Home
Luận văn - báo cáo
Kỹ thuật
Nghiên cứu Kỹ thuật Render Volume trong hiển thị hình ảnh 3D từ hình chiếu và cài đặt thử nghiệm chương trình hiển thị hình ảnh 3D từ các ảnh chụp cắt lớp trong y tế
Nghiên cứu Kỹ thuật Render Volume trong hiển thị hình ảnh 3D từ hình chiếu và cài đặt thử nghiệm chương trình hiển thị hình ảnh 3D từ các ảnh chụp cắt lớp trong y tế
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
NGUYỄN THI ̣
THU HƯƠNG
K THUT RENDER VOLUME TRONG HIN TH D
LIỆU 3D TƯ
̀ HÌNH CHIÊ
́U
Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH
Mã số: : 60.48.01
TÓM TẮT LUN VĂN THẠC S KĨ THUT
HÀ NỘI – NĂM 2012
Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đ NĂNG TON
Phản biện 1:…………………………… …………………….
Phản biện 2: …………………………………………………
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận
văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn
thông
Vào lúc: ......giờ.....ngày.......tháng......năm ..............
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính
Viễn thông
Vào lúc: ....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... .. năm ...............
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
1
LỜI MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Cùng với phát triển của Đồ họa máy tính và Xử lý ảnh số trong máy tính làm thay
đổi sự tương tác giữa người và máy, khi các kỹ thuật ứng dụng đồ hoạ ngày càng cao hơn
nên nhiều người quan tâm nghiên cứu đến lĩnh vực này. Do đó mà các ứng dụng đồ hoạ
trên máy tính được ra đời như: phim hoạt hình, Game với các hệ thống thực tại ảo… đã
đóng góp cho sự phát triển chung của nghành Công nghệ thông tin. Vì vậy đồ hoạ máy tính
trở thành một lĩnh vực hấp dẫn và có nhiều ứng dụng trong thực tế.
Hiển thị dữ liệu 3 chiều (3D) từ hình chiếu được coi là các bước khởi đầu cho hệ
thống mô phỏng thực tại ảo, góp phần tạo nên hệ thống mô phỏng hoàn chỉnh. Một trong
những cách tiếp cận hiển thị dữ liệu 3 chiều phổ biến hiện nay là dựa trên kỹ thuật Render
volume.
Trong quá trình hiển thị dữ liệu 3 chiều ngoài các vấn đề hiển thị dữ liệu đảm bảo
chất lượng còn phải đáp ứng yêu cầu về thời gian hiển thị cho các bước mô phỏng. Hiển thị
hình ảnh ba chiều của các vật thể thực từ hình chiếu là một trong những lĩnh vực thu hút
được sự quan tâm nhiều nhất của giới nghiên cứu trong lĩnh vực công nghệ thông tin trong
mấy chục năm qua. Hình ảnh hiển thị từ máy tính đã được sử dụng hiệu quả trong nhiều
lĩnh vực khác nhau như giáo dục, giải trí, kiến trúc, đặc biệt là chuẩn đoán hình ảnh trong y
tế, ... Kỹ thuật Render volume trong hiển thị hình ảnh 3D từ hình chiếu là một đề tài mới
mẻ và có ứng dụng lớn trong trong lĩnh vực tái tạo và phục dựng đối tượng. Xuất phát từ
thực tế đó luận văn lựa chọn đề tài: “Kỹ thuật render volume trong hiển thị dữ liệu 3D từ
hình chiếu”
Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu Kỹ thuật Render Volume trong hiển thị hình ảnh 3D từ
hình chiếu.
- Trên cơ sở kiến thức tìm hiểu được, cài đặt thử nghiệm chương trình hiển thị hình
ảnh 3D từ các ảnh chụp cắt lớp trong y tế.
Tổ chức của luận văn
Nội dung của luận văn gồm có:
Phần mở đầu: Trình bày lý do chọn đề tài và mục đích cũng như tổ chức của luận văn.
2
Chƣơng 1: Khái quát về đồ họa 3 chiều (3D) và hiển thị dữ liệu từ hình chiếu. Trong
chương này trình bày khái quát về đồ họa 3D, các ứng dụng cơ bản của đồ họa ba chiều và
bài toán cũng như các cách tiếp cận trong việc hiển thị dữ liệu từ hình chiếu.
Chƣơng 2: Một số Kỹ thuật hiển thị ảnh 3 chiều từ hình chiếu. Trong chương này giới thiệu
một số kỹ thuật về hiển thị hình ảnh 3D từ các hình ảnh hình chiếu 2D
Chƣơng 3: Chương trình thử nghiệm. Trình bày cài đặt thử nghiệm kỹ thuật hiển thị hình
ảnh Render Volumme từ các ảnh 2D của ảnh y tế DICOM
Và cuối cùng kết luận của đồ án về những việc đã làm được và những hạn chế của luận
văn.
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ HOẠ 3 CHIỀU VÀ HIỂN THỊ
DỮ LIỆU TỪ HÌNH CHIẾU
Trong chương này trình bày khái quát về đồ họa 3D, các ứng dụng cơ bản của đồ họa
ba chiều, tiêu chuẩn ảnh Dicom sử dụng trong ngành y tế và bài toán cũng như các cách tiếp
cận trong việc hiển thị dữ liệu từ hình chiếu.
1.1. Khái quát về đồ họa 3 chiều
1.1.1. Đồ họa 3D
+ Phƣơng pháp biểu diễn 3D
Có hai phương pháp biểu diễn đối tượng ba chiều là phương pháp biểu diễn bề
mặt (B-reps) và biểu diễn theo phân hoạch không gian (space -partitioning
representation).
+ Các phép biến đổi hình học :
Các phép biến đổi thường sử dụng là phép tịnh tiến, phép quay, phép biến dạng,…Các
phép biến đổi được mô tả bằng các ma trận. Ma trận của mỗi phép biến đổi có dạng khác
nhau.
+ Vấn đề chiếu sáng (illumination) :
Vật thể được chiếu sáng nhờ vào các ánh sáng đến từ nguồn sáng sau khi phản
xạ nhiều lần qua các vật thể xung quanh vật thể ta đang quan sát. Do vậy ánh sáng đến
được vật là ánh sáng tổ hợp từ khắp mọi hướng, ta gọi đó là ánh sáng xung quanh
(ambient light) hay ánh sáng nền (background light) .
+ Trực quan hóa (Visualization)
Trực quan hóa trong đồ họa máy tính là sử dụng máy tính để tính toán dữ liệu sau
đó sử dụng đồ họa máy tính, đặc biệt là đồ họa 3D để minh họa, biểu diễn dữ liệu thành
3
những hình ảnh mà con người có thể hiểu được dễ dàng và giúp cho con người có thể
tương tác với dữ liệu[4]. Dữ liệu đó có thể là các dữ liệu phát sinh do mô phỏng hoặc do đo
đạc trong thực tế. Kết quả biểu diễn phải biểu diễn chính xác tính chất của tập dữ liệu.
1.1.1.1 Các kỹ thuật đồ họa
1.1.1.1.1 Kỹ thuật đồ hoạ điểm (Sample based-Graphics)
- Các mô hình, hình ảnh của các đối tượng được hiển thị thông qua từng pixel (từng
mẫu rời rạc)
- Đặc điểm: Có thể thay đổi thuộc tính
+ Xoá đi từng pixel của mô hình và hình ảnh các đối tượng.
+ Các mô hình hình ảnh được hiển thị như một lưới điểm (grid) các
pixel rời rạc
+ Từng pixel đều có vị trí xác định, được hiển thị với một giá trị rời rạc (số nguyên)
các thông số hiển thị (màu sắc hoặc độ sáng)
+ Tập hợp tất cả các pixel của grid cho chúng ta mô hình, hình ảnh đối tượng mà
chúng ta muốn hiển thị.
1.1.1.1.2. Kỹ thuật đồ họa Vector
- Mô hình hình học (geometrical model) cho mô hình hoặc hình ảnh của
đối tượng.
- Xác định các thuộc tính của mô hình hình học này
- Quá trình tô trát (rendering) để hiển thị từng điểm của mô hình, hình ảnh thực của
đối tượng.
Có thể định nghĩa đồ hoạ vector: Đồ hoạ vector = geometrical model + rendering
1.1.1.2. Các chuẩn giao diện của hệ đồ hoạ
Mục tiêu căn bản của phần mềm đồ hoạ được chuẩn là tính tương thích. Khi các công
cụ được thiết kế với hàm đồ hoạ chuẩn, phần mềm có thể được di chuyển một cách dễ dàng
từ hệ phần cứng này sang hệ phần cứng khác và được dùng trong nhiều cài đặt và ứng dụng
khác nhau.
1.1.2. Các ứng dụng cơ bản của đồ hoạ 3D
Những lĩnh vực đang được nghiên cứu ứng dụng đồ hoạ 3D một cách mạnh mẽ hiện
nay là: Y học, Giáo dục, Tin học, Thương mại, Giao thông, Hàng không, Xây dựng Thiết kế
nội thất và trang chí nhà cửa, Giải trí, Quân sự, Điện ảnh…
Ý nghĩa của việc ứng dụng đồ hoạ 3D
4
Như vậy chúng ta thấy được ý nghĩa to lớn của việc ứng dụng đồ hoạ 3D, bởi những
vấn đề khó khăn mà nếu không có đồ hoạ 3D thì có thể nói là khó lòng mà giải quyết, hay
nếu có thể giải quyết được thì hiệu quả không cao và chi phí sẽ rất tốn kém. Còn khi ứng
dụng đồ hoạ 3D vào, thì những vấn đề đó trở lên hết sức đơn giản, và hiệu quả của nó mang
lại thì thực sự là to lớn, kể cả vật chất lẫn tinh thần.
1.2 Hiển thị dữ liệu từ hình chiếu
1.2.1. Giới thiệu
Đồ họa 3 chiều (3D computer graphics) bao gồm việc bổ xung kích thước về chiều
sâu của đối tượng, cho phép ta biểu diễn chúng trong thế giới thực một cách chính xác và
sinh động hơn.
1.2.1.1. Đặc điểm của kỹ thuật đồ hoạ 3D
Có các đối tượng phức tạp hơn các đối tượng trong không gian 2D.
- Bao bởi các mặt phẳng hay các bề mặt.
- Có các thành phần trong và ngoài.
Các phép biến đổi hình học phức tạp.
Các phép biến đổi hệ toạ độ phức tạp hơn.
Thường xuyên phải bổ sung thêm phép chiếu từ không gian 3D vào không gian 2D
luôn phải xác định các bề mặt hiển thị.
1.2.1.2 Các phƣơng pháp hiển thị 3D
Với các thiết bị hiển thị 2D thì chúng ta có các phương pháp sau để biểu diễn đối
tượng 3D:
- Kỹ thuật chiếu(projection):Trực giao (orthographic)/phối cảnh(perspective)
- Kỹ thuật đánh dấu độ sâu (depth cueing)
- Nét khuất (visible line/surface identification)
- Tô chát bề mặt (surface rendering)
- Cắt lát (exploded/cutaway scenes, cross-sections)
Các thiết bị hiển thị 3D:
- Kính stereo - Stereoscopic displays*
- Màn hình 3D – Holograms
1.2.1.4. Tái tạo cấu trúc ba chiều từ các hình chiếu
Quá trình lấy mẫu thông thường là dùng các thiết bị để thu thông tin bên trong vật thể
dưới dạng các lát cắt 2D. Các tập ảnh 2D gồm một số dạng: các ảnh cắt lớp song song
có thể bạn quan tâm
Lập trình giao tiếp bàn phím hiển thị lên màn hình LCD- nghiên cứu về...
37
966
300
Kỹ thuật
37
(New)
Luận văn: khái quát việc triển khai mô hình Web3.0 trên thế giới đồng...
26
905
485
Thạc sĩ cao học
26
(New)
Nghiên cứu tổng quan thị trường cao ốc văn phòng cho thuê tại TP.Hồ Ch...
73
682
292
Kinh tế - Thương mại
73
(New)
HỢP ĐỒNG SỬ DỤNG TÁC PHẨM TRONG LĨNH VỰC SẢN XUẤT BẢN GHI ÂM, GHI HÌN...
4
764
322
Mẫu hợp đồng
4
(New)
Nghiên Cứu Tình Hình Sử Dụng Internet Trong Bộ Phận Giới Trẻ Có Trình...
21
824
461
Kỹ thuật
21
(New)
Luận văn: WEB SERVER, mô hình tham chiếu OSI, các Giao Thức TCP/IP Của...
82
1.100
335
Kỹ thuật
82
(New)
Đánh giá các loại hình sử dụng đất hiện trạng theo các tiểu vùng sinh...
100
865
341
Kinh tế quản lý
100
(New)
Nghiên cứu, đánh giá các giải thuật đối sánh chuỗi. Trên cơ sở đó lựa...
25
1.075
555
Thạc sĩ cao học
25
(New)
thông tin tài liệu
Trong quá trình hiển thị dữ liệu 3 chiều ngoài các vấn đề hiển thị dữ liệu đảm bảo chất lượng còn phải đáp ứng yêu cầu về thời gian hiển thị cho các bước mô phỏng. Hiển thị hình ảnh ba chiều của các vật thể thực từ hình chiếu là một trong những lĩnh vực thu hút được sự quan tâm nhiều nhất của giới nghiên cứu trong lĩnh vực công nghệ thông tin trong mấy chục năm qua. Hình ảnh hiển thị từ máy tính đã được sử dụng hiệu quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau như giáo dục, giải trí, kiến trúc, đặc biệt là chuẩn đoán hình ảnh trong y tế, ... Kỹ thuật Render volume trong hiển thị hình ảnh 3D từ hình chiếu là một đề tài mới mẻ và có ứng dụng lớn trong trong lĩnh vực tái tạo và phục dựng đối tượng. Xuất phát từ thực tế đó luận văn lựa chọn đề tài: “Kỹ thuật render volume trong hiển thị dữ liệu 3D từ hình chiếu”
Mở rộng để xem thêm
tài liệu mới trong mục này
SƠ LƯỢC QUA VỀ TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG VÀ KHUẾCH ĐẠI HÌNH VÀ ĐÈN HÌNH (VIDEO AMP - CRT)
GIỚI THIỆU VÀ THIẾT KẾ VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO DÂY QUẤN
Giới thiệu tổng quan về tổng đài SPC, tổng đài NEAX61-E và nghiên cứu Modul giao tiếp trung kế số DTIM
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VẠN NĂNG
NGHIÊN CỨU BỘ CHẤN LƯU 3 CHỨC NĂNG CHO ĐÈN NEON
tài liệu hot trong mục này
Tiểu luận quản trị học: Khái niệm quản trị, chức năng quản trị, giới thiệu về MICROSOFT, TOYOTA VÀ VINAMILK và phân tích chức năng quản trị hệ thống
HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN TÀU THỦY, TRẠM PHÁT TÀU 700 TEU VÀ BẢNG ĐIỆN CHÍNH TÀU 700 TEU.
SƠ LƯỢC QUA VỀ TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG VÀ KHUẾCH ĐẠI HÌNH VÀ ĐÈN HÌNH (VIDEO AMP - CRT)
GIỚI THIỆU VÀ THIẾT KẾ VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO DÂY QUẤN
Giới thiệu tổng quan về tổng đài SPC, tổng đài NEAX61-E và nghiên cứu Modul giao tiếp trung kế số DTIM
tài liệu giúp tôi
Nếu bạn không tìm thấy tài liệu mình cần có thể gửi yêu cầu ở đây để chúng tôi tìm giúp bạn!
xem nhiều trong tuần
Giáo trình Quản trị học của Đại học kinh tế quốc dân
Mẫu slide chủ đề âm nhạc
Tâm lý xã hội VÀ Hệ tư tưởng
Tham khảo 12 bài tập nguyên lý thống kê có lời giải
4 đề thi học sinh giỏi Toán lớp 2, có đáp án kèm theo
Các hiệu ứng HTML cho trang web
yêu cầu tài liệu
Giúp bạn tìm tài liệu chưa có
×
