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河北工业大学硕士学位论文


基于 GPU 硬件加速的三维重建算法研究




论 文 作 者： 张媛 学 生 类 别： 全日制
学 科 门 类： 工学 学 科 专 业： 生物医学工程
指 导 教 师： 郭磊 职 称： 教授






资助基金项目：河北省自然科学基金项目（编号：H2012202035）
河北省高等学校科学技术研究重点项目（编号：ZD2014009）
Dissertation Submitted to
Hebei University of Technology
for
The Master Degree of
Biomedical Engineering


STUDY OF 3D IMAGE RECONSTRUCTION
ALGORITHMS BASED ON GRAPHIC PROCESSING
UNIT FOR HARDWAVE ACCELERATION

by
Zhang Yuan


Supervisor: Prof. Guo Lei


November 2014

This work was supported by Natural Science Foundation of Hebei
Province, China () and in part by the Key Project of
Science Foundation of Hebei Province,China ().
摘 要

随着医学成像技术的发展，成像设备提供的二维数字断层图像序列的分辨率在逐渐提
高，其包含的人体内部器官的三维信息也在逐渐增多。将三维重建技术应用于医学数据，
可将解剖信息、结构信息、位置信息等在医学诊断中具有重要应用价值的三维信息更加直
观的展示，为提高医疗诊断和治疗规划的准确性与科学性奠定基础。
三维可视化主要分为面绘制和体绘制两大类。本文的研究重点是提高医学图像重建过
程的实时性与交互性。对面绘制算法的实现，主要完成了以下三个方面的工作。第一，在
对面绘制移动立方体算法（Marching Cubes，MC）的深入理解基础上，实现了基于区域增
长法的 MC 算法改进。在 VTK 可视化平台上实现了标准算法和改进算法的三维重建过程，
并对重建结果在成像质量和重建时间两个方面做出了分析。第二，将图形处理单元（Graphic
Process Unit，GPU）处理数据的流程