表面重建問(wèn)題的研究.pdf

1、表面重建方法是三維體數(shù)據(jù)可視化的一種重要手段，也是科學(xué)可視化的重要研究?jī)?nèi)容。尤其是近年來(lái)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)有了很大發(fā)展，醫(yī)學(xué)診斷和手術(shù)治療的要求不斷提高，對(duì)三維醫(yī)學(xué)圖像可視化的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值，而表面重建方法為我們提供了有力的工具，其應(yīng)用前景十分廣闊。表面重建有兩類(lèi)方法，一種是基于體數(shù)據(jù)的等值面提取方法；一種是基于斷層輪廓線(xiàn)的重建方法。本文分別就兩種方法進(jìn)行了研究，著重討論了后者。 基于等值面提取的體素級(jí)方法是一種直接

2、而有效的表面重建方法，但計(jì)算過(guò)程緩慢，生成數(shù)據(jù)量龐大且交互操作實(shí)時(shí)性差，有必要進(jìn)行簡(jiǎn)化。文本介紹了等值面提取中的Marchingcubes方法和改進(jìn)的數(shù)據(jù)組織方式。并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一種基于邊收縮的表面模型簡(jiǎn)化算法，重點(diǎn)討論了迭代過(guò)程的效率問(wèn)題，改進(jìn)后的簡(jiǎn)化算法可以極大地減少計(jì)算時(shí)間并保證了較好的簡(jiǎn)化效果。 本文后一部分詳細(xì)討論了基于輪廓線(xiàn)的表面重建方法，該方法涉及輪廓對(duì)應(yīng)、輪廓拼接、分支處理、曲面擬合等問(wèn)題，而其中的輪廓對(duì)應(yīng)和

3、拼接以及對(duì)分叉情況的處理都是關(guān)鍵性問(wèn)題。 論文探討了解決復(fù)雜輪廓線(xiàn)尤其是極端凹輪廓的拼接方法。首先結(jié)合非凸輪廓線(xiàn)的遞歸分解和最短對(duì)角線(xiàn)法的優(yōu)勢(shì)，提出了一種分層次輪廓拼接方法，取得了較好的重建效果，同時(shí)具有很高的實(shí)時(shí)性。論文還將特征字符串匹配方法引入到輪廓拼接應(yīng)用中，重點(diǎn)研究了匹配代價(jià)函數(shù)的選取，改進(jìn)方法在更加復(fù)雜輪廓線(xiàn)的重建中有很好的表現(xiàn)。 最后，論文針對(duì)復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的輪廓線(xiàn)做了進(jìn)一步的研究，提出一種基于分段匹配的一對(duì)多