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1、Y1 0 3 9 0 7 S分类号：工丑u D c ，丝2密级。公珏学号：Q 3 螋瑙东南大掌 硕士学位论文超声图像的三维重建与显示技术的研究研究生姓名：擒固导师姓名：签丝查副熬授申请学位级别王堂赛学科专业名称撞蠢燕鲞复直趣篷羹童论文提交日期垫鲤生墨且论文答辩日期鲤生笙量L学位授予单位燕直塞整学位授予日期玺且且答辩委员会主席堡：! j ：逢评阅人一i I 蔓羞一金硷验2 0 0 6 年月坪日摘要医学超声图像的三维重建技术在现代医学临床诊断中起着十分重要的作用。将传统的二维断层图像用三维超声重建系统进行处理，能在计算机屏幕上形象逼真地显示人体器官和组织的立体视图。通过人机交互，可以对重构出的图像
2、进行诸如旋转、缩放等操作，使医生能够更充分地了解病灶的性质及其与周围组织的三维结构关系，从而更方便直观地做出临床诊断。本文首先阐述三维超声成像技术的国内外发展现状及其主要研究领域，并概述了医学图像三维重建所涉及的基本技术和算法，在总结前人工作并分析了实际应用要求的基础上，提出了实现人体肝脏血管医学超声图像三维重建与显示的方法和算法。在超声图像数据处理方面，本文探讨了适合于B 超图像的预处理和分割算法。针对B 超图像灰度暗、对比度低、斑纹噪声严重等问题，讨论了图像增强和噪声抑制的方法。基于最大类问方差法( O t s u法) 提出了一种三维分割算法，该方法适于B 超序列图像的区域分割，并取得了良
3、好的分割结果。在三维重构和显示方面，本文探讨了由一组二维轮廓线重构三维形体的方法，即首先从序列图像中提取出物体的边缘轮廓，再通过单轮廓线、多轮廓线之间的重构思想实现三维重建。针对以往算法中存在的问题，本文采用了一种新的轮廓匹配方法，并给出了实验结果。最后采用O p e n G L 技术实现了重建物体的真实感显示。论文还讨论了三维重建系统的结构，对系统功能进行了模块划分，分析了系统的程序流程。最后，对研究工作进行了总结并对以后的改进工作提出了建议。关键字：超声图像图像分割二维轮廓线轮廓匹配表面重构其实感显示东南大学硕士学位论文A b s t r a c tT h et e c h l l i q
4、 u eo ft 1 1 r e e - d i m e n s i o n a l ( 3 D ) r e c o n 譬叽l c t i o n 丹o mm e d i c a lu l t r a s o l l i ci m a g e sp l a y sa ni m p o n a l l tr 0 1 ei nm o d e mc l i n i c a I 印p l i c a t i o n T h e3 Ds t n l c t I l r eO ft h e 廿s s l l ec a nb er e a l i s t i c a l l yd i s p l a y
5、e do nc o m p u t e rc R Tb y3 Du 1 廿a s o l l i cr e c o n s 廿u c t i o ns y s t e m ，w h i c hp r o c e s s e s 订a d 试o n a lt w o d i m e n s i o n 础( 2 D )u l t r a s o n i ci m a g e s V i am a n _ m a c h i n ei m e r a c t i o l l ，t h ed o c t o rc a nm a n i p l l l a t et h e3 Ds 廿u c t u
6、r e 丘e e l ys u c ha Sr o t a t i n g ，z o o m i r 培o u t ，z o o m i n gi I l ，e t c I tp m v i d e sc l i n i c a ld o c t o r ss p a t i a ld i s 仃i b u t i o no fd i s e a s e dp a r ta n d 砥s u r r o l l l l m n g si nam O r ec O m p r e h e n s i V ew a y ，s oa st oh e I pt 1 1 e mm a k ee X a
7、c tc l i n i c a ld i a 驴O s i s I nt h i sp a p e Lw i t ha no V e r v i e wo f 吐1 ek e yp r o b l e m sa 1 1 dd e V e l o p m e n to f3 Du 1 廿觚o n i ci m a g i n g ，t h ed e m a 工1 d sa 工1 dt e c h n i q u ef e a s i b i l i t yo f 3 Dr e c o I l S 自m c t i o n 行o mm e d i c a l i m a g e sh a v e
8、b e e ni n v e s d g a 七e d B a s e do nt h es u m m a r yo ff o r m e ra c h i e V e m e n t sa n da n a l y s i so f 印p l i c a t i o nr e q u i r e m e n t s ，t h em e t h o d sa 1 1 da l g o r i t h m sf o r3 Dr e c o n s t m c t i o nf r o mu l t r a s o n i ci m a g e so f h u m a n1 i v e rv
9、e i n sa r ep m p o s e d T h ea l g o r i t h m sf o rB - t y p eu l t r a s o n i ci m a g ep r o c e s s i n g ，i n c l u d i n gp r e p r o c e s s 协g 鲫ds e g m e n t a t i o n ，h a v eb e e ns t u d i e d T h en o i s er e d u c t i o na n di m a g ee r 血a n c e m e n ta l g o r i t h m sa r ed
10、 i s c u s s e d ，w 砒1c o n s i d e r a t i o no fu l t r a S o n i ci m a g ec h a r a c t e r i s t i c s ，s u c ha ss p e c k l en o i s ee x i s t e n c e ，l o w e rg r a d ea n dc o n 把l s t B a s e do nm eo t s um e m o d ，am o d i f i e da l g o r i 廿l mf o r3 Du l t r a s o I l i c 皿a g es e
11、 g m e n t a t i o ni sp f o p o s e da I 】d 廿1 ee x p e r i m e n tr e s u ha r es a t i s f k t o r y M u c hm o r ea 仕e n 廿o nh a sb e e np a i dt ot h et e c h n i q u eo fs L 】r f 如er e c o n s n l l c 廿o nf 0 mas e r i e so fp a r a l l e lp l a I l a rc o n t o l l r s ，w h i c ha r ee ) ( t
12、r a c t e d 丹o ma2 Du k a s o l l i ci m a g es e q u e n c e U n d e rt l l eg u i d e l i I l eo fc o n t o u rm a t c h i l l g ，a 工1i m p m V e ds o l u t i o ni sa c 1 i e v e db yl l s i I 培an e wc o m o u r - m a t c ：h i n gm e m o dt os 0 1 V em ep r o b l e m si 1 1r c c o n s 廿u c t i o n
13、o f s i n g l ec o n t o u rl i n e sa 1 1 dm u l t l c o m o u rl i n e s 3 Dr e a l i s t i cd i s p l a yo f r e c o n s 讥l c t e dh u m a nl i v e rv e i n si si m p l e m e n t e db yu s i n go p e n G Lp r 0 F 猢i n g T h e5 y s t e ms 仃1 l c t u r e ，劬c t i o n a lm o d u l e sa n ds o 脚a r ef
14、 l o wa r ea l s ob r i e n yd e s c r i b e d F i n a l l y ，ac o n c l u s i o no f t l i sp a p e ri sp r e s e m e d ，f o l l o w e db ys o m es u g g c s t i o n so nf u m l e rr e s e a r c hw o r k 1 ( e y w o r d s ：u l t r a s o i ci m a g e sc o n t o u rm a t c h i n gi m a g es e g m e t
15、 a t i o s u r ，f h c er e c o n s t l u c t i o nI I p l a n a rc o n t o u r s 3 Dd i s p l a y东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：盆函日期：之2 出东南大学学位论文使用授权声明东南大学、
16、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。研究生签名日期：多占5第一章引言第一章引言在医学成像系统中，超声成像技术以其特有的优势在临床上得到了广泛的应用。与其它医学成像技 术( 如计算机断层扫描c T ，核磁共振成像M ) 相比，超声成像具有实时性好、操作无创伤、对患者无电离辐射损伤、低成本等优点，因此深得医学界的推崇。与此同时，人体组织与器官的三维重建技术 已成为医学临床诊断与治疗规划的有效工具。其基础理论涉及到信号处理、图像处理、计算机视觉等领 域，随着图像处理与显示技术的发展，三维超声重建技术在现代临床医学中发挥了重要的作用。1 1 三维超声成像技术的发展及其意义【l 】口自从1 8 9 5 年伦琴发现x 射线以来
