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简述算法基于医学图像序列体绘制和GPU加速

收藏本文 2024-02-28 点赞:7189 浏览:23962 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:医学三维重建技术是当前医学图像探讨的热点之一。体绘制技术是利用多幅二维图像进行三维重建,还可以对生成的三维图像进行交互操作,以不同的角度查看三维图像,也可以通过设置透明度来查看图像内部的细节信息,这些交互操作为模拟手术和远程医疗的实现打好了基础,所以探讨三维重建技术有着较大的运用价值。本论文先探讨了三维重建图像获取的原理以及进行重建操作之前的一些准备工作,接着分别浅析了一些常用的医学重建体绘制技术,主要探讨了光线投射算法的实现历程,而且利用VTK对光线投射法进行了实现。在传统光线投射策略的基础上提出了新的加速算法,新的加速技术是将基于包围盒的加速技术和基于空间跳跃技术的接近云算法结合在一起对传统光线投射法进行加速,新的加速算法在三维重建速度上有了较大的提升。在此基础上,又增加了对光线投射法的GPU加速技术的探讨,利用CUDA技术对传统光线投射法和新的加速算法进行并行处理,实现了算法的进一步加速。实验结果表明,利用CUDA技术实现的新的光线投射算法在程序运转速度上提升了很多,基本上满足了实时绘制的要求。关键词:三维重建算法论文体绘制论文光线投射算法论文VTK论文GPU论文CUDA论文

    提要4-5

    摘要5-7

    Abstract7-12

    第1章 绪论12-15

    1.1 引言12

    1.2 国内外探讨近况 和探讨前景12-14

    1.3 论文主要探讨工 作和内 容安排14-15

    1.3.1 本论文的主要探讨工作14

    1.3.2 本论文的工作安排14-15

    第2章 三维重建数据的 获取和 预处理15-20

    2.1 三维重建数据的特点15-16

    2.1.1 CT 图像产生原理以 及特点15-16

    2.1.2 核磁共振图像16

    2.2 DICOM 标准和组成部分16-17

    2.2.1 DICOM 介绍16-17

    2.2.2 DICOM 标准的组成部分17

    2.3 重建数据的预处理17-19

    2.3.1 重建数据的滤波策略18

    2.3.2 重建数据的增强18-19

    2.4 本章内容 总结19-20

    第3章 基于医学图像序列的体 绘制算法的探讨20-29

    3.1 三维重建的算法的分类20

    3.2 医学图像的体绘制技术20-22

    3.2.1 直接体绘 制法的定义和策略概述20-21

    3.2.2 体绘制的基本概念和原理21-22

    3.3 不同的体绘制算法介绍22-26

    3.3.1 光线投射 法( Ray-casting)23-24

    3.3.2 剪切- 变形法 (Shear-Warp)24-25

    3.3.3 溅射法 ( Splatting )25-26

    3.3.4 变换域策略26

    3.3.5 基于硬件的纹理映射26

    3.4 体绘制算法的比较26-28

    3.5 本章内容总结28-29

    第4章 基于VTK的医学图像三维重建29-50

    4.1 VTK介绍29-31

    4.1.1 VTK的可视化模型29-30

    4.1.2 VTK的图像模型30-31

    4.2 传统光线投射算法的实现历程31-36

    4.2.1 光线投射法的浅析31

    4.2.2 算法历程与实现31-36

    4.3 一种新的光线投射法综合加速算法36-44

    4.3.1 基于包围盒的加速技术36-37

    4.3.2 基于空间跳跃技术的接近云(ProximityClouds)算法2637-39

    4.3.3 实验及结果浅析39-44

    4.4 医学图像三维交互系统44-49

    4.5 本章内容总结49-50

    第5章 基于CUDA的光线投射算法程序设计3950-62

    5.1 CUDA编程原理50-56

    5.1.1 GPU进展历程50-51

    5.1.2 CUDA的优势和工作方式51-52

    5.1.3 CUDA的结构和软件系统52-56

    5.2 基于CUDA的光线投射算法的原理与可行性浅析56-58

    5.3 CPU执行的具体历程和kernel函数实现的具体历程58-60

    5.3.1 CPU行历程58

    5.3.2 显示实现历程58-59

    5.3.3 kernel数的实历程59-60

    5.4 实结果浅析60-61

    5.5 本章总结61-62

    第6章 总结和展望62-63

    6.1 对全文工作的总结62

    6.2 对未来的展望62-63

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