第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 医学图像信息处理 2
1.2.1 数据预处理 2
1.2.2 医学影像的配准与融合 2
1.2.3 医学影像的插值 3
1.2.4 医学影像的分割 3
1.3 医学图像重建与可视化 3
1.3.1 三维空间数据场可视化 3
1.3.2 三维数据建模 5
1.3.3 三维空间数据场可视化流程 6
1.4 医学图像处理与重建技术综述 7
1.4.1 医学图像的预处理 7
1.4.2 医学图像融合 7
1.4.3 医学图像的插值 9
1.4.4 医学图像的分割 11
1.4.5 医学图像的三维表面重建方法 12
1.5 医学图像处理与三维建模技术的应用 13
参考文献 15
第2章 DICOM图像处理 23
2.1 DICOM标准 23
2.1.1 DICOM标准的产生及发展 23
2.1.2 DICOM 3.0标准的主要内容 24
2.2 DICOM信息结构模型 26
2.2.1 信息对象定义 26
2.2.2 服务／对象对 27
2.2.3 服务类 27
2.3 DICOM文件格式 28
2.3.1 DICOM文件结构 28
2.3.2 像素数据的格式 29
2.4 DICOM图像显示 30
2.4.1 DIB位图 30
2.4.2 图像类定义 31
2.4.3 显示实现 32
2.5 CT图像的窗口变换技术 33
2.6 小结 35
参考文献 36
第3章 多模态医学图像配准与融合技术 37
3.1 国内外研究现状 37
3.1.1 医学图像配准方法 37
3.1.2 医学图像融合 39
3.2 医学图像配准 41
3.2.1 医学图像配准的原理与基本步骤 41
3.2.2 几何变换 42
3.2.3 图像插值 44
3.2.4 相似性测度 46
3.2.5 优化算法 47
3.3 基于互信息的医学图像配准 48
3.3.1 熵及互信息 49
3.3.2 互信息法的原理 50
3.3.3 互信息法的讨论 51
3.3.4 算法分析与设计 53
3.3.5 实验结果与分析 54
3.4 医学图像融合 55
3.4.1 医学图像融合的分类 56
3.4.2 图像融合的特点 57
3.4.3 医学图像融合的步骤 58
3.4.4 图像融合效果的评价 58
3.5 基于小波系数区域相似度的医学图像融合 60
3.5.1 基于小波变换的图像融合 60
3.5.2 小波系数区域相似度 65
3.5.3 算法分析与设计 65
3.5.4 实验结果与性能分析 66
3.6 基于多小波变换的医学图像融合 69
3.6.1 多小波变换原理 69
3.6.2 基于多小波变换的融合过程 71
3.6.3 实验结果与性能分析 71
3.7 小结 73
参考文献 73
第4章 断层医学图像插值 77
4.1 图像插值技术 77
4.1.1 基于灰度的插值方法 77
4.1.2 基于形状的插值方法 80
4.1.3 其他插值方法 81
4.2 断层医学图像匹配插值算法 81
4.2.1 算法设计 82
4.2.2 算法1介绍 83
4.2.3 算法2介绍 87
4.3 实验与分析 89
4.4 小结 90
参考文献 90
第5章 医学图像分割 93
5.1 引言 93
5.2 医学图像分割方法 93
5.2.1 基于区域的分割方法 94
5.2.2 基于边缘的分割方法 96
5.2.3 结合特定理论工具的方法 98
5.3 图像增强 100
5.3.1 细节锐化滤波 101
5.3.2 混合增强 101
5.4 数学形态学理论基础 103
5.4.1 二值数学形态学 104
5.4.2 灰度数学形态学 109
5.5 基于形态学的各向异性扩散滤波算法 112
5.6 形态学的各向异性扩散算法 117
5.6.1 算法设计 118
5.6.2 去噪模型评价 120
5.6.3 实验结果与分析 121
5.7 基于各向异性扩散的医学图像分水岭分割算法 124
5.7.1 分水岭算法基本思想 124
5.7.2 各向异性扩散的医学图像分水岭算法 125
5.7.3 算法设计 125
5.7.4 分割算法评价 131
5.7.5 实验结果与分析 132
5.8 小结 133
参考文献 133
第6章 三维模型构建与网格简化 137
6.1 引言 137
6.2 等值面抽取 137
6.2.1 体素模型与等值面定义 137
6.2.2 移动立方体算法抽取等值面 138
6.3 基于三角形形态变化的网格模型简化算法 140
6.3.1 算法描述 140
6.3.2 算法改进 142
6.3.3 算法基本步骤描述 144
6.3.4 实验结果 144
6.4 基于四叉树空间分割的网格模型简化算法 146
6.4.1 顶点对的选择 146
6.4.2 标准二次误差测度 146
6.4.3 算法改进 147
6.4.4 算法步骤 148
6.4.5 实验结果 149
6.5 小结 152
参考文献 153
第7章 三维绘制及可视化技术 157
7.1 引言 157
7.2 三维绘制系统的框架结构及程序流程 157
7.3 系统程序流程 159
7.4 系统的数据结构 160
7.5 开发环境与系统界面 163
7.6 基于图形硬件的三维绘制技术 167
7.6.1 可编程图形硬件的发展 167
7.6.2 可编程的图形流水线 170
7.6.3 可编程顶点着色器 171
7.6.4 可编程片段着色器 172
7.6.5 基于显卡实现三维重建加速的机制分析 172
7.6.6 相关的显卡技术 173
7.6.7 用GPU实现三维重建加速的机制 174
7.6.8 硬件的体绘制技术 175
7.7 基于GPU的实时光线投射算法设计 178
7.7.1 算法基本描述 178
7.7.2 算法绘制流程 179
7.7.3 算法关键技术分析 180
7.7.4 基于GPU的实时光线投射算法的实现及结果分析 184
7.7.5 实验结果与分析 185
7.8 小结 188
参考文献 188