基于自适应包围盒划分的体绘制加速方法研究.pdfVIP

学兔兔 第 35卷 第 11期 仪 器 仪 表 学 报 V_01．35NO．11 2014年 11月 ChineseJoumalofScientificInstrument NOV．2014 基于 自适应包围盒划分的体绘制加速方法研究水 王 睿，陈春晓，刘 高，阚星星 (南京航空航天大学生物医学工程系 南京 210016) 摘 要：针对医学影像体绘制计算量大，绘制速度慢，实时性差的问题，利用GPU可编程图形流水线完成了对算法的硬 件加速，并采用空域跳过技术对基于GPU的光线投射算法进行了改进。提出了一种基于图像分割和窗技术的自适应包围 盒划分策略以提高体绘制速度；对体绘制过程中产生的阶梯状伪影，通过频繁在体数据和分割掩模纹理之间切换采样或 在获得真正的投射光线采样起点后便不再对分割掩模进行采样两种方法可有效去除阶梯状伪影。实验结果表明，本文提 出的加速算法绘制速度可提高3倍以上。 关键词：医学图像；体绘制；光线投射算法；GPU；空域跳过 中图分类号：TP391．4 TH789 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：510．40 Studyonacceleratedvolumerenderingmethodbasedonadaptivebounding boxdivision W angRui，ChenChtmxiao，LiuGao，KanXingxing (DepartmentofBiomedicalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China) Abstract：Aimingattheproblemsofheavycalculationburden，slowrenderingspeedandpoorreal—timecapabilitywhencompu— tingmedicalimagelarge—scalevolumedatawithray—castingalgorithm ，thisstudyutilizesGPU programmablegraphicspipelineto implementhtehardwareacceleration ofGPU-basedray-castingvolumerendering．Theempty-skippingtechniqueisadoptedto improvetheGPU—basedray—castingalgorithm；adaptiveboundingboxdivisiontechniquebasedonimagesegmentationandwin— dow levelisproposedtofurtherimprovetherenderingspeedbydividinghtevolumedataboundingboxintoseveralblocks．The step—likeartifactproducedinvolumerenderingprocesscanbeeffectivelyremovedwiht twomethods．Oneisfrequentlysampling betweenthevolumedataandsegmentedmasktexture，andtheohterisnolongersamplinghtesegmentedmaskwhenthesampling startpointofraycastingisobtained．Experimentresultsshow thattherenderingspeedofhteproposedalgorithm canbeincreased bymorethanthreetimes． Keywords：medicalimage；volumerendering；ray-c·asting