相关点搜索的等值面快速提取方法

MC算法是一种广泛使用的三维重建方法,但其存在拓扑二义性,生成三角片数量较大,重建效率低下等缺点.对此,提出一种基于MC算法改进的等值面快速提取方法,它根据体元顶点的相关性,选取合适的角度来判断数据点的取舍,并使用中点法替换传统的线性插值减少运算,最后使用Open GL三维图形语言编程实现可视化.该方法能有效避免二义性的发生,加速提取等值面,提高三维重建效率,提升了重建图像效果.经过实例验证了改进方法的可行性.     

医学图像三维重建的规则移动立方体法

标准的移动立方体（Marching Cubes,MC）算法不适合实时绘制大量的三角面片。在MC算法的基础上提出了一种能大量减少三角面片数量的规则移动立方体算法（Regularized Marching Cubes,RMC）。该算法通过建立表面判断查找表寻找等值面,不需要判断体数据中的每个立方体,起到了减少立方体数目判断的作用,从而节省计算时间;同时在等直面的合并过程中,通过确定种子等值面、设置阈值,自适应地合并已判断过的立方体中包含的面片,保证了不同精度下的合并效果。在用户设定的误差范围内,可以加快医学图像...     

基于MC算法的螺旋CT扫描数据的三维重建

在Marching Cubes(MC)算法的基础上，针对螺旋CT扫描数据的特点，提出一种改进的三维表面的快速绘制方法。通过使用体元描述表，并且对体元数据进行二值化处理，简化了数据，在绘制过程中，根据形体拓扑结构，优化了体元内部的等值面形成算法，提高了三维重建的速度和质量。     

一种改进的MC算法

MC方法是医学图像三维重建常用方法.传统MC方法在计算中需遍历整个体数据场,而等值面只与部分立方体相交导致计算效率不高,对此已有相应的改进方法.但已改进的方法在计算过程中仍产生冗余多边形,使计算效率下降.笔者针对此问题提出了一种减少冗余多边形的进一步改进的MC方法,并根据该算法对CT数据进行三维重建.实验结果表明本算法与原改进MC算法效率相比有一定提高.     

基于分割MC算法的超声影像三维重建方法

为了克服传统MC(marching cubes)算法对空间所有体素进行处理时执行效率不高和分割阈值难以确定的缺点,提出了一种基于分割MC算法的超声影像三维重建面绘制方法。它将分割后的超声图像作为分割MC算法的输入,利用分割结果构造等值面,提高了三维重建的速度和质量。运用可视化开发包(VTK),采用该算法对超声图像的肝脏肿瘤及周围组织器官(血管)进行了三维重建。实验结果表明:采用分割MC算法进行三维重建的速度均在20s以内,精度高,满足临床快速性及高精度要求。该方法已经在肝癌微创治疗中获得成功的临床应用。     

多视角三维数据场的构建研究

基于移动立方体（marching cubes,MC）算法,考虑到现实条件下观测数据的不完整性,提出一个方便模式识别研究的可伸缩三维数据场模型。该模型混合 MC 算法和分区域处理方法,考虑了多角度观测对场域及目标的影响,描述了三维数据场对模式识别的作用。场域建立的实践表明,利用多观测点互相补充的方法改进了 MC 算法,提高了运行效率。     

基于改进Marching Cubes算法的血流实时仿真研究

针对传统的Marching Cubes算法空体元检测时间过多影响执行效率的问题,设计了一种针对流体表面绘制的Marching Cubes改进算法。在算法中,首先检测了规则点阵的密度,然后通过设定阈值将粒子密度低于阈值的区域与密度高于阈值的区域分离,仅将密度较高的区域使用简化版Marching Cubes算法绘制。仿真实验证明,与球形渲染算法和Marching Cubes算法相比,本文提出的算法减少了对空体元的访问,提高了显示的质量,从而使得整体绘制算法符合实时渲染的要求。     

发动机三维流动数值计算可视化技术研究

对三维数据场等值面Marching Cubes算法进行了改进,通过对每个顶点与三角片之间邻接关系的计算及法向量求法的改进获得交点法矢,将MC算法推广到三维非规则数据场等值面的计算,并结合发动机三维数值模拟的具体数据结构,完成了等值面及体绘制。     

基于改进MC和MT算法的CT图像三维重建

MC算法是医学图像三维重建的一种主要技术。传统的MC算法在拓扑结构上存在面二义性和体二义性问题,使得生成的三维图像存在空洞。而MT算法是MC算法的变形,该算法不存在面二义性和体二义性,但计算量相比MC算法更大。本文结合两种算法的优点,对单个立方体先使用MC算法抽取等值面,若不存在二义性,则继续用MC算法处理;否则使用MT算法对该立方体进行处理,并且使用一定的方法消除其带来的剖分二义性。这样既避免了MC算法的二义性问题,又解决了MT算法计算量太大的问题,是一种折中的方案。     

不确定时间序列数据库中概率K最近邻查找

为了对不确定时间序列上的概率K进行最近邻查找,该文从降维和索引剪枝两方面进行了研究。针对不确定时间序列的高维度性和不确定性两方面的复杂性,基于点对线性近似降维方法,提出了关于安全剪枝、最近邻概率计算以及最近邻概率上限计算的3个定理,用以提高查找效率。在此基础上,给出了不确定时间序列概率K最近邻查找算法,解决了高维度不确定时间序列查找中的维灾问题,具有较高的查找效率。实验结果验证了算法的有效性和效率。     

基于体数据变形的自适应移动立方体算法的研究

 移动立方体（Marching Cubes）算法是一种经典的三维重建方法,但是对采样稀疏的体数据进行重建时,不能满足所需的精确度要求。提出了一种基于体数据变形的自适应移动立方体算法。该算法通过自适应地改变体素顶点的位置,使得体素包含更多的图像信息从而使体素内的三角面片更加逼近等值面;同时,采用了区域增长策略对体数据进行分割从而避免了对整个体素空间的运算;对算法的并行优化提升了算法的三维重建效率。实验证明使用该算法对稀疏体数据进行三维重建,提高了重建的精确度,并且保证了重建的实时性与交互性。     

基于MATLAB对两种三角化算法的分析

面绘制是一类三维空间数据场的可视化算法。它常需在三维空间规则数据场中构造等值面。最具代表性的等值面构造方法是Marching cubes。Dual cubes是另外一种等值面构造方法。本文将基于Matlab详细分析原始marching cube和dualcube算法。     

基于等值面拓扑简化的三维重建算法

针对工业CT无损检测巾缺陷的窄间信息无法准确判断的问题,提出了重建缺陷的算法.该算法使用八叉树来节省内存,并同时从内部增加和外郭切除体素的方法来准确找到缺陷的边缘,利用MC提取的等值面经过拓扑简化得到最终的重建模型.实验表明,该方法可以实现对缺陷的三维空间形状观察,并提高了检测效率,得到了缺陷在空间任意方向的分布.     

基于工业CT图像的可视化研究

工业CT图像三维可视化能够对工业构件提供真实、直观的反映。体绘制技术可以显示工业CT三维数据的整体特征和内部细节信息。根据光线投射算法的特点,采用对原始数据场进行最大熵原则的预处理的方法,加快了绘制速度,在一定程度上改进了光线投射算法。取得了较好的显示效果。     

序列图像的高精度面绘制方法

分析总结前人在面绘制方面工作的基础上,提出了一种极大地提高曲面绘制精度的数学方法——有理函数插值方法,可以有效的克服MC算法（Marching cubes）？MT算法（Marching tetrahedron）等由于采用线性插值而引起的在连接三角形面片时所造成的连接二义性问题以及拓扑不一致性问题。从实际数据的三维重建中可以看出使用该方法所绘制的等值面美观？光滑,具有很高的应用价值。     

医学人体数据三维可视化方法的研究与实现

结合医学图像三维可视化的两种方法：表面绘制方法和体绘制方法,采用了一种混合绘制方法,在微机上实现了医学断层图像序列的三维重构,既克服了表明绘制不能体现内部数据的缺点,又从一定程度上解决了人体绘制的速度问题。在此基础上,研究了对任意剖面数据进行检索的算法,通过对层间数据的插值,可以从任意角度和位置来观察剖面的形状、大小、颜色分布等各种病理特征,对临床诊断有重要意义。     

三维爆炸场冲击波检测与可视化

根据冲击波的物理属性及其在数值模拟结果中的特点,将压力场转换为压力梯度场;然后在压力梯度场的体绘制过程中,通过合理设置空气介质的传递函数,实现了三维爆炸场冲击波特征的检测与可视化处理. 为了提高可视化效率,对基于光线投射的体绘制过程,采用查找表和包围盒等技术进行了加速处理. 算例测试结果表明,本文方法可以清晰展示三维爆炸场的冲击波特征.     

一种大规模体数据压缩体绘制策略

针对基于GPU的大规模体数据直接体绘制过程中遇到的显存不足的问题,提出了一种大规模体数据的压缩绘制策略.该策略结合小波变换和分类矢量量化进行数据压缩,采用基于GPU的光线投射算法进行绘制,在绘制时,只解压变换当前绘制所需要的极少数数据,并结合多分辨率绘制,实现实时交互.基于CUDA的实验表明:该压缩绘制策略有效解决了显...     

基于Marching Cubes方法计算分子体积

利用Marching Cubes方法,基于分子形貌理论,提出了分子等值面模型体积的计算公式.首先,利用二进制和十进制的转换关系定义体元顶点的标号,并将与分子表面相交的体元归纳为16种不同的构型,其中包括基本构型和特殊构型.然后针对不同构型给出相应的体积计算公式,最终通过求和得到整个分子的体积.该方法的优点在于不需要重建分子表面,即可通过已知网格数据和阈值直接得到分子的体积,易于理解,并具有较高的计算效率.最后,通过几个典型分子体积计算结果的对比,证实了该方法准确有效.此外,该方法同样适用于其他从规则网格数据中提取的等值面模型体积的计算.     

层析γ扫描技术研究

层析γ扫描技术是放射性材料无损分析技术中最先进的分析技术之一,能够准确定量测量密闭容器内中、高密度非均匀介质中的放射性核素及其含量,它是核设施中可回收物以及核废物测量分析的主要方法.本文较先在国内开展了层析γ扫描技术的研究,对该技术所涉及的探测效率刻度、透射测量图像准确重建和发射测量图像快速重建三个关键技术进行了计算机模拟研究和实验研究.采用蒙特卡罗方法对层析γ扫描装置的探测效率进行刻度;针对透射测量图像重建,创建了一种新的图像重建算法;针对发射测量图像快速重建,提出线衰减校正因子的计算公式,并采用＂预运算＂方法,显著提高了发射图像的重建速度.计算机模拟研究和实验研究结果表明：应用本文提出的图像重建算法,层析γ扫描透射和发射图像重建值与参考值的相对均偏差小于10%,能够满足层析γ扫描装置的实际需要,更好地解决了层析γ扫描技术中的三个关键技术,为我国层析γ扫描装置的研制奠定了基础.