一、虚切片方法改善Shear-Warp算法的图像失真（论文文献综述）
罗德宁[1]（2021）在《大规模数据实时绘制关键技术研究》文中提出三维图形绘制在游戏娱乐、虚拟现实、科学计算可视化等众多领域有着广泛应用,而且在实时和真实方面的绘制要求越来越高。近年来,软硬件的计算性能得到了很大提升,但是面对数据规模的日益增长,大规模数据的实时绘制面临巨大挑战。本文主要针对体数据和地理地形数据的真实和实时绘制技术展开研究。对于精度高、体量大的体数据,三维可视化计算量大,同时增加光照计算更加重了计算负担。大规模地理地形数据一直存在如何高效处理和绘制的问题。同时,反走样技术在数据绘制中能够显着增强视觉效果,减少图像走样、闪烁,但会带来额外的绘制开销。数据规模的增长无疑加重了各种绘制技术的计算开销,即便是提高绘制性能的并行绘制技术在面绘制和体绘制上还存在诸多挑战。针对上述技术问题,本文的主要工作和创新点包括以下方面:（1）数据并行化体绘制及光照计算在基于切片和光线投射两种主流体绘制方法基础上,针对光照计算量大的问题展开性能可扩展研究。针对基于切片体绘制在多绘制遍全局光照计算效率低的问题,提出单绘制遍多切片（Multi-Slice Per Pass,MSPP）算法,从数据与算法并行层面提升绘制能力。在相同切片数量下,MSPP算法可以提高半角切片（Half-Angle Slicing）算法大约两倍的性能。针对光线投射体绘制采样复杂导致光照计算量大的问题,提出基于切片的光线投射（Slice-based Ray Casting,SBRC）方法提升绘制效率和效果。首先,以光源为视点逐切片绘制体数据的整个几何体切片的光照信息到光照衰减缓存。其次,在光线投射过程中,利用光照衰减缓存计算采样点的光照影响,包括体积阴影、软阴影及散射等效果计算。SBRC算法只需要一个绘制遍的时间开销,并且通过变化切片数量和每个切片的分辨率实现可扩展的绘制性能。实验表明,以上方法能够大幅提升体数据的绘制效率和效果,满足性能可扩展的体数据绘制要求。（2）大规模地形数据高效组织与绘制三维地理地形绘制主要包括地理数据组织和三维地形构建两个主要过程。为了使地形绘制发挥最佳性能,并且支持层次细节（Level of Detail,LOD）及Mipmap技术提升绘制性能,提出一种灵活的数字高程模型及数字正射影像经纬度范围一致的无缝划分策略,并对每一块地形瓦片采用分组、分段、四边形网格的组织方式,快速生成具有LOD高效调度的真实三维地形。实验表明,该方法能够快速构建性能可扩展的三维地形,减少绘制调用。（3）数据绘制中的反走样技术针对延迟着色阶段开启硬件反走样方法无法直接兼容的问题,提出子像素连续边界反走样（Sub-Pixel Reconstruction Continuous Edges,SRCE）方法。首先,开启多重采样反走样绘制场景到几何体缓存（Geometry Buffer,G-Buffer）。其次,在子像素上利用切比雪夫不等式通过概率统计检测边界像素,以及标识边界像素和普通像素减少着色线程一致性开销。再次,以#过滤方法从子像素上重构连续边界。最后,自适应着色边界像素进行反走样处理。SRCE方法使三维物体边缘的“阶梯”效应最小化,同时还可以结合后处理或时间反走样技术增强图形绘制效果。针对延迟着色技术与覆盖采样反走样（Coverage Sample Anti-Aliasing,CSAA）不兼容的问题,提出基于延迟着色技术的大场景反走样绘制架构。该架构能够针对不同绘制对象使用不同的反走样级别,减少延迟与卡顿,从而平衡效果与效率。实验表明,以上方法能够有效提高数据的绘制质量,同时平衡绘制性能。（4）大规模数据并行绘制虚拟化框架在主流并行绘制框架研究基础上,结合虚拟化技术设计了一种三维图形并行绘制虚拟化框架（Parallel Rendering Virtualized Framework,PRVF）,提高体绘制、面绘制及反走样技术在大规模数据上的算力结构并行绘制能力。以Equalizer作为并行绘制中间件,灵活组织并行绘制各功能模块,虚拟化各类绘制资源作为绘制单元,按需调度及管理。综上所述,本文研究体数据及地理地形数据在实时绘制方面的一系列关键技术问题,充分提高真实与实时绘制能力,通过从数据、算法和算力结构等并行层面有效提升大规模数据绘制的实用性。
高翔[2]（2019）在《基于数据分类的高效光线投影算法研究》文中认为科学计算可视化能够将三维数据转换为具有丰富信息的图像,并进行交互处理。水声数据可视化便是其中的一个重要分支,主要应用于水下资源探测、沉船打捞以及渔业应用等方面。由于水下环境的复杂且声纳采集的数据易受噪声的影响,所以对其进行有效的绘制是水声数据可视化的核心工作。体绘制技术在三维水声数据可视化发展中占据了重要的位置,因此在介绍了几种体绘制算法后,选择其中最为典型的光线投影算法完成绘制,尤其针对其中最为重要的传递函数的设计进行了较为深入的研究,并进一步设计并开发了可视化平台。主要研究内容和成果如下:实现可视化的过程关键环节是传递函数的设计,其目的是突出显示重要的信息和结构特征。水声数据主要由水体层、过渡层、地层组成,由于目标数据包含在其中,因此其边界信息也是至关重要的。LH直方图传递函数能够显着的提高边界的区分能力,然而原始LH值计算计算范围较大,不能满足高效性的需求。因此提出一种基于区域空间的LH直方图传递函数设计方法,通过在水声数据中选择某一区域空间,并计算此区域内每个体素与其相邻体素的均值和方差,通过比较方差与设定的估计范围值,确定是否与其邻域体素相似,以确定是否是内部相等体素,从而减少FL与FH值的计算工作量,之后遍历体数据所有区域空间,得出区域空间LH直方图传递函数,从而实现高效分类映射的需求。实验结果表明,与现有基于阈值的LH直方图传递函数方法相比,基于区域空间的LH直方图方法节省了将近50%的计算耗费,同时保持很好的边界区分能力与较好的绘制效果,有效的改善了光线投影算法计算时间较长的问题。结合跨平台C++图形用户界面库Qt和可视化工具包VTK,设计实现了基于VTK和Qt的水声数据应用平台,利用VTK进行图像可视化,再利用QT对图形用户界面进行设计并交互,设计出两类标量值传递函数与梯度值传递函数控件,并通过设置插值、阴影、光照强度等小控件真实还原水下环境。实验通过对分类后的两组切片数据采用两种不同的光线投影算法进行测试,通过比较不同设定下的控件,从而快速的绘制出较为清晰的三维水声图像,达到交互的需求。
魏敏[3]（2019）在《基于视觉优化的医学影像数据可视化技术研究》文中研究表明当前,医学影像数据的可视化技术发展迅猛。研究人员对得到的切片数据通过不同的绘制方法,显示出相应的可视化图像。但在采集时,由于各种原因医学影像数据中存在空体元和噪声,导致在可视化的过程中往往容易显示出来,使得用户操作可视化图像时受到一定程度的影响。为此本文针对医学影像数据可视化效果中存在的问题进行了深入研究。本文首先介绍了医学影像数据可视化的理论和相关技术,进一步介绍了传递函数的设计原理方法。在此基础上提出了对三维影像中传递函数的优化改进;通过引入切片方法提取三维影像不同方向的二维切片,并采用三种图像增强方法对切片进行图像增强,通过实验对比验证了本文方法的有效性。结合两种方法最终设计实现了相关可视化系统。本文主要贡献如下:（1）三维影像体绘制中传递函数有着举足轻重的作用,它的选择和设置的好坏直接影响医学影像数据可视化效果。针对三维医学影像绘制,通过研究传递函数的设计原理和设计方法,提出一种基于熵理论的半自动化传递函数,提高了三维医学影像可视化全局和焦点上下文的优化显示效果。本文通过实验对比得出,优化后的三维医学影像在绘制时间和绘制效果方面比梯度不透明度函数均有改善。（2）对于二维切片的显示存在噪声和空体元问题,为了解决图像噪声并保留细节和边缘信息,通过对图像增强技术的相关研究,提出了基于全变分模型的二维切片优化方法。并采用直方图均衡化、图像融合和全变分模型三种图像增强算法来解决二维医学图像边缘丢失、对比度模糊和噪声干扰等问题。通过图像质量评估指标峰值信噪比和平均结构相似性对三种方法进行实验,对比得出全变分模型在二维切片图像增强中的有效性。（3）本文在结合上述两种方法的基础上开发了视觉优化的医学影像数据可视化交互系统,该系统中包含对医学影像数据的三维可视化和可视分析功能。其中三维数据可视化效果能够通过调节传递函数进行优化改进,对于二维切片通过图像增强方法达到优化显示效果,有效拓展系统的应用性。
李泽宇[4]（2017）在《冠心病医学图像诊断的若干关键技术研究》文中指出医学图像诊断是一个跨学科、交叉融合的研究领域,涉及到放射学、影像诊断学、高等数学、统计学、计算机图形学、数字图像处理、模式识别和人工智能等众多学科,覆盖的专业知识领域很广。随着计算机处理速度的不断提升和应用领域的扩展,基于计算机图像处理的医学图像诊断技术被发现和不断改善。近年来,对冠心病医学图像的诊断成为研究热点之一,其理论创新和技术突破将对计算机图像处理产业化产生深远的影响,其研究具有重大意义。已有文献关于冠心病医学图像的分割、插值和三维重建的研究大部分都存在片面性和孤立性,没有将这些问题串联起来考虑和寻找解决方法,而对冠状动脉狭窄程度的精准测量依然是一个世界性的难题。有鉴于此,本文研究在冠心病医学图像诊断过程中一系列关键技术问题,就图像自动分割、图像插值、图像三维重建和冠状动脉狭窄程度精准测量问题进行深入的研究与探讨。具体来说,本文的主要工作与创新点在于:1.在冠心病医学图像自动分割方面,首先利用灰度直方图拟合正态分布曲线对目标区域图像进行分割和提取,从而达到了自动寻找种子点、对病变部分进行完整的分割的目的,以解决大多数的医学图像分割算法不能完全摆脱人工辅助选取阈值的问题。与区域生长算法和分水岭算法进行比较,拟合算法不仅在分割精度和自动化程度上具有显着优势,而且能够弥补以往常规CT和MRI检查手段的不足、增加医生及时、敏锐发现比较小的、早期的和位于隐蔽部分的病灶的机率,最终为患者设计最佳个性化治疗方案提供了新的可能。2.在冠心病医学图像匹配插值方面,首先通过小波变换,将原始图像分解成高频和低频子图,然后对低频子图先利用边缘检测,提取到的图像边缘轮廓,再通过一种寻找比例因子结合均方根算子求均值的复合方式进行匹配点插值,使得插值得到的图像更接近于真实情况。算法关键是寻找最优匹配点对和利用均方根算子求均值,对提取到的图像边缘轮廓进行匹配点插值,最后经过小波逆运算重新合成高频和低频部分,得到最终插值图像。冠状动脉血管造影图像（CTA）的插值是提高心脏血管三维重建质量的关键,同时能够降低患者检查成本、缩短照射时间、减少身体被动接受照射的放射量。3.在冠心病医学图像三维重建方面,首先在每条经过三维数据场的射线上,根据观察者视点与图像远近的不同,使用曲面法线切点处的偏导数与视点和切点之间的距离的比例关系来调整采样频率,改变经典算法对所有射线上的采样频率都“一视同仁”的做法,实现当物体距离视点较近时,采样频率较高,模型表示较为细致,反之则采样频率较低,模型表示也较粗糙;其次在图像合成算子的计算上,设定对未到达屏幕的射线不参与不透明度和颜色值的合成计算。改进算法不仅能够有效提高图像渲染速度,而且还避免了伪影的产生,明显改善了图像的质量。4.在冠状动脉狭窄程度测量方面,首先使用改进的光线投影算法对病灶血管进行三维重建,随后运用一种基于海森矩阵的冠状动脉中心线提取算法,提取目标血管的中心线;然后从重建的血管三维模型的横断面入手,对横断面图像以中心线为原点建立直角坐标系,把图像分割到四个象限中去,在每个象限里运用定积分理论积出血管内血流区域与坐标系所围成的图形面积;最后通过内、外面积差与血管冠状截面面积的比值得到血管的狭窄度。该算法具有良好的有效性和准确性,有助于冠心病的早期发现、诊断和治疗,给临床诊断和术前规划提供了有效的依据,从而提高了冠心病患者的生存机率和生活质量。总之,针对冠心病医学图像诊断过程中的一系列问题,从图像自动分割、图像匹配插值、图像三维重建和冠状动脉狭窄程度测量四个方面进行了详细论述。通过结合一系列临床影像数据实验,表明本文提出的算法具有良好的有效性和准确性,有助于临床上对冠心病的防治,也为患者降低了检查成本和降低了受照剂量,同时还在临床教学研究与住院医师规范化培训等方面提供更加丰富的操作手段和学习方式。
蒋海波[5]（2017）在《基于多图谱分割的三维可视化研究》文中认为在人体的各个组织器官中,大脑无疑是核心部位,而人脑内部又有着极其复杂的组织结构,通过计算机影像去探索研究人脑组织是解剖学方法之外的另一个重要研究方向。然而人脑中结构异常复杂,而且存在着较大的差异性,使得常用的核磁共振技术的辅助诊断受到了一定的影响,尤其在图像分割方面显得格外突出。因此针对人脑核磁共振图像的组织分割和三维可视化工作成为图像处理领域的热点问题。为解决人脑图像的组织分割,本文采用基于多图谱配准的方法。该方法的核心思想是利用模板图谱和目标图像通过配准生成的形变参数,将需要分割的组织结构映射在标记图像上,便得到了一个多图谱分割结果,再对所有分割结果进行图谱融合,进而成功分割出感兴趣的组织。当前基于多图谱的分割结果往往没有进行针对性的三维重建,缺乏相应的三维可视化算法支持,基于多图谱分割的三维可视化研究也较少。使得分割结果不能直观地展示在人们面前。针对上述情况,本文在对比分析了较主流的三维可视化算法后,选择体绘制算法进行三维重建分割后的结果。研究了体绘制方法的原理,并对体绘制算法中经典的光线投射法进行了研究。首先,体绘制中的传递函数是将三维的体数据映射为光学属性,因此传递函数的设计直接影响到三维显示的效果和质量。传递函数的设计是一个公认的研究难点,本文提出针对多图谱分割的传递函数设计:1.根据多图谱分割的结果的图像数据类型预设合理的传递函数;2.在系统平台的设计中提供手工调节传递函数参数的控件。其次,考虑到多图谱分割算法的复杂性和系统性,本文将适用于多图谱分割结果的传递函数研究成果,以及三维可视化多图谱分割结果的功能集成,设计开发了一套三维可视化软件平台。为深入研究多图谱分割方法提供系统研发软件平台。软件平台结合QT开发工具、VTK可视化工具、ITK图像算法工具包等,可实现对DICOM、NII和RAW等多种医学图像格式的读取和体绘制显示。并将医学图像的分割提取过程、配准过程和融合过程以及三维可视化工作集于一体,系统平台功能完备,具有较高的研究和应用开发参考价值。
李泽宇,陈一民,赵艳,朱立峰,林靖生,吕圣卿[6]（2017）在《基于改进光线投影算法的医学图像三维重建》文中研究说明针对经典光线投影算法在医学图像三维重建中渲染速度慢的问题进行了研究,提出一种改进的光线投影算法。首先在每条经过三维数据场的射线上,根据观察者视点与图像远近的不同,使用曲面法线切点处的偏导数与视点和切点之间的距离的比例关系来调整采样频率,改变经典算法对所有射线上的采样频率都一视同仁的做法,实现当物体距离视点较近时,采样频率较高,模型表示较为细致,反之则采样频率较低,模型表示也较粗糙;其次在图像合成算子的计算上,设定对未到达屏幕的射线不参与不透明度和颜色值的合成计算。临床数据实验证明,改进算法不仅能够有效提高图像渲染速度,而且还避免了伪影的产生,明显改善了图像的质量。
郭晴[7]（2013）在《软骨断层图像拼接和三维重建系统设计与实现》文中研究表明随着电子技术的发展,研发用于人工生物材料分析的电子系统成为医学研究类电子设备开发的主要方向之一。软骨在人体结构中发挥着承重负荷、减少关节间骨骼摩擦等重要的作用,对于一些不可恢复损伤则需要利用人工软骨进行替代。在人工软骨组织的培养过程中,软骨组织的三维受力能力非常重要,因此,针对软骨组织的电子仿真分析系统具有非常重要的应用价值。软骨组织的断层图像拼接和三维重建技术是其中的关键技术之一本文在阅读了国内外相关文献的基础上,对断层图像的拼接和三维重建的方法进行了深入研究,设计了软骨组织断层图像拼接和三维重建系统。系统功能包括两部分：局部断层图像的无缝拼接和连续断层图像的三维重建及显示。在三维重建前,由于电子显微镜的高分辨率而导致镜头视角小,无法一次获取整张切片图像,故本文首先进行了切片拼接的研究。本文利用SIFT算法对图片进行关键点检测,再对两张部分重叠的图像进行关键点匹配,匹配点数在阈值内的,即判定为重叠区域,最后实现对两幅图像的拼接功能。接着本文对断层图像进行三维重建的研究。先对拼接后的图像进行去噪、灰度变换等步骤的图像增强处理,再对其进行三维重建。三维重建采用体绘制方法中的光线投射算法,利用光线穿越半透明物质的光学理论,先对三维对象进行色彩合成操作,再投影到窗口以输出三维重建图像,对该三维图像可进行人机交互式显示。本系统工作在Visual Studio 2010平台下,结合开源计算机视觉库、图像分割与配准工具箱和可视化工具箱,采用C和C++语言混合编程设计实现。实验测试数据分两类：电镜切片数字图像和激光虚拟断层图像。针对图像拼接功能,采用电镜切片图像进行测试,拼接结果图像还原度高,系统的拼接功能准确率可达99%。针对三维重建,由于电镜切片数据连续性差,故采用激光虚拟断层图像进行测试,还原后的组织图像效果良好,有助于研究者的观察和深入研究。
周大鑫[8]（2011）在《基于大规模三维地震数据的交互式体绘制技术研究》文中研究表明科学计算可视化是运用计算机图形的原理和方法,将科学和工程计算等产生的数据转换为图形和图像,以直观的形式在计算机屏幕上显示出来。地震勘探是油气勘探的主要手段,将可视化技术应用到三维地震数据体可以极大提高石油勘探的效率,拥有重大的经济和社会效益。可视化技术主要有面绘制和直接体绘制两种。相对面绘制技术,体绘制有不必分割,可以显示数据体内部信息等众多优点。但由于在体绘制计算过程中要遍历所有的地震数据进行计算,因此对于大规模三维地震数据体的体绘制是一个计算和数据双重密集型问题。所以如何提高体绘制的成像速度,达到交互式体绘制是当今研究的一个热点问题。本文针对三维地震数据的特征,对传统Shear-Warp算法进行了改进,并基于该算法实现了三维地震数据体的交互式体绘制。首先,文中对经典的体绘制技术进行了综述,分析了各自运用于地震数据体绘制的优缺点,其中重点研究了Shear-Warp算法。结合三维地震数据体特征,提出了一种基于立方体元的Shear-Warp地震数据体绘制算法。相对八叉树和行程长度编码的加速方式,该算法通过构建立方体元在相邻的体素点之间建立联系;然后根据地震数据的特征对体元进行分类,在绘制过程中通过二叉树索引快速定位分类结果,通过索引结果不仅跳过了透明体素,而且避免了对等值体元的插值计算,减少了计算量。同时针对传统Shear-Warp存在的波纹失真现象,设计了基于立方体元的重采样方式,通过增加采样点的方式提高了图像的精度。其次,在绘制速度方面,针对多核处理器在并行计算上的优势,本文利用多线程技术对算法的实现进行了加速,在图像生成阶段设计了融合查找表,减少了图像生成的计算量,进一步提高了绘制速度。最后,利用QT和OpenGL库完成了三维地震数据可视化系统开发。在系统体绘制模块中,采用多线程后台更新的方式,实现了基于本文算法的地震数据交互式体绘制,在砖块数据生成模块中针对SEG-Y文件在任意切面交互式显示中存在的缺陷,提出了砖块文件格式,很好的解决了三维地震数据在任意方向上的读取问题。并基于该文件格式在三维切片显示模块中实现了三维地震数据体任意方向的交互式切面显示。
王瑞娟,张季,彭可[9]（2011）在《计算机辅助医学图像三维重建的算法分析》文中研究说明背景:三维重建技术是采用计算机技术对二维医学图像进行边界识别,重新还原出被检组织或器官的三维图像。目的:分析在不同情况下进行医学图像三维重建时如何进行算法的选择。。方法:采用计算机检索中国期刊全文数据库和Pubmed数据库。中文检索词为"医学图像,三维重建,面绘制,体绘制",英文检索词为"medical images,three-dimensional reconstruction,surface rendering,volume rendering"。检索与医学图像三维重建算法相关的文献33篇,从面绘制重置方法和体绘制重置方法的实现原理、实现复杂度、实时显示情况等方面进行分析。结果与结论:目前,医学图像三维重建根据绘制过程中数据描述方法的不同可分为三大类:面绘制方法、体绘制方法和混合绘制方法。通过对面绘制和体绘制方法中不同算法的分析,可以看到面绘制方法在算法效率和实时交互性上是优于体绘制的,虽然面绘制方法在绘制时候会丢失许多细节,使得绘制图像效果不理想,但是由于其算法比较简单,占用内存资源少,所以目前得到了广泛的运用。体绘制方法是对体数据场中的体素进行直接操作,可以绘制出三维数据场中更丰富的信息,因此体绘制方法的绘制效果优于面绘制方法。
陈丽[10]（2010）在《基于三次样条插值的Shear-Warp算法的实现》文中进行了进一步梳理提出一种使用在Shear-Warp算法视线方向的三次样条插值方法,由原始数据集的相邻切片,生成一组虚切片加入原始数据集,使得体绘制梯度效应得到改善,实验证明,该方法效果良好。
二、虚切片方法改善Shear-Warp算法的图像失真（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、虚切片方法改善Shear-Warp算法的图像失真（论文提纲范文）
（1）大规模数据实时绘制关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 体数据绘制 |
| 1.2.2 大规模地理地形绘制 |
| 1.2.3 反走样技术 |
| 1.2.4 GPU绘制 |
| 1.2.5 并行绘制 |
| 1.3 本文工作 |
| 1.4章节安排 |
| 第2章 性能挑战与评价方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 性能瓶颈分析 |
| 2.2.1 多线程绘制 |
| 2.2.2 绘制瓶颈 |
| 2.2.3 数据规模 |
| 2.3 并行绘制性能 |
| 2.3.1 负载平衡 |
| 2.3.2 图像合成 |
| 2.3.3 图像解压缩 |
| 2.4 评价方法 |
| 2.4.1 时间复杂度 |
| 2.4.2 并行粒度 |
| 2.4.3 空间复杂度 |
| 2.4.4 绘制质量 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 数据并行化体绘制及光照计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 体绘制 |
| 3.2.1 体数据 |
| 3.2.2 体绘制方程 |
| 3.2.3 体绘制方法 |
| 3.3 体数据光照计算 |
| 3.3.1 体绘制全局光照 |
| 3.3.2 单绘制遍多切片MSPP算法 |
| 3.3.3 基于切片的光线投射SBRC算法 |
| 3.4 体绘制并行化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 大规模地形数据高效组织与绘制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 大规模地理地形数据 |
| 4.2.1 数字高程模型 |
| 4.2.2 数字正射影像 |
| 4.3 可伸缩三维地理地形绘制 |
| 4.3.1 算法概述 |
| 4.3.2 关键步骤及实现 |
| 4.3.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 数据绘制中的反走样技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 反走样方法 |
| 5.2.1 走样原因 |
| 5.2.2 反走样基本思路 |
| 5.2.3 主流反走样方法 |
| 5.3 子像素连续边界反走样SRCE算法 |
| 5.3.1 算法概述 |
| 5.3.2 关键步骤及实现 |
| 5.3.3 实验结果与分析 |
| 5.4 一种大场景反走样绘制架构 |
| 5.4.1 算法概述 |
| 5.4.2 关键步骤及实现 |
| 5.4.3 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 大规模数据并行绘制虚拟化框架 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 并行绘制 |
| 6.2.1 体系结构 |
| 6.2.2 数据与绘制资源 |
| 6.2.3 并行绘制框架 |
| 6.3 PRVF框架结构 |
| 6.3.1 绘制资源层 |
| 6.3.2 并行绘制虚拟化层 |
| 6.3.3 应用层 |
| 6.3.4 实验结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间科研成果 |
| 致谢 |
（2）基于数据分类的高效光线投影算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水声数据可视化研究现状 |
| 1.2.2 可视化方法研究现状 |
| 1.3 本文研究工作及内容安排 |
| 第2章 三维水声数据可视化 |
| 2.1 三维水声体数据 |
| 2.2 三维水声数据处理流程 |
| 2.2.1 数据采集 |
| 2.2.2 数据预处理 |
| 2.2.3 分类映射 |
| 2.2.4 绘制显示 |
| 2.3 体绘制技术 |
| 2.3.1 体绘制的光照模型 |
| 2.3.2 几种典型的体绘制算法 |
| 2.4 光线投影算法 |
| 2.4.1 光线投影算法基本原理 |
| 2.4.2 基于GPU的光线投影算法 |
| 2.4.3 三维体数据插值 |
| 2.4.5 图像合成 |
| 2.4.6 传递函数研究 |
| 2.5 三维可视化工具VTK |
| 2.5.1 VTK简介 |
| 2.5.2 VTK类库的特点 |
| 2.5.3 VTK对象模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于改进的高效LH直方图传递函数水声数据分类算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LH直方图传递函数设计 |
| 3.2.1 LH直方图传递函数 |
| 3.2.2 LH直方图构造 |
| 3.2.3 基于区域空间的高效LH直方图传递函数 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 结合VTK和QT的水声数据应用平台开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统功能与开发环境 |
| 4.3 系统设计实现 |
| 4.3.1 数据管理模块 |
| 4.3.2 显示模块 |
| 4.3.3 交互模块 |
| 4.4 系统编译与调试 |
| 4.5 系统界面与绘制结果 |
| 4.5.1 系统界面 |
| 4.5.2 绘制结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）基于视觉优化的医学影像数据可视化技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三维医学影像数据可视化研究现状 |
| 1.2.2 医学影像视觉优化的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文的组织结构说明 |
| 2 医学影像数据可视化关键实现技术 |
| 2.1 面绘制技术 |
| 2.1.1 基于体素的面绘制技术 |
| 2.1.2 基于轮廓线的面绘制技术 |
| 2.2 体绘制技术 |
| 2.2.1 体绘制基本原理 |
| 2.2.2 体绘制主要算法 |
| 2.3 基于GPU的体绘制 |
| 2.3.1 GPU工作原理 |
| 2.3.2 基于GPU的光线投射体绘制 |
| 2.4 医学影像面绘制与体绘制技术比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于梯度不透明度函数的三维医学影像视觉优化技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 体绘制传递函数技术 |
| 3.2.1 传递函数的设计原理 |
| 3.2.2 传递函数的设计方法 |
| 3.3 基于传递函数优化的医学影像可视化 |
| 3.3.1 体数据强度控制点设计方法 |
| 3.3.2 熵的定义 |
| 3.3.3 三维医学影像的全局优化方法 |
| 3.3.4 三维医学影像的焦点上下文优化方法 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.4.1 时间复杂度 |
| 3.4.2 全局优化显示 |
| 3.4.3 焦点上下文优化显示 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于TV模型的医学影像二维切片视觉优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TV模型基础及理论研究 |
| 4.2.1 相关理论基础 |
| 4.2.2 TV模型原理 |
| 4.3 二维切片的视觉优化方法 |
| 4.3.1 直方图均衡化算法 |
| 4.3.2 图像融合算法 |
| 4.3.3 TV模型 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于视觉优化的医学影像数据可视化交互系统设计 |
| 5.1 基于视觉优化的医学影像数据可视化交互系统框架设计 |
| 5.2 医学影像数据可视化系统功能实现 |
| 5.2.1 三维医学影像数据可视化交互功能 |
| 5.2.2 二维切片的可视化交互功能 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（4）冠心病医学图像诊断的若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的与意义 |
| 1.1.1 课题研究目的 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 课题来源 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 医学图像分割技术 |
| 1.3.2 医学图像插值技术 |
| 1.3.3 医学图像三维重建技术 |
| 1.3.4 冠心病的诊断与治疗 |
| 1.4 论文的章节安排 |
| 1.5 论文的创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 拟合正态分布曲线的图像分割方法研究 |
| 2.1 相关理论与方法 |
| 2.1.1 阈值分割 |
| 2.1.2 区域分割 |
| 2.1.3 分水岭算法 |
| 2.2 正态分布概率与曲线特征 |
| 2.2.1 正态分布概率 |
| 2.2.2 正态曲线特征 |
| 2.3 直方图正态拟合获取阈值 |
| 2.3.1 拟合过程 |
| 2.3.2 掩模运算 |
| 2.4 实验与分析 |
| 2.4.1 分割过程 |
| 2.4.2 分割效果比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于小波分解与边缘匹配的图像插值方法研究 |
| 3.1 相关理论与方法 |
| 3.1.1 线性插值 |
| 3.1.2 小波分解 |
| 3.1.3 边缘检测 |
| 3.2 改进的小波分解算法 |
| 3.2.1 高低通滤波分解 |
| 3.2.2 基于小波的边缘匹配 |
| 3.3 寻找最优的匹配点对 |
| 3.3.1 寻找匹配点比例因子 |
| 3.3.2 均方根算子求均值 |
| 3.4 匹配点插值 |
| 3.5 实验与分析 |
| 3.5.1 插值评价标准 |
| 3.5.2 插值效果比较 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于改进光线投影算法的图像三维重建方法研究 |
| 4.1 相关理论与方法 |
| 4.1.1 经典光线投影算法 |
| 4.1.2 最大密度投影函数 |
| 4.1.3 偏导数及其几何意义 |
| 4.2 光线投影算法改进 |
| 4.2.1 对采样频率的改进 |
| 4.2.2 对图像合成算子的改进 |
| 4.3 医学图像三维重建 |
| 4.3.1 重建工具与开发环境 |
| 4.3.2 三维重建流程与步骤 |
| 4.4 实验与分析 |
| 4.4.1 重建图像比较 |
| 4.4.2 重建数据比较 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 运用海森矩阵与定积分测量冠状动脉狭窄程度方法研究 |
| 5.1 相关理论与方法 |
| 5.1.1 冠状动脉解剖结构描述 |
| 5.1.2 冠状动脉狭窄程度衡量标准 |
| 5.1.3 海森矩阵的特征值与特征向量 |
| 5.1.4 定积分及其几何意义 |
| 5.2 基于海森矩阵的冠状动脉中心线提取 |
| 5.2.1 前进方向选取 |
| 5.2.2 质心偏离校正 |
| 5.2.3 中心线提取实验 |
| 5.3 运用定积分测量血管狭窄程度 |
| 5.3.1 测量算法描述 |
| 5.3.2 狭窄度测量实验 |
| 5.4 测量结果评价 |
| 5.4.1 评价指标 |
| 5.4.2 评价结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文和成果 |
| 致谢 |
（5）基于多图谱分割的三维可视化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文完成的主要工作 |
| 1.4 论文的章节安排 |
| 第二章 基于多图谱配准的分割 |
| 2.1 单图谱人脑结构分割流程 |
| 2.2 多图谱融合算法 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于VTK体绘制算法研究 |
| 3.1 体绘制原理 |
| 3.2 体绘制算法 |
| 3.3 VTK开发包 |
| 3.4 传递函数研究与设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 三维可视化系统平台设计 |
| 4.1 开发工具包介绍及编程环境搭建 |
| 4.2 平台设计思路 |
| 4.3 系统平台设计 |
| 4.4 实例测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 附录A |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
（6）基于改进光线投影算法的医学图像三维重建（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 算法设计 |
| 1.1 光线投影算法原理 |
| 1.2 光线投影算法改进 |
| 1) 对采样频率的改进 |
| 2) 对图像合成算子的改进 |
| 1.3 医学图像三维重建 |
| 2 实验与分析 |
| 3 结束语 |
（7）软骨断层图像拼接和三维重建系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电子医学仿真分析系统的发展 |
| 1.2.2 图像拼接研究现状 |
| 1.2.3 三维重建研究现状 |
| 1.3 本文主要工作及组织结构 |
| 第2章 相关基础理论简介 |
| 2.1 医学切片简介 |
| 2.2 二维图像拼接背景理论简介 |
| 2.2.1 尺度空间理论 |
| 2.2.2 高维数据匹配简介 |
| 2.3 三维重建理论简介 |
| 2.3.1 三维重建及可视化介绍 |
| 2.3.2 三维重建方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统总体设计 |
| 3.1 系统总体功能结构设计 |
| 3.2 系统实现平台介绍 |
| 3.2.1 C语言开发平台 |
| 3.2.2 开源计算机视觉库 |
| 3.2.3 图像分割与配准工具箱 |
| 3.2.4 可视化工具箱 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 系统的具体实现 |
| 4.1 系统用户界面的实现 |
| 4.2 基于SIFT的图像拼接子系统的实现 |
| 4.2.1 电镜切片图像拼接实现过程 |
| 4.2.2 SIFT关键点的生成 |
| 4.2.3 SIFT关键点的匹配 |
| 4.2.4 确定图像位移 |
| 4.2.5 实现图像拼接 |
| 4.3 基于光线投射法的三维重建子系统的实现 |
| 4.3.1 三维重建实现流程 |
| 4.3.2 图像增强处理 |
| 4.3.3 断层插值数据的生成 |
| 4.3.4 光线投射法的实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 测试与结果分析 |
| 5.1 测试数据及方案 |
| 5.1.1 测试数据 |
| 5.1.2 测试方案 |
| 5.2 测试结果 |
| 5.2.1 应用系统界面测试结果 |
| 5.2.2 二维图像拼接功能测试结果 |
| 5.2.3 三维重建功能测试结果 |
| 5.3 测试结果分析 |
| 5.3.1 图像拼接功能分析 |
| 5.3.2 三维重建功能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（8）基于大规模三维地震数据的交互式体绘制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 第二章 体绘制研究基础 |
| 2.1 体绘制中的光学模型 |
| 2.2 体绘制算法基本流程 |
| 2.3 体绘制算法 |
| 2.3.1 光线投影算法 |
| 2.3.2 足迹表法 |
| 2.3.3 频域体绘制算法 |
| 2.3.4 基于纹理映射的体绘制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于三维地震数据体的Shear-Warp 改进 |
| 3.1 Shear-Warp 算法 |
| 3.1.1 Shear-Warp 算法原理 |
| 3.1.2 传统Shear-Warp 算法加速技术 |
| 3.1.3 传统Shear-Warp 的问题 |
| 3.2 基于立方体元的Shear-Warp 算法 |
| 3.2.1 算法流程 |
| 3.2.2 数据预处理 |
| 3.2.3 基于存储方向的体扫描线 |
| 3.2.4 数据重采样 |
| 3.2.5 绘制流程 |
| 3.2.6 实验结果及分析 |
| 3.3 并行优化技术 |
| 3.3.1 基于多核处理器的改进 |
| 3.3.2 多线程数据缓冲区设计 |
| 3.3.3 后台线程更新显示 |
| 3.4 基于查表的融合运算 |
| 3.5 本章小结 |
| 3.5.1 实验结果及分析 |
| 3.5.2 小结 |
| 第四章 三维地震数据可视化系统设计与实现 |
| 4.1 系统总体设计目标 |
| 4.2 系统功能分析 |
| 4.3 系统总体架构及开发环境 |
| 4.3.1 系统总体架构 |
| 4.3.2 系统开发环境及工具 |
| 4.4 系统功能模块设计与实现 |
| 4.4.1 三维切片显示模块 |
| 4.4.2 工具箱模块 |
| 4.4.3 三维窗口模块 |
| 4.4.4 砖块数据生成模块 |
| 4.4.4.1 SEG-Y 文件格式介绍 |
| 4.4.4.2 SEG-Y 读取性能分析 |
| 4.4.4.3 砖块格式文件格式设计 |
| 4.4.4.4 砖块文件格式读取性能分析 |
| 4.4.4.5 砖块文件格式实现 |
| 4.4.5 体绘制模块 |
| 4.4.6 数据管理模块 |
| 4.4.7 子体管理模块 |
| 4.4.8 井显示模块 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士研究生期间的研究成果 |
（10）基于三次样条插值的Shear-Warp算法的实现（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 Shear-Warp算法原理 |
| 2 基于三次样条插值的Shear-Warp算法 |
| 3 实验结果 |
| 4 结论 |
四、虚切片方法改善Shear-Warp算法的图像失真（论文参考文献）
- [1]大规模数据实时绘制关键技术研究[D]. 罗德宁. 四川大学, 2021(01)
- [2]基于数据分类的高效光线投影算法研究[D]. 高翔. 杭州电子科技大学, 2019(01)
- [3]基于视觉优化的医学影像数据可视化技术研究[D]. 魏敏. 西南科技大学, 2019(12)
- [4]冠心病医学图像诊断的若干关键技术研究[D]. 李泽宇. 上海大学, 2017(06)
- [5]基于多图谱分割的三维可视化研究[D]. 蒋海波. 宁夏大学, 2017(02)
- [6]基于改进光线投影算法的医学图像三维重建[J]. 李泽宇,陈一民,赵艳,朱立峰,林靖生,吕圣卿. 计算机应用研究, 2017(12)
- [7]软骨断层图像拼接和三维重建系统设计与实现[D]. 郭晴. 东北大学, 2013(03)
- [8]基于大规模三维地震数据的交互式体绘制技术研究[D]. 周大鑫. 电子科技大学, 2011(08)
- [9]计算机辅助医学图像三维重建的算法分析[J]. 王瑞娟,张季,彭可. 中国组织工程研究与临床康复, 2011(04)
- [10]基于三次样条插值的Shear-Warp算法的实现[J]. 陈丽. 硅谷, 2010(17)