一种基于眼底图像的视网膜血管三维重建方法

论文摘要

眼底血管是诊病的重要依据，本文根据眼球的解剖学特征进行分析，建立了适于医学可视化的眼底数学模型。并利用中心扩散逆投影法重建了眼底曲面，由原始的彩色图像经过图像类型转换、图像增强、滤波、图像填充、边缘提取得到了血管轮廓图、骨架图和边缘图，从血管骨架图中查找血管，利用轮廓图确定血管的半径，使用边缘图分析出血管交叉处的层次关系，并最终完成了血管的三维重建和显示。针对眼底血管系统提出了血管关键点选取算法、骨架修正、血管交叉点识别算法、血管层次识别等算法，并且使用了部分技巧，使算法不仅达到了较高的精度，增强血管清晰程度。为临床应用提供了三维眼底血管的参数采集和显示环境，为诊断、显示、激光治疗、手术定位等提供有益的帮助。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 眼底图像三维重建的医学基础
• 1.2.1 眼球的解剖结构
• 1.2.2 眼底的结构
• 1.3 三维重建在医学中的应用及现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 基于图像的三维建模技术
• 2.1 基于图像的建模技术分类
• 2.2 基于单幅图像的建模
• 2.3 单幅图像灰度恢复法的分析与比较
• 2.4 基于多幅图像的建模
• 2.5 基于图像的视觉外观恢复
• 2.6 基于图像的建模技术展望
• 第三章 眼底图像的预处理
• 3.1 图像类型转换
• 3.2 图像增强
• 3.2.1 直方图修整法
• 3.2.2 滤波
• 3.3 空穴填充
• 3.4 骨架提取
• 3.5 边缘检测
• 3.5.1 图像边缘定义
• 3.5.2 Roberts边缘检测算子
• 3.5.3 Prewitt边缘检测算子
• 3.5.4 Sobel边缘检测算子
• 第四章 眼底血管的查找与存储
• 4.1 中心扩散逆投影法实现眼底曲面的三维重建
• 4.1.1 三维眼底曲面的数学模型
• 4.1.2 二维眼底图像到三维眼底曲面的映射
• 4.1.3 中心扩散逆投影法三维重建
• 4.2 利用血管的骨架图查找血管
• 4.2.1 使用关键点标记骨架图
• 4.2.2 起点处理
• 4.2.3 血管的分段
• 4.2.4 分支的识别与处理
• 4.3 血管轮廓二值图的使用
• 4.3.1 调整关键点
• 4.3.2 计算血管半径
• 4.3.3 血管段的合并与修正
• 4.4 血管边缘图的使用
• 4.4.1 血管交叉点的识别
• 4.4.2 血管层次的识别
• 4.4.3 方差法处理血管的层次
• 第五章 基于D3D的眼底血管系统三维重建与显示
• 5.1 视网膜血管系统的三维模型重建
• 5.1.1 求关键点处血管截面
• 5.1.2 求关键点处血管壁与截面的交线圆
• 5.1.3 构建血管系统三维模型
• 5.2 Direct3D介绍
• 5.3 Direct3D中实现光照
• 5.3.1 光源类型
• 5.3.2 材质的设定
• 5.3.3 灯光位置、范围和衰减
• 5.4 三维血管的显示结果
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 论文前景与展望
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢