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《基于片段融合的醫(yī)學(xué)圖像光線投影體繪制技術(shù)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于片段融合的醫(yī)學(xué)圖像光線投影體繪制技術(shù)【摘要】光線投影算法是醫(yī)學(xué)圖像三維可視化中常用的體繪制技術(shù)，算法原理簡單，具有較高的成像質(zhì)量，但繪制速度較慢。我們改進算法，利用投射光線與平面簇求交，快速確定融合片段，減少插值計算量，采用基于片段的融合繪制技術(shù)，加快融合速度，并且利用包圍盒技術(shù)減少對無效平面的求交，提高了光線投影的效率。實驗結(jié)果表明，改進后的算法既能保證繪制質(zhì)量，又能顯著減少計算量，提高體繪制的速度?！娟P(guān)鍵詞】體繪制;醫(yī)學(xué)圖像;光線投影算法;平面簇求交;片段融合 RayCastingVolumeRenderingofMedical Image
2、sUsingSegmentCompositionXULing，QIANZhiyu，TAOLing (DepartmentofBiomedicalEngineering,CollegeofAutomation,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing210016,China)13 Abstract：Wepresentedanimprovedfastalgorithmofraycastingvolumerendering.Ouralgorithmcouldfigureoutcompos
3、itionsegmentfleetlyandreduceinterpolationcalculationbyintersectioncomputationoftherayandafamilyofplanes.Takenadvantageofsegmentcompositionmethod,thecompositionvelocitywasaccelerated.Andutilizingboundaryboxtechnique,thealgorithmavoidedintersectioncomputationwithuselessplanesandgre
4、atlyimprovedtheefficiencyofraycasting.Theexperimentresultsshowthattheimprovedaccelerationalgorithmcanproducetherequiredqualityimages,atthesametimereducesthetotaloperationsremarkably,andspeedsupthevolumerendering. Keywords：Volumerendering;Medicalimage;Raycastingalgorithm;Intersec
5、tioncomputationofplanes;Segmentcomposition 1引言13 醫(yī)學(xué)影像的體繪制技術(shù)在臨床上已成為輔助診斷和輔助治療的重要手段。體繪制技術(shù)可分為間接體繪制和直接體繪制兩大類，與間接體繪制相比，直接體繪制不僅能觀察組織的表面，還能夠透過表面觀察到組織的內(nèi)部細(xì)節(jié)，有助于醫(yī)生對病灶部位做出正確的判斷，更適合于臨床應(yīng)用。光線投影算法[1]是直接體繪制中效果較好的方法，具有較高的成像質(zhì)量，可以顯示醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)場中細(xì)微的特征信息，且算法原理簡單、易實現(xiàn)，其技術(shù)已成為近年來醫(yī)學(xué)信息可視化領(lǐng)域研究的熱點。但由于其投影光線數(shù)量巨大，嚴(yán)
6、重影響了成像速度，為此，本研究在深入研究和綜合分析各種加速算法的基礎(chǔ)上[2-6]，提出了一種光線投影體繪制的綜合加速算法，在保證繪制質(zhì)量的基礎(chǔ)上，有效地縮短光線投影算法的繪制時間。 2光線投影算法原理 光線投影算法原理可簡單描述為：根據(jù)設(shè)定的觀察方向，從屏幕上的每一個像素點發(fā)出一條射線，見圖1。射線穿過三維數(shù)據(jù)場，沿著射線選擇若干個采樣點，并由距離采樣點最近的8個數(shù)據(jù)點的顏色值和不透明度值作三次線性插值，求出該采樣點的顏色值和不透明度值，最后將每條射線上各采樣點的顏色值及不透明度值按從前向后或從后向前的順序進行合成，得到屏幕上該象素點的最終顏色值。1
7、3 光線投影算法能顯示出非常豐富的信息，甚至連數(shù)據(jù)場中細(xì)微的特征都不會丟失。但是光線投影算法的致命缺陷也源于此。首先，光線投影算法就是重采樣點的光學(xué)屬性按順序進行融合的一個過程。假設(shè)像平面上有M個像素點，那么要發(fā)射M條射線，如果每條射線上選取N個采樣點，則需要對M×N個采樣點進行空間定位，為了得到較好的繪制效果，所需投射光線數(shù)量M和采樣點個數(shù)N巨大，所以計算量很大,極大地影響了成像速度;其次，定位后采樣點光學(xué)屬性的計算采用三次線性插值的方法，該方法可取得較高的成像質(zhì)量，但效率很低，用簡單的插值方法又不能保證繪制質(zhì)量?！ ¤b于傳統(tǒng)光線投影算法的上述缺陷，
8、我們提出了一種綜合的加速算法，在保證繪制質(zhì)量和不增加復(fù)雜度的前提下，有效地提高了
