毕业设计（论文）-基于CT数据的三维重构精选.doc

基于CT数据的三维重构 摘 要 医学CT数据的可视化在临床上已经成为辅助诊断与治疗的重要手段之一，可视化是由一系列CT扫描后的二维图象数据重构出三维模型的技术手段，最后在计算机上显示出来。医生能够通过观察三维图像来获取患者病变的组织信息，这极大方便了医生的诊断，提高了医学诊断结果的正确性和治疗的质量。因此，可视化技术也成为近年来研究和应用的热点方向。 在此基础上，提出采用VTK库进行医学数据的可视化。论文中重点研究了表面绘制和体绘制两种绘制方法。表面绘制采用移动立方体算法（Marching Cubes）实现，体绘制则用光线投射算法（Ray-casting）实现，并且通过比较两种算法的结果讨论了他们的特点。从重构模型中可以看出，VTK作为一种流行的图像处理和三维可视化工具，其功能是非常强大的。 关键词：CT；三维重构；体绘制 3D Reconstruction based on CT Data ABSTRACT Visualization for medical CT data has been one of the important methods to aided diagnosis, and treat in the clinical．This technical can reconstruct the 3D models from a series of 2D images, then the data is being displayed by the computer.This greatly convenient diagnosis of the doctors. And improved the accuracy of medical diagnosis treat and the treatment quality．So,visualization technology to become the hot spot of application and research in recent years． On this basis it is proposed that VTK library is used for visualization for medical data．Two types of rendering method,surface rendering and volume rendering are studied in the paper．The marching cubes algorithm is used for surface rendering,both ray-casting methods are used for volume rendering．In additional,by comparing two algorithms and the results obtained their characteristics．The reconstructed results showed that as a visualization tools，VTK has powerful function and it is very easy to be used for medical images processing． Key words: CT;3D reconstruction; Momposited volume rendering 目 录 1 绪论 1 1.1 课题的研究背景 1 1.2 国内外研究现况 1 1.3 论文的结构 2 2 可视化工具VTK 3 2.1 VTK的特点 3 2.2 VTK的安装 3 2.2.1 工具包的安装 3 2.2.2 Cmake的配置 4 2.3 VTK的结构和运行机制 5 2.3.1 VTK的结构 5 2.3.2 VTK的运行机制 7 2.3.3 利用VTK对数据进行可视化 8 2.4 小结 9 3 CT图像的三维重构 9 3.1 CT图像的获取与预处理 9 3.2 三维重构流程 10 3.3 三维重构的主要方法 11 3.3.1 面绘制法 11 3.3.2体绘制方法 14 3.4 两种重构法的对比 17 3.5 小结 18 4 展望与总结 19 参考文献 20 致 谢 21 1 绪论 1.1 课题的研究背景 计算机断层投影技术（CT）是通过采集三维空间中某一个断层上的图像，利用一组断层图像以一定的间距叠放在一起就可以还原物体的三维信息。计算机断层投影技术的应用带给了医学诊断革命性的变革，为医生提供了丰富的病人组织器官信息，帮助医生更加快速准确的判断患者的病变组织。可是，医务人员所观察到的仍是二维图像，所得到的诊