基于近似距离函数的三维体数据重构.pdfVIP

大 庆 石 油 学 院 学 报 第 33卷 第2期 2OO9年 4月 J()URNAI()FDAQlNG PETR()IEUM INSTITUTE Vol_33 No．2 Apr． 2OO9 基于近似距离函数的三维体数据重构 李井辉 ，苏冬娜，程 亮 (大庆石油学院 计算机与信息技术学院，黑龙江 大庆 1633l8) 摘 要 ：在分析虚拟 内窥镜系统 中利用常数距离函数重构三维体数据算法 的基础上 ，提出一种可满足实时要求 的广 义多边形 区域 的快速扫描方法．该算 法重新 定义点到轮廓线的距离 ，在原来一次水平方向扫描 的基础上增加一次垂直方 向的扫描，采用 2个方 向上 的近似距离实现对体数据的重构．实验表明，该算法效率高 、数据结构简单 、易于实现 ，能够满 足虚拟 内窥镜实时绘制的要求． 关 键 词 ：体数据重构 ；扫描线 ；轮廓线提取 ；虚拟 内窥镜 中图分类号：TP39l 文献标识码 ：A 文章编号 ：1∞O一189l(2)【(】9)O2一O1O6一O3 虚拟内窥镜是通过计算机处理 cT或 MRI获取三维医学数据 ，以获得类似用标准内窥镜观察病人内 脏的效果．基于轮廓线的重构方法是多层 CT和 MRI扫描图像信息重构相应人体组织三维模型的重要 方式 ，基本思想是在每层二维扫描图像中提取感兴趣区域的边界轮廓线 ，利用重构方法构造出相应的三维 表面模型( ．对提取的每层图像 的轮廓线进行三角划分 ，可以拼接出物体表面，其 中几何 图元 的生成方 式直接影响三维表面重建的效果[4。．在虚拟 内窥镜系统中，几何 图元的生成方式以三维数据场 中获得的 每层鼻腔的轮廓线为基础 ，重新生成j维空间体数据，通过提取等值面的Mc算法，获得实验所需的三角 面片集．笔者从虚拟内窥镜系统的实时要求 出发，在前期轮廓线有效提取及利用常数距离方式进行三维 体数据重构的基础上 [5]．提出广义多边形区域的快速扫描方法． 1 场函数构造和三维数据体重构 1．1 场函数构造 重新构造体数据 ，输人为一系列已经得到的多平面的轮廓线 ，且需要确定一个场函数 ／(z，)6．对 于轮廓线所在平面上的每一个点(z，)，场函数 厂(，)的含义为 f T，如果 (，)在全部轮廓线之外 ； (，){一T，如果(，)在某一条轮廓线上； l T，如果 (-tf，)在某一条轮廓线 内， 式中：T为等值面提取时的域值．每一点 (，，z)上的场函数值 ’(z，)取决于该点与 Z平面上的全部轮 廓线之 问的关系． 为 了构造体数据 ，可利用空问距离函数将空间中每一个网格点(，)的场 函数定义为 f— T+ s￡(，)，如果 (，)在全部轮廓线之外 ； ，(-．，，){一T，如果(，)在某一条轮廓线上； l===T一 f(，)。如果(，)在某一条轮廓线 内， 式 中： sf(，)为 (，)在三维空间中到所有轮廓线上最近点 的距离 ，可 以简化为单一平面 内的距离 函 数，即 (，)可以简化成 (z，)到其所在平面的所有轮廓线上最近点的距离． 收稿 日期 ：2)【(]8一l0一l3；审稿人 ：刘贤梅 ；编辑 ：郑丽芹 基金项 目：黑龙江省教 育厅科学技术研究项 目(项 目编号 l153l0】3) 作者简介 ：李井辉(1973一)。男．博士生，讲师，主要从事 图像处理方面的研究 · 1O6 ·