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数字重建影像的重建算法
数字重建影像是2D-3D医学图像配准和放射治疗虚拟模拟的关键技术.本文使用光线跟踪算法,得到数字重建影像,并获得了满意的图像效果.
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一种基于GPU虚拟栈的光线跟踪KD-Tree遍历算法
光线跟踪是实现高真实感绘制的渲染技术,利用GPU的大规模并行计算能力实现光线跟踪计算加速是目前研究的热点.KD-Tree是GPU上光线跟踪的主要加速结构,而基于栈的CPU遍历算法无法直接应用到GPU上.本文提出一种基于二进制位运算的虚拟栈结构,通过较少的存储空间代价实现了GPU上栈的功能.通过设计宽松的入栈条件减少了相交测试次数,降低了数据存储量.结合已有的无栈遍历算法,设计实现了基于虚拟栈的KD-Tree遍历算法,相对于传统CPU算法达到两个数量级的加速比,相对使用简单栈结构的GPU算法也有较大幅度的速度提升.
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三维人体虚拟内窥的实验研究
目的对三维人体虚拟内窥系统进行初步的实验研究. 方法建立了虚拟摄像机几何模型和定位方法,根据人体的三维影像数据,以不同分辨率对虚拟人体进行不同角度的观察.并对虚拟内窥镜的观察结果用光线跟踪方法检测表面和用三线性插值方法绘制表面图. 结果实现虚拟内窥结果的可视化,研制出基于微机的虚拟内窥系统和对三维人体影像数据虚拟内窥的结果. 结论虚拟内窥是实现医学虚拟诊断、虚拟治疗和虚拟教学的很有前途的手段之一.
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应用于医学图像可视化的一种新的法向量估计算法
目的法向量估计算法是三维可视化中的一个关键环节.常用的法向量算法采用差分法与插值函数相结合计算数据场中任意点的法向量.方法本文介绍的法向量计算方法用二次多项式拟合体数据场,采用小二乘法,通过求解线性方程组确定多项式系数,进而计算法向量.利用方程系数矩阵的对称性,可以简化求解过程.结果通过对各种算法的准确性与处理时间的比较,表明该方法能明显提高重建图像的质量同时并没有增加计算复杂度.结论该方法适用于大部分数据场特别是医学图像数据场的法向量估计.
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基于 CT 数据的虚拟头影测量技术研究
目的 研究基于CT体数据的虚拟头影测量方法及其可行性.方法 首先,对CT体数据进行头位校正处理,然后,用基于光线跟踪的数字影像重建技术生成虚拟X光片,后将20位病人的虚拟X光片与相同病人同一时期头颅定位X线照相所得X光片分别进行测量.并比较其结果.结果 得到了符合临床需要的虚拟X光片.与头颅定位X线照相所得X光片比较,结果无显著性差异.结论 此方法充分利用CT数据生成了符合医生使用习惯的图像.在口腔正畸的诊断和治疗中有很大的应用价值.
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基于多媒体技术的快速并行体绘制
体绘制的成像速度一直是影响其发展的关键因素.我们提出了一种基于多媒体单指令多数据(single instruction multiple data,SIMD)技术的加速算法.在保证成像质量的前提下,通过采用MMX、SSE、SSE2指令,分别加速光线扫描、采样和坐标变换等部分,使得光线跟踪算法的成像速度提高了3～6倍.实验表明,该算法具有成像速度快、成像稳定等显著优势,具有很高的应用价值.
