论文摘要
医学超声图像的三维重建技术是医学可视化研究的重要研究方向。三维重建的目的在于通过在三维数据场的可视化技术完成二维医学图像到三维模型的重建，通过三维超声成像能够准确的反映出人体内部组织、器官的视觉影像，给医护人员提供更直观、更完整的医学信息，在疾病诊断、临床治疗和医学基础研究方面有重要的实用价值。本论文对三维超声重建的关键技术进行了研究，实现了三维标准化数据的转化。研究分析了体绘制中的关键环节—三次线性插值技术，并提出一种快速的进行三次线性插值的方法，最后以相关性加速光线投射为研究重点，提出一种基于轻度空间跳跃的加速光线投射的算法。首先，介绍了医学超声成像的发展现状，分析了超声成像的原理以及三维超声重建的关键技术；并对三维重建的主要算法做了分析和比较。其次，分析和研究了三维超声成像的基本操作过程，在此基础上采用仿真实验的方法，研究解决了基于不规则采样平面平行扫描方式的三维重建的几个关键问题；对于自由旋转方式获取的二维图像序列，利用匹配点的距离加权平均值作为该体元点的值，实现三维非标准体数据到三维标准体数据的转化。三维重建的绘制算法有面绘制和体绘制两种方法。结合三维超声重建的特点，选择了光线投射算法作为三维重建体绘制的应用技术，针对采样的体数据的三维重建的关键技术—三次线性插值算法进行了研究和分析，为了提高绘制速度且不影响图像质量，研究了一种快速插值方法，并给出了实验结果和数据比较。最后，研究了光线投射算法的加速技术。在分析光线相关性基础上，采用轻度空间跳跃的方法实现加速光线投射的算法。轻度空间跳跃加速技术的主要思想是利用探测光的相关性，把一个单元定义为一个立方区域，八个角点上有体元，内部没有体元。当它角点上的8个体元的是透明状态时，则该单元是空的或透明的。这使得单元内部的所有样本点的都是透明的。通过对探测光线和跳跃光线分离实现对空体元的分离，来减少采样点的插值操作实现加速。并在最后给出实验结果和数据，并与传统算法做出了比较和分析。