體素成像技術(shù)及其應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　體素成像技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中近十幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，它在描述客觀對(duì)象內(nèi)部方面所具有的強(qiáng)大功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，所以倍受人們的青睞?！　　秶?guó)防科工委“十五”規(guī)劃教材·控制科學(xué)與工程：體素成像技術(shù)及其應(yīng)用》系統(tǒng)地介紹了體素成像技術(shù)的基本概念、原理、方法、實(shí)現(xiàn)、最新研究動(dòng)態(tài)，以及在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。《國(guó)防科工委“十五”規(guī)劃教材·控制科學(xué)與工程：體素成像技術(shù)及其應(yīng)用》可以作為高等院校研究生的教材，也可以作為從事體素成像技術(shù)的研究或開(kāi)發(fā)人員的技術(shù)參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論1.1 科學(xué)計(jì)算可視化概述1.2 矢量圖形與光柵圖形1.3 計(jì)算機(jī)三維重構(gòu)1.4 面成像技術(shù)1.5 體素成像技術(shù)1.6 體素成像技術(shù)的應(yīng)用1.7 本章小結(jié)第2章 體素成像的基礎(chǔ)2.1 圖像的幾種采集方式2.2 體數(shù)據(jù)的來(lái)源2.3 體數(shù)據(jù)的定義及體素化2.4 三維離散拓?fù)鋵W(xué)基礎(chǔ)2.5 體素成像的理論模型2.6 體數(shù)據(jù)的預(yù)處理2.7 本章小結(jié)第3章 體視見(jiàn)方法3.1 體變換3.2 逆向映射中的光線投射3.3 兩種視見(jiàn)方法3.4 視見(jiàn)方法的比較3.5 顏色3.6 透明度和阻光度3.7 體濃淡方法3.8 沿著光線的累計(jì)和合成3.9 全章小結(jié)第4章 體光學(xué)模型4.1 光線的發(fā)射4.2 光線的吸收4.3 光線的發(fā)射與吸收4.4 本章小結(jié)第5章 像空間的體素成技術(shù)5.1 光線投射的基本原理5.2 逆映射中的光線投射5.3 光線投射的基本過(guò)程5.4 光線投射的計(jì)算方法5.5 再采樣方法5.6 圖像合成的基本原理5.7 光線投射積分5.8 光線投射積分的離散化5.9 圖像合成的方法5.10 本章小結(jié)第6章 物空間的體素成像技術(shù)6.1 Z緩存算法6.2 足跡表法6.3 基于錯(cuò)切-變形的體素成像算法6.4 本章小結(jié)第7章 頻域體素成像技術(shù)7.1 基本的頻域體素成像算法原理7.2 頻域體素成像所存在問(wèn)題的解決方法7.3 本章小結(jié)第8章 三維不規(guī)則體數(shù)據(jù)的體素成像8.1 規(guī)則體數(shù)據(jù)8.2 不規(guī)則體數(shù)據(jù)8.3 本章小結(jié)第9章 三維體數(shù)據(jù)并行體素成像第10章 體素成像技術(shù)應(yīng)用示例10.1 由計(jì)算形成的體數(shù)據(jù)的體素成像10.2 由計(jì)算機(jī)模擬形成的胸部臟器體數(shù)據(jù)的體素成像10.3 由平行切割獲得的頭部CT圖像數(shù)據(jù)的體素成像10.4 規(guī)則模型的扇掃切割圖像數(shù)據(jù)的體素成像10.5 不規(guī)則模型的扇掃切割圖像數(shù)據(jù)的體素成像10.6 工業(yè)部件的體素成像及無(wú)損檢測(cè)10.7 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　在過(guò)去的幾年中，體素成像獲得了很大的發(fā)展。體素成像技術(shù)的第一個(gè)成果是20世紀(jì)70年代Mayo Clinic的研究。20世紀(jì)80年代中期，由于圖像處理硬件的發(fā)展，以及各種新的數(shù)據(jù)處理技術(shù)的綜合，使得北卡羅來(lái)納大學(xué)（University of North Carolina）的體素成像研究獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，其標(biāo)志性的成果是Levoy的著作。體素成像最新的成果之一是由Brian Cabral在Silicon Graphics上介紹的對(duì)醫(yī)學(xué)圖像應(yīng)用紋理映射技術(shù)所研制的軟件。　　近幾年來(lái)，由于桌面計(jì)算機(jī)功能的增強(qiáng)，人們更容易接觸到體素成像技術(shù)。過(guò)去體素成像技術(shù)只限于醫(yī)學(xué)圖像的應(yīng)用，現(xiàn)在體素成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、物理學(xué)、氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、工業(yè)檢測(cè)、錯(cuò)誤分析以及分子模型等廣泛領(lǐng)域獲得應(yīng)用。　　1.6.1 體素成像在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用　　體素成像在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用是最早、最活躍，也是最廣泛的?！　∮捎诮乔秩朐\斷技術(shù)如CT、MRI和正電子放射斷層掃描（PET）的發(fā)展，醫(yī)生已經(jīng)可以比較容易地獲得病人有關(guān)部位的一組二維斷層圖像，使人們從人體外部可以看到內(nèi)部。PET把核技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)。經(jīng)核素標(biāo)記的示蹤劑注人人體后，核素衰變過(guò)程中產(chǎn)生的正電子湮滅通過(guò)電子檢測(cè)和計(jì)算機(jī)重構(gòu)成像，可以得到人體代謝或功能圖像。在醫(yī)療診斷中，觀察病人的一組二維斷層圖像是醫(yī)生診斷病情的常規(guī)方式。但是要準(zhǔn)確地確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀，以及與周圍生物體組織之間的空間關(guān)系，僅憑醫(yī)生“在他頭腦中進(jìn)行原三維體的重建”是十分困難的。因此，迫切地需要一種有效的工具來(lái)完成對(duì)人體器官、軟組織和病變體的三維重構(gòu)與三維顯示?！　∮珊舜殴舱瘛T掃描等設(shè)備得到的人體器官密度場(chǎng)，不同的組織會(huì)表現(xiàn)出不同的密度值。根據(jù)該密度值，利用體素成像技術(shù)將過(guò)去看不見(jiàn)的人體器官能以二維圖像的形式顯示出來(lái)，并可展示病變區(qū)域在多個(gè)方向和多個(gè)剖面上的三維真實(shí)圖形，使醫(yī)生對(duì)病灶的大小、位置不僅有定性的認(rèn)識(shí)，而且可以進(jìn)行定量的分析，從而輔助醫(yī)生對(duì)病變部位進(jìn)行最終診斷。特別是對(duì)大腦這樣的復(fù)雜區(qū)域，體素成像所帶來(lái)的效果尤其明顯。就由MRI和CT掃描獲得的人體內(nèi)部器官而言，醫(yī)生需要的不僅是旋轉(zhuǎn)、放大以及能夠看到三維體數(shù)據(jù)，而且需要使用恰當(dāng)?shù)念伾珜⒛硞€(gè)組織與其他組織或器官區(qū)分開(kāi)來(lái)。體素成像就是輔助醫(yī)生對(duì)病變體和周圍組織進(jìn)行分析和顯示的有效工具，它可以使某些組織變成透明，這樣醫(yī)生就可以將精力集中在感興趣的部位，而這些感興趣的部分不被其他相關(guān)的組織所隔擋。　　每天由超聲儀、CT、MRI和PET等掃描設(shè)備都產(chǎn)生大量的可供醫(yī)生分析和使用的數(shù)據(jù)。體素成像不僅提高了醫(yī)療診斷水平，而且它在醫(yī)學(xué)圖像中的最新應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)放射治療、矯形手術(shù)等計(jì)算機(jī)模擬及手術(shù)規(guī)劃?！　　?/pre>




編輯推薦
《體素成像技術(shù)及其應(yīng)用》由哈爾濱工程大學(xué)出版社出版。





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