基于面繪制技術(shù)的醫(yī)學(xué)影像立體顯示(編輯修改稿)
2025-02-12 13:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 /lie算法和Dividing Cubes算法。本文將采用Marching Cubes算法來實(shí)現(xiàn)面繪制。 VTK中的Marching Cubes算法[6 Marching Cubes算法是三維數(shù)據(jù)場(chǎng)等值面生成的經(jīng)典算法，是體素單元內(nèi)等值面抽取技術(shù)的代表。MC算法的基本原理是：在三維數(shù)據(jù)場(chǎng)中構(gòu)造等值面，找出經(jīng)過該等值面的體元(Cubes)，求出該體元內(nèi)的等值面并計(jì)算出相關(guān)參數(shù)，便于用常用的軟件包或圖形硬件繪制出等值面。在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上，采用MC算法可重建人體外輪廓、內(nèi)部組織器官，使醫(yī)生直接在3D圖像上就可以觀察感興趣的器官與周圍組織之間的空間關(guān)系。MC算法充分利用圖形顯示的硬件加速功能，繪制的圖像質(zhì)量較高。Marching Cubes算法的過程可以描述如下[7]：(1)每次讀出兩張切片，形成一層(Laver)。(2)兩張切片上下相對(duì)應(yīng)的四個(gè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)立方體(Cube)。(3)從左至右、從前到后的順序處理一層中的立方體(抽取每個(gè)立方體中的等值面)，然后從下到上順序處理到n一1層，算法就結(jié)束，故名為Marching Cubes。對(duì)于每一個(gè)立方體而言，它的8個(gè)頂點(diǎn)的灰度值可以直接從輸入數(shù)據(jù)中得到，要抽取的等值面的閾值也已經(jīng)知道。如果一個(gè)頂點(diǎn)的灰度值大于閾值，則將它標(biāo)記為黑色(Marked Vertex)，而小于閾值的不標(biāo)(Unmarked Vertex)。 Cube 閾值判斷[8]MC算法的基本思想是逐個(gè)處理數(shù)據(jù)場(chǎng)中的體素，分類出與等值面相交的體素，采用插值計(jì)算出等值面與體素棱邊的交點(diǎn)。根據(jù)體素中每一頂點(diǎn)與等值面的相對(duì)位置，將等值面與立方體邊的交點(diǎn)按一定方式連接生成等值面，作為等值面在該立方體內(nèi)的一個(gè)逼近表示。其中曲面和曲線中最常用的是線性插值和拋物線插值，而面繪制技術(shù)中常用的是線性插值。我們簡(jiǎn)單介紹一下：設(shè)函數(shù)y=f(x)在區(qū)間［a,b］上有定義且已知函數(shù)在區(qū)間［a,b］上n+1個(gè)互異點(diǎn)上的函數(shù)值，若存在一個(gè)簡(jiǎn)單函數(shù)y=p(x )，使其經(jīng)過y=f(x)上的 這n+1個(gè)已知點(diǎn)(),(),…，()（），即 p()= , i=0,
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