)，并詳述了兩種傳統(tǒng)的可視化顯示算法，包括面繪制算法(RenderingSurface)和體繪制算法(RenderingVolume)兩大類。最終在VTK平臺(tái)上利用體繪制算法的自適應(yīng)光線投射(Ray Casting)，實(shí)現(xiàn)了人體脊椎骨模型的三維