纹理映射体绘制的Java 3D实现

目的设计实现一个虚拟心脏系统原型,重点讨论其中的基于纹理映射的体绘制方法,给出用Java 3D软件方法实现纹理映射体绘制。方法获取CT心脏断层数据,对其进行预处理,在此基础上进行图像的滤波、分割、配准及裁剪,最后实现基于纹理映射体绘制的三维重构。结果用Java Java 3D实现了虚拟心脏系统原型中基于纹理映射的体绘制。结论采用软件方法(Java3D)实现了纹理映射硬件的功能,由于不需要三维纹理映射硬件的支持,降低了硬件成本。     

基于球体追踪的动态视差遮挡映射算法

提出了一种利用球体追踪进行逐像素光照计算的动态视差遮挡映射算法.该算法先对纹理的高度图进行预处理,为纹理高度空间内的任意点到高度图中保存的实际表面建立最短距离映射,并在图形处理单元（GPU）像素着色器上利用距离映射进行球体追踪,获得准确的纹理视差偏移值,同时加入纹理的自遮挡效果,生成软阴影.算法还利用可编程GPU管线进行硬件加速,以满足实时渲染的要求.与在高度图上进行固定步长线性采样的动态视差遮挡映射算法（DPOM）相比,所提算法的处理效率可提高3.3倍,并且不会出现DPOM算法在步长较大时出现的纹理漂浮现象.     

一种基于动态纹理的运动场景可视化方法

为实现大规模角色运动场景的高真实感快速仿真,提出了一种基于动态纹理的可视化方法. 使用基于关节点旋转角的动作迁移方法,获取角色的运动动作;使用基于曲线式骨骼的变形方法,实现运动角色变形;将角色运动过程,通过渲染到纹理技术,生成内容可以实时更新的动态纹理;将角色的动态纹理应用到Billboard上,替代运动角色,实现快速绘制;使用GPGPU(General Purpose on GPU)技术加速角色变形和绘制,进一步提高仿真速度. 对于包含1万个角色的大规模场景,可以实现30FPS的实时渲染,实验结果表明该可视化方法能够快速仿真大规模角色的运动场景.     

使用GPU编程的工业CT断层图像三维可视化技术

在具有可编程管线的图形处理器（GPU）上重新实现了传统的光线投射算法,将耗时的三线性插值和采样过程放在GPU上进行,以提高绘制速度.首先将体数据映射为三维纹理并将其载入到显存,接着通过对顶点着色程序和像素着色程序的编写将光线进入点、离开点的计算以及图像的合成运算移入GPU中,最后根据不同的采样点颜色混合公式实现不同的绘制效果.本算法通过只绘制一个代理面,避免了使用固定管线的混合操作,从而可通过自定义的混合算法来实现各种复杂的绘制效果.结论：与传统的光线投射算法相比,文中算法可快速重建出质量较高的图像,使实时绘制工业CT断层图像成为了可能.     

基于GPU的海面实时仿真的研究与实现

海面的仿真研究不仅在计算机图形学领域具有重要的意义,同时对于水力学、流体力学、波动力学、海洋学等都具有重要的实际意义.本文采用基于海洋统计和经验的模型,该模型采用大量正弦波的叠加来模拟海面,通过FFT合成一个类似海浪谱分布的高度场;通过实时纹理映射技术实现水面的反射和折射,从而增强水波动画的真实感;充分利用图形处理单元（Graphics Processing Unit,GPU）提供的可编程特性及强大的计算能力,用GPU来提高水面绘制速度,实现海面实时绘制.     

基于可编程GPU的快速体绘制技术

新一代的图形显示硬件集成了以图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)为核心的可编程顶点着色器和可编程像素着色器,为实现实时体绘制技术提供了硬件加速支持.该文首先分析了可编程GPU的绘制流水线、硬件体系结构和快速绘制原理.最后基于可编程GPU实现了医学体数据的快速最大密度投射体绘制方法.实验表明,采用GPU的可编程像素着色器进行体绘制所需要的时间明显地少与不用GPU的可编程像素着色器进行体绘制所需要的时间.     

基于GPU的实时烟雾动画的实现

基于物理的烟雾模拟一直是计算机图形学中的困难问题,现有的基于CPU的方法虽然有较好的模拟效果,但由于计算速度慢,往往只能应用于非实时渲染．本文基于GPU,通过使用分步卷积、绘制到纹理、存储多个状态量到纹理的彩色通道等技术来提高模拟速度,使目标驱动的烟雾动画能以实时的速率进行绘制．该方法不仅容易实现,而且在中等规模网格数下比基于CPU的实现快10～15倍．     

基于八叉树编码的CUDA光线投射算法

目的针对传统的GPU光线投射算法绘制效果差,绘制效率低的问题,在CUDA架构上对光线投射算法进行优化和加速。方法首先采用八叉树对体数据进行编码,有效地剔除体数据中对重建图像无贡献的部分;其次,将体数据绑定到三维纹理上,根据体数据大小分配线程,每条光线与体数据求交时采用并行计算;最后,在CUDA内核中实现光线投射算法。结果仿真实验结果表明文中算法可以将传统GPU光线投射算法的绘制速度提高7～15倍,并增强算法的绘制效果。结论算法对传统的GPU光线投射算法的绘制速度和效果都有提高。     

基于矢量量化压缩的大规模体数据直接绘制

针对大规模体数据通常不适合于硬件三维纹理加速绘制的问题,使用基于区域分裂的LBG算法对大规模体数据进行矢量量化压缩,使得其压缩编码适合硬件纹理空间大小.并在图形硬件的可编程渲染器中对压缩后的三维纹理体数据进行实时地矢量解码和绘制,在解码过程中通过设定掩码纹理给出了大规模体数据的局部感兴趣区域的体绘制.实验结果表明,在不同压缩比和信噪比下,大规模体数据绘制的图像仍然具有较高的质量且维持高帧速率,绘制性能满足实时交互.     

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...     

采用SOC芯片的便携式无线心电监护系统

针对传统心电监护装置电路结构复杂、 体积大、 携带不便等问题, 设计一种高度集成的便携式无线心电监护系统。系统采用模拟前端SOC(System On Chip)芯片ADS1298作为心电信号（ECG： Electro Cardio Gram）测量的核心芯片, 结合高速、 低功耗的单片机STC12LE5A60S2以及无线传输模块, 再将ECG数据传输给上位
机, 由LabVIEW软件编写的程序完成ECG信号处理。测试结果表明, 该系统具有电路结构简单、 体积小, 抗干扰能力强、 便携式、 高精度等优点, 有利于对心血管疾病的院前发现、 防治和远程诊治, 同时降低了心源性猝死的发生率。     

磁共振心脏门控成象研究

本文首先简要讨伦磁共振成象(MRI)系统在心脏成象中产生伪影的原因及消除伪影的方法,然后着重论述MRI心脏成象门控仪的设计原则和工作原理.临床实验结果表明,心脏成象门控仪的应用使心脏MRI图象具有较高的诊断价值.     

基于斜率突变的 QRS 波检测

在心电信号的分析中,QRS波群快速准确地检测是计算其他相关参数的前提.在正确识别R波的前提下,对心电信号进行频域变换后,以R渡点为基点,通过逐次计算R波左侧或右侧相邻两点的斜率并比较斜率是否发生突变,当相邻两点斜率突然发生变化时,可判断为Q波或S波.采用实时采集数据对以上算法进行验证,实验表明,该算法原理简单,计算量小,能够快速准确地检测心电信号数据中Q,S波的特征值.     

冠心病人心电图信号的非线性动力学特性

采用非线性动力学方法对冠心病人的同步十二导联常规心电信号（Electrocardiogram:ECG)进行了研究,计算了每一导联心电图信号的关联维数D2,并与正常对照组进行对比,发现不论冠心病人（CHD）还是健康人,心电图信号均表现出强烈的混沌动力学特征,从不同导联得出的D2值不同,同一导联相比较,除Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ导联外,冠心病人的D2显著低于正常人的D2值,显示在心肌缺血的情况下,心脏ECG吸引子的复杂程度降低了。结果表明,D2可以区别正常人与冠心病人,也可以为确定病变部位提供有价值的诊断信息。     

不同日龄棕色田鼠心电图的初步研究

实验采用标准双极肢导联(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)和加压单极肢导联(aVR,aVL,aVF),对非麻醉状态的59只不同日龄棕色田鼠进行了心电图测定,并对心电图各波进行了分析研究.结果表明,棕色田鼠的心律为窦性心律,平均心率为471±81次/min;心电图各波波形与小白鼠和大白鼠类似,无明显S-T段;随日龄的增加,P,R,T波振幅逐渐增大;P波、QRS波群、T波持续时间占心动周期的百分比随日龄增加而升高;棕色田鼠房-室传导速度相对较慢.     

心冲击图心率变异性分析的可行性

 心冲击图（BCG）是一种无接触检测心脏活动的方法。本文研究利用心冲击图进行的心率变异性（HRV）检测。同步采集了20 名测试者在平静、瓦氏动作、瓦氏动作后、运动后4 种生理状态下的心电图（ECG）信号和心冲击图信号;分析了HRV_BCG和HRV_CG在时域、频域、非线性域的测定值;计算了相应测定值的相关性,并利用成对t 检验分析了两种方法的测定值的差异显著性。研究结果表明,在平静、瓦氏动作后和运动后的HRV 测定值无显著性差异。在时间较短的瓦氏动作中,两种方法测定的测定值中nPNN50、LF/HF 和SD₁有显著性差异。     

基于DSP的IMDCT快速算法

修正离散余弦变换 ( MDCT)在音视频信号编码中得到广泛地应用 ,其快速算法在实时编解码系统中尤为重要。论文给出了一种适用于数字信号处理器 ( DSP)实现的修正离散余弦反变换 ( IMDCT)快速算法—用 M/ 2点时间抽取 ( decimation in time,DIT)分裂基 FFT实现 2 M点的IMDCT。算法是基于蝶形运算组成 ,在 DSP中可以获得很高的运算效率。该算法的蝶形运算结构同样适用于正向MDCT。在由定点 DSP实现的活动图像专家组 ( MPEG)音频层 III解码器中 ,与 MPEG音频压缩标准 ISO/ IEC 11172 -3中给出的 IMDCT运算量相比较 ,该文提出的 IMDCT快速算法节省了 2 / 3的运算时间和 1/ 2的存储空间。     

用于社区医院的无线心电监护系统设计

针对现有心电监护仪实时性差及难以实现集中监护等问题,提出一种用于社区医院的无线心电监护系统的设计方法.系统硬件选用高性能的ARM9(Advanced RISC Machines)作为微处理器,蓝牙模块作为无线数据传输装置;软件选用Windows CE嵌入式操作系统.实验结果表明,系统能实现实时心电数据采集、压缩存储、异...     

浙江常见几种蝙蝠的心电图研究

本文报导浙江常见七种蝙蝠的心电图,均由p波、QRS波群及T波组成。有关心电图的参数存在着种间、性别和气温不同而出现的差异。