3.3 医学图像处理-三维重建与可视化

三维可视化的流程
面绘制算法的流程
一
Marching Cubes 算法缺陷
（1）拓扑不一致
（2）算法效率低 顺序检测每一个立方体，耗时极多。 （3）输入的三角网格数量巨大 如512*512*58体数据，有511*511*57个立方体。 假设有十分之一立方体有等值面，每个立方体 平均有两个三角片，那么平均有300万三角片。
体绘制和面Baidu Nhomakorabea制比较
（4）绘制效果，体绘制优于面绘制；绘制效 率，面绘制优于体绘制。
三维可视化技术的运用
（1）虚拟内窥镜 传统内窥镜在临床中广泛使用，但是检查中 要插入内窥探头，对人体不适。 对CT或者MRI等设备采集来的数据进行三 维可视化，并在三维数据场中漫游，方便 诊断。
三维可视化技术的运用
（2）虚拟人数据处理 美国的Visible Human项目，于1986年 创建了Visible Human项目主要提供了解剖 信息
获 取 整 个 人 体 的 三 维 图 谱
虚拟人数据集给带来的挑战
海量的数据，使得快速重建很困难 –美国Visible Female数据集规模为2048×1216 ×5189，数据量达到了43GB –目前，还必须考虑融合多种信息，使得数据 量更加庞大 –要处理的体素个数超过100亿 我国也开始虚拟人项目……….
改进的方法介绍
（1）八叉树加速算法 思路：将八叉树的分层结构实现对空立方体快速 过滤。首先建立一个八叉树，每个节点记录了最 大、最小灰度值。 （2）Surface Tracking 思路：原始的Marching Cubes算法没有利用立方体 邻居信息。找到一个非空立方体，跟踪其邻居来 寻找其他非空立方体。
三维重建与可视化
喻罡
主要内容
1. 2. 3. 4. 三维可视化技术概述 面绘制 体绘制 运用的例子
什么是三维可视化
三维可视化技术就是指利用一系列的二维 切片图像重建三维图像模型并进行定性， 定量分析的技术。 该技术可以从二维图像中获取三维结构信 息，而且为医生提供更逼真的显示手段和 定量分析工具。
Tetrahedra
体绘制方法分类
（1）图像空间体绘制 （2）物体空间体绘制 （3）基于频域的体绘制
年
个
体绘制和面绘制比较
（1）体绘制利用体素作为基本单元；面绘制 利用几何面作为造型单元。 （2）体绘制考虑了体素内部所有信息（光照 模型）；面绘制只考虑了表面信息（图形 学的曲面造型技术）。 （3）体绘制可以描述丰富的体内细节；面绘 制只给出了等值面信息。
（3）并行计算 思路：对单个立方体的处理都是一样的，所以可以并 行处理。 （4）自适应处理 思路：使立方体的大小不固定，实现自适应采样。根 据细节自适应调整立方体的大小，如细节少，采用大 立方体，细节多采用小立方体，从而大大降低了三角 片数量。 （5）其他面绘制方法：Dividing Cubes，Marching