三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型,是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础,也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。
什么是三维重建？
在计算机视觉中, 三维重建是指根据单视图或者多视图的图像重建三维信息的过程. 由于单视图的信息不完全,因此三维重建需要利用经验知识. 而多视图的三维重建(类似人的双目定位)相对比较容易, 其方法是先对摄像机进行标定, 即计算出摄像机的图象坐标系与世界坐标系的关系.然后利用多个二维图象中的信息重建出三维信息。
物体三维重建是计算机辅助几何设计(CAGD)、计算机图形学(CG)、计算机动画、计算机视觉、医学图像处理、科学计算和虚拟现实、数字媒体创作等领域的共性科学问题和核心技术。在计算机内生成物体三维表示主要有两类方法。一类是使用几何建模软件通过人机交互生成人为控制下的物体三维几何模型,另一类是通过一定的手段获取真实物体的几何形状。前者实现技术已经十分成熟,现有若干软件支持,比如:3DMAX、Maya、AutoCAD、UG等等,它们一般使用具有数学表达式的曲线曲面表示几何形状。后者一般称为三维重建过程,三维重建是指利用二维投影恢复物体三维信息(形状等)的数学过程和计算机技术,包括数据获取、预处理、点云拼接和特征分析等步骤。
三维重建有什么用?
三维重建主要用于医学领域，CT三维重建只是一种图像的处理及展示方式，能更形象直观的展示疾病的CT表现。基本什么病都可以CT检查，只是CT检查对该病的检出是否敏感及特异。
1、多层面重建(MPR)
多层面重建是最基本的「三维」重建成像方法，是二维的图像序列，和我们最熟悉的轴位图像是一个「家族」的。
MPR适用于任一平面的结构成像，以任意角度观察正常组织器官或病变，可以显示腔性结构的横截面以观察腔隙的狭窄程度、评价血管受侵情况、真实地反映器官间的位置关系等。
2、最大密度投影(MIP)
最大密度投影是将一定厚度(即CT层厚)中最大CT值的体素投影到背景平面上，以显示所有或部分的强化密度高的血管和/或器官。
由于MIP常用来显示血管的走行，所以层厚的选择很重要，既不能太薄(血管的部分管腔可能在层厚以外)，又不能太厚(周围组织器官有干扰)，这是很考验放射科大夫的技术和临床经验的。
3、表面阴影遮盖(SSD)
表面阴影遮盖是将操作者的眼睛作为假设光源方向，投射到CT值在设定阈值以上的体素上则不再透过继续成像，仅呈现所有表面体素的集合立体图形，适用于显示CT值与其他结构相差较大的组织结构成像……说得接地气些，SSD图像就像是黑白的塑形图像，所以临床上主要用于显示骨骼病变或是结肠CT重建。
4、容积漫游技术(VRT)
这种三维成像功能非常强大，形态及色彩逼真，绝对是CT三维重建中的「高富帅」，可以对动静脉血管、软组织及骨结构等进行立体塑形成像，也可以显示支气管树、结肠及内耳等结构，对于复杂结构的成像有一定优势。
5、曲面重建技术(CPR)
这种重建技术是在一个维度上选择特定的曲线路径，将该路径上得所有体素在同一平面上进行显示，可以一次评价曲度较大的结构如脾动脉、胰管、冠状动脉等管状结构的全长情况。
CPR可以观察管腔结构的腔壁病变(如斑块、狭窄等)，也可以观察管状结构与周围结构的位置关系，但CPR所显示的不是正常的解剖结构和关系(它是把管状结构拉直了看)，同时需要多个角度曲面重建以完整评价病变。
6、虚拟内镜技术(VE)
这种CT重建图像可以模拟各种内镜检查的效果，它是假设视线位于索要观察的管「腔」内，通过设定一系列的参数范围，即可看到管「腔」内的结构。
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