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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蘇偉華
研究生(外文):Wei-Hua Su
論文名稱:基於LOD演算法之3D影像重建加速系統
論文名稱(外文):Accelerating 3D Image Reconstruction System Based on Level-of-Detail Algorithm
指導教授:李仁貴李仁貴引用關係
口試委員:郭天穎林仲志
口試日期:2012-07-30
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電腦與通訊研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:多層次細節繪圖處理器三維影像重建
外文關鍵詞:Level of DetailGPU3D Reconstruction
相關次數:
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  近年來隨著醫學科技進步,民眾對於醫療品質的要求亦越來越高,藉由電腦科技將醫學影像做特殊分析與適當處理後,將特定組織或病灶保留或凸顯出來,以診斷疾病或提前治療;其中對於癌症、心血管疾病或軟組織的診斷,又以能觀察出細微身體狀況的MRI(Magnetic Resonance Imaging , 核磁共振影像)為首選。但建立MRI三維立體影像,除特定儀器與設備外,一般電腦平台上由於資料量與運算量非常龐大,因此普遍難以作即時性的影像建立與互動。
  因此,本論文提出一個『基於LOD演算法之3D 影像重建加速系統』之研究方向,結合DirectX3D與OpenCV等立體繪圖相關應用開發介面,建立一三維影像重建系統,並在系統中加入層次細節(Level of Detail , LOD)演算法。系統將以立體渲染法實行影像的三維重建,影像重建過程將根據層次細節演算法,針對不同的層次及可視範圍制定轉換函數,使在維持繪圖品質的前提下,大幅降低所需處理與計算複雜度,並利用現有圖形處理器硬體加速環境,取得較真實且高品質的MRI三維影像重建結果,並達成提升效率之目的。
  為了比較本系統於影像重建上效能之提升,本系統將應用於不同電腦平台上執行,使用統一之多組資料進行渲染與三維物件的影像重建,並將其結果作驗證與比對。


  The quality of medical care has become more and more important by the progress of medical science in recent years. Especially with the MRI(Magnetic Resonance Imaging), can make the analysis of the characteristic to these areas, and offer to a doctor or the researchers in order to diagnose or study basis. But there is a large amount of MRI data information for personal computer, and it was difficult to make real-time rendering and interaction.
  Therefore, this paper proposes a research with “Accelerating 3D Image Reconstruction System Base on Level-of-Detail Algorithm”. The 3D Reconstruction will implement by graphics application processing interface (DerectX ,OpenCV etc.) and base on the level of detail algorithms. The system will accord with view-dependent and distance to adjust the detail of model. However, it is not efficient when the model doesn''t have to describe by a large number of vertices.


摘 要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目 錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機與目的 2
1.3相關研究與文獻探討 2
1.3.1 影像重建 3
1.3.2 影像加速 5
1.4論文架構與流程 7
第二章 相關知識與研究 8
2.1背景知識與介紹 8
2.1.1 CPU、GPU 8
2.1.2 三維繪圖流程 10
2.1.3 著色技術 13
2.2多層級精細度 17
2.2.1 漸進式網格模型(Progressive Meshes) 18
2.2.2 視點相依多層級精細度(view-dependent level of detail) 19
2.3系統函式庫介紹 21
2.3.1 OpenCV 21
2.3.2 DirectX 23
第三章 系統設計 25
3.1系統架構與流程 25
3.1.1 系統架構 25
3.1.2 系統設計流程 26
3.2渲染環境設定 27
3.2.1 螢幕座標轉換 27
3.2.2 投影運算 29
3.2.3 著色器 30
3.3資料來源分析 33
3.3.1 邊緣偵測 33
3.3.2 有效資料建立 36
3.4多層次細節計算 37
3.4.1 模型局部簡化 37
3.4.2 動態精細度 41
3.5系統優化 42
3.6呈現介面設計 44
第四章 系統實作與效能評估 45
4.1作業環境與軟體使用規格 45
4.2使用者介面 48
4.3系統實作結果 49
4.3.1 邊緣偵測效能與提升 49
4.3.2 建立資料效能 51
4.3.2 資料量簡化 52
第五章 結論與未來展望 56
5.1結論 56
5.2未來展望 57
參考文獻 58



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