Micro CT可视化技术的研究及系统软件架构的实现

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可视化技术是目前图像处理领域的研究热点,是计算机图形学和数字图像处理技术在生物医学工程中的重要应用,是一项多学科交叉的研究领域。 可视化技术可以分为二维可视化技术和三维可视化技术,其中本文主要讨论Micro CT三维可视化技术中的最大密度投影技术、面绘制和体绘制技术。 本文在回顾了可视化技术发展现状的基础上,从可视化技术的算法理论和应用开发两个角度展开研究工作,详细讨论了最大密度投影算法、面绘制方法和体绘制方法。针对最大密度投影算法计算量较大的问题,提出了一种减少数据量的改进算法来降低内存使用量和进行算法加速;由于面绘制结果可视性较差,提出了一种改进的平滑方法,可以得到满意的平滑效果与平滑速度,并运用Direct3D技术对面绘制结果进行显示和加速;而针对光线投射体绘制算法处理带来的数据量较大、绘制速度慢的缺点,提出了减少采样点和采样光线等加速方法,并且采用并行计算进行加速,使得在PC平台下实现高质量实时三维体绘制成为可能。同时还可根据用户的需要截取感兴趣区域,从而减少因断层图像中的噪声而造成的重建结果失真。 本文结合Micro CT系统的特点用vc++开发了与之相配套的软件。通过研究Micro CT成像技术、锥形X线束重建技术(Cone Beam)、最大密度投影技术、面绘制和体绘制技术,研制出了一套可以覆盖样品投影图像的采集、断层图像的重建和进行最大密度投影、三维图像重建的系统,可达到“显微”的目的。实现了整个应用系统的快速性、易用性、易扩展性、精确性和稳定性,同时从软件架构设计上具有可配置性,可根据用户的需求来做相应调整,提供了更加贴切专业需求的Micro CT软件技术。
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