基于超声图像序列的三维重建与可视化技术研究(可复制论文).pdf

基于超声图像序列的三维重建与可视化技术研究摘要关键词:不规则,超声图像,标准化,小波,水平集,超声图像三维重建与可视化技术是图像处理领域的一个重要研究内容。目前,较为成熟的方法是利用传统的二维医学超声设备结合某种定位机械获取二维超声图像重建三维物体,该方法硬件设备结构复杂且定位精度直接影响三维重建效果。为此,近年来国外开展了关于无传感超声三维重建方法的研究。本文针对无姿态传感器三维超声重建技术,研究方法。本文在分析研究二维超声诊断设备的基础上,构建了基于不规则采样的超声图像采集系统。根据随机不规则采样超声图像序列的特殊性,提出了质心配准和角度校正公式及标准化算法,使不规则采样条件下的图像序列标准化。针对超声图像的特点,通过对超声图像在降噪和分割两方面的研究,提出了两种算法:基于图像平均和多尺度分析的小波软闽值降噪算法,基于投影法和水平集法相结合的分割算法。实验结果表明,降噪算法能够很在序列图像的三维重建与可视化实现过程中,利用混合编程的方法实现了,重建,可视化中北大学学位论文了在随机不规则采样条件下,利用超声序列相邻图像的位置关系实现三维重建及可视化的好地抑制噪声和保留大量的图像细节信息;分割算法能够对降噪后的图像边缘分割准确,边缘连续高,较好地去除了伪影的影响。表面重建算法,并采用该方法对预处理后的标准超声图像进行了三维重建。从显示结果可以看出,本文所研究的基于不规则采样的超声图像序列三维可视化系统及其算法是可行的。
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日期:麴』荩日期:鸶魇ィ篖许学位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,包窨其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出关于学位论文使用权的说明独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括:①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;◎学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;③学校可允换学位论文;⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容C苎宦文在解密后遵守此规定签导师签名:日期:名:
第一章绪论课题研究的相关背景与意义高速机械和电子扫描的实时超声断层显像仪和多普勒技术的普遍使用,使得超声诊断已由非直观的回声图诊断,发展到高成像质量的灰阶声像图诊断。超声诊断医学是以超声和人体组织的相互作用特性为基础,利用电子学和计算机技术来实现对人体疾病的诊断和治疗的锒弦窖АK梢灾苯踊袢∪占渲心骋欢厦嫱枷竦男畔ⅲ⑶抑观地显示出软组织的图像,具有实时性、分辨力较高、无损伤、能及时获得结果等特点“瑚。现在,超声诊断己成为与湎逤凰厣琛⒑舜殴舱裣嗖⒘校晌K拇图像诊断法之一。统上裣低吃谕枷窕袢」讨卸JЯ说谌男畔ⅲ饩托枰A俅惨缴约想象地重构出病理结构,很大程度上依赖于医生的主观想象和临床经验,缺乏直观性,在一定中程度上影响了临床诊断的准确性与治疗的有效性,同时对医生也提出了很高的要求。三维重建和可视化技术的出现,在很大程度上弥补了影像设备在成像上的不足,能够提供具有真实感的三维医学图像,便于医生从多角度、多层次进行观察分析,并且能够使医生有效的参与数据的处理和分析的过程“超声图像的三维重建及可视化综合了医用超声理论、计算机应用、计算机图形学和数字图像处理等多学科知识,其在实际应用中表现出的直观性、高效性、精确性、重复性和交互性都是二维超声难以企及的哪。通过对重建后的三维立体影像进行数字图像处理,可以获得任意平面的虚拟切片,它解决了实际检查中医生感兴趣的组织没能在胶片上得到显示的问题,并且最大程度地在利用了图像信息。与其它形式的三维医学成像系统相比,超声成像至今尚未取得突破性进展。尽管如此,由于超声成像具有无创、无电离辐射等明显优势,超声三维成像必将成为今后医学成像系统研究最重要的课题之一。中北大学学位论文
许多文献嘲嘲中将超声医学图像三维重建技术表述为三维超声、三维超声成像、三维超声重建和三维可视化技术,其实它们都不是指真正的三维成像技术,而是指利用一系列二维超声医学图像的三维重建技术,因此本文将这些术语作同一概念理解。⒄垢趴鰉追溯其历史,三维超声成像的概念是由和篍年提出来的。他们在采集平行的人体器官二维超声截面序列的基础上,用叠加的方式得到了器官的三维图像,从而形成了三维成像的基本思路。而后,著名的研究机构哈佛大学、麻省总医院和大学组织