Томографические алгоритмы синтеза изображений трехмерных объектов

• Автор: Бурганский, Александр Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Введение
Глава 1. Синтез изображений сечений оптически плотных сред с помощью методов продольной томографии
§1.1. Теоретические основы метода
§1.2. Экспериментальные исследования
§1.3. Применение оптической томографии для дентальной интроскопии
§1.4. Улучшение качества продольных рентгеновских томограмм методом цифровой фильтрации
Глава 2. Цифровые методы восстановления профиля сечений трехмерных объектов
§2.1. Методы синтеза профиля сечений трехмерных объектов
§2.2. Синтез профиля сечений трехмерных объектов методом оптической триангуляции
§2.3. Алгоритм сшивки профиля поверхности трехмерных объектов по квазитомографическим проекционным данным
§2.4. Экспериментальные исследования
Глава 3. Методы контроля качества дифракционных оптических элементов
§3.1. Основные физические характеристики дифракционных оптических элементов
§3.2. Средства контроля и методы измерения характеристик дифракционных оптических элементов
§3.3. Восстановление профиля дифракционной решетки методом цифровой фильтрации
Заключение
Приложения к Главе
Приложение 1.1. Текст программы TOMOGR.EXE восстановления изображений сечений трехмерного объекта по двумерным проекциям методом продольной компьютерной томографии
Приложение 1.2. Текст программы RESTORE.EXE улучшения качества изображения продольных томограмм
Приложения к Главе
• Приложение 2.1. Текст программы SYNTH.EXE сшивки профиля поверхности трехмерных объектов по многоракурсным квази-томографическим проекционным данным
Литература

Введение.
Развитие вычислительной техники и автоматизация научных
исследований привели к резкому увеличению объема получаемой информации об объектах и процессах, что выдвинуло в качестве одной из наиболее важных задач современной информационно-измерительной техники разработку методов представления результатов измерений в виде изображений. Такими изображениями являются результаты расчета трехмерных функций,
пространственные диаграммы направленности антенн, вычисленные на ЭВМ формы различных объектов (макеты молекул, детали машин и аппаратов), данные сейсморазведки, внешние контуры и внутреннее строение биологических объектов, и др. Наиболее остро такая необходимость возникла в медицинской томографии при неинвазивной диагностике внутренних
патологий и при количественной морфологии тела человека. Современный
этап изучения морфологии и патологии человека нуждается в широком применении морфометрических подходов, разработке новых математических методов анализа, адекватно отражающих характер развития патологических процессов, и разработке новых методов отображения результатов морфологических исследований.
В настоящее время к решению данной задачи привлечены научные коллективы в разных странах мира, которые поставили перед собой две конкретные проблемы: создание системы телевизионного ввода информации о трехмерном объекте в ЭВМ и создание трехмерного дисплея. Решение задачи отображения многомерной информации требует комплексного подхода, учитывающего процесс сбора данных, их обработки и представления.

Таким образом, создание информационно-измерительной системы отображения трехмерной информации требует последовательного решения следующих задач:
1. Разработка методов получения пространственного распределения значений физических величин с помощью локальных измерений или обработкой результатов интегральных измерений.
2. Создание алгоритмов трехмерного представления полученного изображения в виде, удобном для визуального наблюдения (например, экран ПЭВМ, голографический принтер, и др.).
3. Разработка системы контроля качества полученного изображения.
Для решения указанных конкретных задач применяются различные методы, достоинства и недостатки которых будут описаны ниже. В настоящей работе рассмотрена возможность применения томографических принципов отображения информации. Это обусловлено тремя основными причинами. Во-первых, интегральные методы регистрации данных, к которым относится томография, наиболее перспективны для обработки и отображения информации о многомерных объектах из-за возможности трансформации изображений в целом путем проведения локальных преобразований. Во-вторых, существует хорошо развитая математическая база вычислительной томографии, разработанная трудами И.Радона, И.М.Гельфанда и его школы
[1]. А.Н.Тихонов разработал методы решения некорректных обратных задач
[2], а М.М. Лаврентьев применил их к решению задач интегральной геометрии
[3]. Большой толчок развитие томографии получило с широким распространением компьютерной техники и разработкой численных методов решения обратных задач [4,5]. В-третьих, в настоящее время томография