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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