基于cuda的牙科ct三维图像处理方法
【专利摘要】基于CUDA的牙科CT三维图像处理方法，属于医疗影像处理【技术领域】。其特征在于：该方法包括以下步骤：第一步骤，读入DICOM图像序列文件并以体数据的方式保存到系统内存；第二步骤，利用CUDA调用OpenGL的三维图形库编程扩展口函数API，将系统内存中的体数据加载入GPU显存；第三步骤，计算生成多边形切片，分为以下几个方面：1、计算体数据的顶点在视点坐标系下的坐标；2、计算多边形切片数目并计算每张多边形切片顶点的世界坐标；3、对所得的每张多边形切片合成三维医学影像。其优点是：运算速度高，可以在普通消费级别大众PC上实现医学图像的快速三维显示，而无须使用图形工作站，大大降低成本。
【专利说明】基于CUDA的牙科CT三维图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗影像处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]医学影像在医生诊断中的辅助作用越来越明显，为了提高医疗诊断和治疗规划的准确性和科学性，需要由二维断层图像序列转变为具有直观立体效果的三维图像，然而目前的三维医疗辅助诊断系统都需要工作站级别的运行平台，才能基本满足处理大量图像数据的要求，由于价格问题使得这种系统难以推广，目前专门用于图像处理的GPU在计算机图形图像方面得到越来越广泛应用，拥有超大规模数据处理、运算能力的GPU，具有CPU不可比拟的速度优势，在消费级的GPU硬件上实现大规模数据的处理，CUDA编程语言是针对通用计算GPU的C语言环境，应用CUDA编程可方便地实现GPU通用计算，当前通用的体绘制技术，一般是基于传统的CPU进行计算，处理速度较慢，一般要在并行图形工作站上进行运行，成本相较大大提高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:针对现有基于CPU的医学图像处理运算速度慢、图形工作站成本高的弊端，提供一种基于CUDA的三维医学图像处理显示方法，利用GPU强大的流运算能力进行加速，从而实现医学三维图像的快速显示。
[0004]本发明所采用的技术方案:基于CUDA的牙科CT三维图像处理方法，其特征在于:该方法包括以下步骤:
第一步骤，读入DICOM图像序列文件并以体数据的方式保存到系统内存；
体数据是由顺序的二维医学DICOM图像序列构成，将这些医学图像的图像分辨率、层间距和图像像素信息读入系统内存，体数据首先进行预处理，比如用图像滤波器进行除噪，并且通过插值层间距数据来得到更加细致的效果；
第二步骤,利用CUDA调用OpenGL的三维图形库编程扩展口函数API，将系统内存中的体数据加载入GPU显存；
第三步骤，计算生成多边形切片，分为以下几个方面:
1、计算体数据的顶点在视点坐标系下的坐标；
将体数据的顶点坐标由体数据的局部坐标转换到视点坐标系，首先将体数据八个顶点的局部坐标转换成世界坐标，然后通过视点世界坐标参数矩阵，将体数据八个顶点的世界坐标变换到视点坐标系中；
2、计算多边形切片数目并计算每张多边形切片顶点的世界坐标；
3、对所得的每张多边形切片，利用颜色映射表逐像素进行颜色计算，通过Alpha混合所有多边形切片合成三维医学影像。
[0005]本发明的有益效果是:本发明提供了一种基于CUDA的医学图像显示方法，相比于现有的基于CPU的医学图像显示方法，本发明具有很高的运算速度，可以在普通消费级别大众PC上实现医学图像的快速三维显示，而无须使用图形工作站，使得成本大大降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]附图为基于CUDA的牙科CT三维图像处理方法的示意框图。
【具体实施方式】
[0007]参照附图，基于CUDA的牙科CT三维图像处理方法，其特征在于:该方法包括以下步骤:
第一步骤，读入DICOM图像序列文件并以体数据的方式保存到系统内存；
体数据是由顺序的二维医学DICOM图像序列构成，将这些医学图像的图像分辨率、层间距和图像像素信息读入系统内存，体数据首先进行预处理，比如用图像滤波器进行除噪，并且通过插值层间距数据来得到更加细致的效果；
第二步骤,利用CUDA调用OpenGL的三维图形库编程扩展口函数API，将系统内存中的体数据加载入GPU显存；
第三步骤，计算生成多边形切片，分为以下几个方面:
1、计算体数据的顶点在视点坐标系下的坐标；
将体数据的顶点坐标由体数据的局部坐标转换到视点坐标系，首先将体数据八个顶点的局部坐标转换成世界坐标，然后通过视点世界坐标参数矩阵，将体数据八个顶点的世界坐标变换到视点坐标系中；
2、计算多边形切片数目并计算每张多边形切片顶点的世界坐标；
3、对所得的每张多边形切片，利用颜色映射表逐像素进行颜色计算，通过Alpha混合所有多边形切片合成三维医学影像。
[0008]本发明提供了一种基于CUDA的医学图像显示方法，相比于现有的基于CPU的医学图像显示方法，本发明具有很高的运算速度，可以在普通消费级别大众PC上实现医学图像的快速三维显示，而无须使用图形工作站，使得成本大大降低。
【权利要求】
1.基于CUDA的牙科CT三维图像处理方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: 第一步骤，读入DICOM图像序列文件并以体数据的方式保存到系统内存； 体数据是由顺序的二维医学DICOM图像序列构成，将这些医学图像的图像分辨率、层间距和图像像素信息读入系统内存，体数据首先进行预处理，比如用图像滤波器进行除噪，并且通过插值层间距数据来得到更加细致的效果； 第二步骤,利用CUDA调用OpenGL的三维图形库编程扩展口函数API，将系统内存中的体数据加载入GPU显存； 第三步骤，计算生成多边形切片，分为以下几个方面: .1、计算体数据的顶点在视点坐标系下的坐标； 将体数据的顶点坐标由体数据的局部坐标转换到视点坐标系，首先将体数据八个顶点的局部坐标转换成世界坐标，然后通过视点世界坐标参数矩阵，将体数据八个顶点的世界坐标变换到视点坐标系中； . 2、计算多边形切片数目并计算每张多边形切片顶点的世界坐标； . 3、对所得的每张多边形切片，利用颜色映射表逐像素进行颜色计算，通过Alpha混合所有多边形切片合成三维医学影像。
【文档编号】G06T15/00GK104346823SQ201310324140
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】李劲生, 吴林成 申请人:南京普爱射线影像设备有限公司