基于vtk环境的ct断层扫描图像的分割与建模技术研究论文

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1、工学硕士学位论文基于VTK环境的CT断层扫描图像的分割与建模技术研究哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：TP391.4国际图书分类号：621工学硕士学位论文基于VTK环境的CT断层扫描图像的分割与建模技术研究硕士研究生：于文龙导师：刘守斌副教授申请学位：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学-ClassifiedIndex:TP391.4U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeofE

2、ngineeringTHESEGMENTATIONANDRECONSTRUCTIONOFCTDATABASEDONVTKCandidate:YuWenlongSupervisor:AssociateProf.LiuShoubinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:June,20

3、08Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着包含CT扫描的各种检测技术与几何造型技术的发展，以及新技术的不断引入，逆向工程已经由最初的仿形制造，发展成为消化、吸收先进技术，实现产品开发和创新设计的重要技术手段。国内外有关逆向工程的研究和应用主要集中在产品的几何形状重建领域，即创建产品实物的CAD模型。现阶段我国逆向工程研究还落后于世界水平，但相关研究仍取得一定进展。目前的逆向CAD软件，

4、大多不能直接处理DICOM格式的数据，多数都是以点云作为输入数据。因此基于DICOM格式数据逆向CAD的开发与研究具有重要的使用价值与理论意义。在研究CT图像及其存储格式特点的基础之上，借鉴计算机图像学以及医学图像处理等已有的成果，运用新的软件环境VTK搭建实验平台，实现DICOM格式CT数据的读入。在CT图像的分割方面，本文以中值滤波，阈值分割以及边缘检测的技术路线实现了CT图像的初级分割，获得了产品模型的轮廓。在三维数据重建方面，研究了MarchingCubes(MC)与MarchingTet

5、rahedra(MT)算法，以这两种算法对CT数据进行了三维重建。利用PM(ProgressiveMesh)算法对三角面片进行了优化。以STL文件格式输出重建结果，实现实验平台与当前逆向工程软件的数据接口。本文完成了由CT数据读入，图像处理到生成并输出数字化模型的一整套环节。关键词VTK；CT；分割；重建I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofmeasurementandgeometricmodelingandintroductionofnewtec

6、hniques,reverseengineeringhasbecomeanimportantmeansofdigestingandabsorbingadvancedtechnologyfornewproductdesignandinnovationdesigninsteadoforiginalproductcopy.ResearchesandapplicationsinreverseengineeringfieldmainlyfocusonreconstructingCADmodelofgeome

7、tricshapefromphysicalproduct.Althoughpresentresearchofreverseengineeringfallsbehindtheworldlevel,relevantprogressisstillmadeinourcountry.NowmostofreverseCADsoftwareworkonpointcloudsandtheycannotdealwithDICOMdata.Threrforedevelopmentandresearchofrevers

8、eCADsoftwarebasedonDICOMdatahasimportanttheoritiaclandpracticalvalaue.AfterstudingstorageformatofCTdataandtechniquesincomputergraphicsandmedicalimage,VTKisselectedasthesoftwaredevelopingplatformforreadingCTdatainDICOMformat.Atechnicalapproachc