《虚拟内窥镜的路径规划问题研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《虚拟内窥镜的路径规划问题研究（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分类号： UDC ： 密级： 编号： 工学硕士学位论文 ( 高校教师) 虚拟内窥镜的路径规划问题研究 硕士研究生：王洪侠 指导教师：张菁教授 学位级别：工学硕士 学科、专业：计算机应用技术 所在单位：计算机科学与技术学院 论文提交日期：2 0 10 年1 月 论文答辩日期：2 0 10 年3 月 学位授予单位：哈尔滨工程大学 C l a s s i f i e dI n d e x ： U D C ： AD i s s e r t a t i o nf o rt h eD e g r e eo fM E n g R e s e a r c ho nV i r t u a lE n d o s
2、c o p y P a t hP l a n n i n g C a n d i d a t e ：W a n gH o n g x i a S u p e r v i s o r ：P r o f Z h a n gJ i n g A c a d e m i cD e g r e eA p p l i e df o r ：M a s t e ro fE n g i n e e r i n g S p e c i a l t y ：C o m p u t e rA p p l i c a t i o nT e c h n o l o g y D a t eo fS u b m i s s i
3、o n ：J a n u a r y ，2 010 D a t eo fO r a lE x a m i n a t i o n ：M a r c h ，2 010 U n i v e r s i t y ：H a r b i nE n g i n e e r i n gU n i v e r s i t y 帅42帅980刚8 iiiil伽Y 1 - 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由 作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在 文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经公开
4、发表的作品成果。对 本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者( 签字) ：一穆1 火 日期： 汐D 年多月蜩 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨 工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。 本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据 库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本 学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合 学位论文研究课题再撰写的论文一律注明
5、作者第一署名单位为哈 尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 本论文( 口在授予学位后即可豳在授予学位1 2 个月后 口 解密后) 由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。 作者( 签字) ：毒歹岩勾L导师( 签字) ：雩菁 日期：Q 户o 年乡月“曰乜幻D 年多月咱 户 n 合尔滨T 程大学硕十学位论文 摘要 虚拟内窥镜是计算机技术在医学领域的典型应用，它利用医学影像作为 原始的数据，结合虚拟现实技术、计算机图形学、图像处理、科学计算可视 化来模拟传统光学内窥镜，是一种非侵入型、无接触的零创伤检查手段，能 够解决传统光学内窥镜需要将内窥镜体插入体内给患者带来痛苦的问题以及 无法
6、进入某些器官内部检查的问题。 本文针对虚拟内窥镜系统的相关技术和实现方法进行研究，主要包括C T 数据的读取、医学图像预处理技术、组织分割技术、三维重建技术和路径规 划技术。其中，重点研究三维重建技术和路径规划技术，研究的主要工作如 下：首先，研究胸部C T 数据的读取过程并对图像进行滤波和插值预处理；其 次提出基于阈值分割的半自动分割方法，对读取的C T 图像进行组织分割；此 外，在绘制过程中，对M a r c h i n gC u b e s 算法进行改进，主要目的是为了提高 绘制效率；最后，在距离变换算法的基础上，提出一种基于最大代价生成树 的距离变换算法，用以解决抽取中心路径速度慢和路
7、径分支问题。 关键字：虚拟现实；虚拟内窥镜；路径规划；组织分割；三维重建 哈尔滨T 稗大学硕十学位论文 A bs t r a c t V i r t u a lE n d o s c o p y ( V E ) i st h et y p i c a la p p l i c a t i o no fc o m p u t e rs c i e n c ei n m e d i c a lf i e l d I tu t i l i z e sm e d i c a li m a g e sa so r i g i n a ld a t at os i m u l a t et r a d i
8、 t i o n a l o p t i c a le n d o s c o p yb yi n t e g r a t i n gt e c h n o l o g yo fv i t u a lr e a l i t y ，c o m p u t e rg r a p h i c s ， i m a g ep r o c e s s i n gt e c h n i q u e s ，t h ev i t u a l i z a t i o no fs c i e n t i f i cc a l c u l a t i o n S i n c ei ti s n o n i n v a
9、 s i v e ，u n t o u c h e da n df l e eo fr i s k s ，i to v e r c o m e st h es h o r t c o m i n go ft h e t r a d i t i o n a lo p t i c a le n d o s c o p y ，w h i c hh a st ob ei n s e r t e di n t op a t i e n t s b o d i e s I t a l s or e s o l v e st h eq u e s t i o nt h a tt h e r ei sn oa
10、 c c e s st ot h ei n s i d eo fc e r t a i no r g a n s S o m ek e yt e c h n i q u e sa n dr e a l i z a t i o n so fV Ea r es y s t e m a t i c a l l yi n v e s t i g a t e d i nt h i st h e s i s I tc o n s i s t so ft h er e a d i n go fC Td a t a ，t h ep r e p r o c e s s i n go f m e d i c a
11、l i m a g e s ，t h et e c h n i q u e so fs e g m e n tt i s s u e s ，3DR e c o n s t r u c t i o na n dt h et e c h n i q u e s o fp a t hp l a n n i n g G r e a ts t r e s si sl a i do n3 DR e c o n s t r u c t i o na n dt h et e c h n i q u e so f p a t hp l a n n i n gi nt h i st h e s i s T h e
12、p r i m a r yw o r ko fs t u d i e sa r ea sf o l l o w s ：F i r s to fa l l ， S t u d yt h el o a d i n go ft h ec h e s tC Td a t aa n dt h ep r e - p r o c e s so ff i l t e r i n ga n d i n t e r p o l a t i o n T h en e x t ，t h es e m i - a u t o m a t i ct h r e s h o l d i n ga l g o r i t h
13、 mb a s e do n t h r e s h o l d i n gs e g m e n t a t i o ni sp r o p o s e d T h eC Ti m a g e sa r es e g m e n t e du s i n gt h e m e t h o d s I na d d i t i o n ，M a r c h i n gC u b e sa l g o r i t h m si si m p r o v e di nt h ep r o c e s so f V E r e n d e r i n ga l g o r i t h mt oi m
14、 p r o v et h ee f f i c i e n c yo fr e n d e r i n g F i n a l l y ，b a s e do n t h et e c h n i q u eo fd i s t a n c et r a n s f o r mm e t h o d ，t h i st h e s i sp u t sf o r w a r dad i s t a n c e t r a n s f o r mm e t h o do nt h eb a s i so fm a x i m u m c o s ts p a n n i n gt r e e
15、，w h i c hi sa b l et o c r e a t ec e n t r a lp a t hq u i c k l ya n dt os o l v es o m eb r a n c hq u e s t i o n s K e yw o r d s ：V i r t u a lR e a l i t y ；V i r t u a lE n d o s c o p y ；p a t hp l a n n i n g ；t i s s u es e g m e n t ； 3 Dr e c o n s t r u c t i o n t 哈尔滨下稃大学硕十学位论文 目录 第1 章绪论1 1 1 课题研究背景和意义1 1 2 国内外研究动态2 1 2 1 国外相关研究现状2 1 2 2 国内相关研究现状3 1 2 3 虚拟内窥镜的相关技术方法4 1 2 4 存在的问题6 1 3 系统实现的软、硬件平台7 1 4 本文的研究内容和章节安排。7 1 4 1 本文的研究内容7 1 4 2 本文的内容安排8 、第2 章医学图像的预处理9 2 1 概述
