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概论1

前言1

现代医学成像系统演化3

图像模式6

科学可视化在生物医学中的应用9

仿真影像学技术及系统11

相关术语定义15

参考文献16

三维图像重建与建模17

前言17

三维图像重建理论与基本方法18

三维体积图像数据19

三维图像的体积重建20

图像灰度插值问题20

基于匹配点的灰度插值算法26

基于形状的插值算法28

三维图像的表面重建38

平行轮廓集合的表面网格重建38

等值面检测41

表面网格的简化44

基于影像的组织结构建模51

解剖建模53

物理建模65

小结75

参考文献75

三维图像分析与测量79

前言79

三维图像的性质79

离散图像变换79

三维体元的相邻关系80

矩方法83

三维图像分割95

基本方法95

基于边界和模糊集理论的三维图像分割104

基于几何矩的结构检测方法与应用107

基于形变模型的图像分割方法114

基于水平集的图像分割方法118

三维骨架化处理120

拓扑细化方法121

Voronoi图方法123

距离变换方法123

基于三维影像的测量124

三维人机交互125

三维距离测量126

交互式面积与体积测量126

小结126

参考文献127

多模式图像数据配准131

前言131

图像配准问题132

图像畸变的影响136

图像的几何畸变136

图像的灰度畸变139

图像离散化的影响139

不同成像野的影响140

图像配准参数141

空间维数和变换域141

配准基元类型和图像模式142

变换形式和变换参数求取142

配准方法分类143

图像变换类型143

刚体变换144

仿射变换145

全局多项式变换146

分段多项式变换147

图像像素值变换147

刚体配准方法148

基于几何特征的方法148

基于体元相似性测度的方法156

异模式配准问题167

二维/三维图像配准168

配准中的优化方法169

局部优化方法简述171

全局优化方法简述174

非刚体配准问题177

基于标志点的薄板样条方法179

基于相似性测度方法180

不同主体间的配准180

配准精度问题181

刚体点集配准误差181

视觉评估182

结论183

参考文献184

三维图像显示191

前言191

计算机图形学基本原理192

三维坐标变换192

光照模型194

颜色模型与应用195

视见变换199

医学图像显示技术201

二维图像的生成与显示202

三维图像的生成与显示203

表面表达与绘制方法205

体积表达与绘制方法205

光线跟踪方法206

ShearWarp算法208

有关各种显示方法213

傅里叶体积绘制方法218

基于硬件纹理映射的三维图像绘制219

投影叠加算法220

硬件纹理映射算法221

直接体绘制中的转换函数及其交互设计230

转换函数234

转换函数的设计236

立体显示240

立体视觉显示方式的分类240

立体视觉的工作原理241

立体视觉的实现方法244

多模式数据的融合显示245

二维融合显示246

三维融合显示251

小结255

参考文献255

虚拟现实技术与仿真影像258

序言258

应用概况260

放射治疗计划与模拟262

计算机辅助血管内放射治疗265

仿真内窥镜的应用268

外科术前计划和模拟270

神经外科手术中的手术导航系统272

医学教学与培训274

虚拟解剖术276

增广现实外科手术278

远程会诊与手术279

其他方面的应用281

三维数据漫游282

通用模型282

传感器模型282

数据漫游282

三维数据漫游系统283

虚拟内窥镜系统框架284

系统结构284

虚拟摄像机模型的定义285

成像286

虚拟内窥镜的系统要求287

自动漫游与路径设计291

CAVE模型292

伪彩色处理293

增广现实294

增广现实与虚拟现实295

增广现实系统296

人机交互技术299

典型的虚拟现实显示装置299

交互装置300

存在的问题与挑战303

临床应用问题303

虚拟环境逼真度问题304

虚拟活检305

参考文献307