医学领域的磁共振图像三维可视化是目前研究的一个热点问题,是计算机图形学和图像处理在生物医学工程中的重要应用。磁共振图像的三维可视化在诊断医学、手术规划及模拟仿真等方面都有重要应用。因此对磁共振图像三维可视化的研究,具有重要的学术意义和应用价值。磁共振图像三维体视化的研究内容主要包括磁共振图像的获得和预处理,如滤波、插值等;组织和器官的三维分割和提取;体绘制方法的改进等。本文对磁共振图像三维可视化流程中的三维图像分割和三维体绘制进行了研究,并为PC机上三维可视化系统的开发搭建了初步的框架。为保证三维体视化图像能较准确地表达组织,本文提出了两种三维图像分类方法。第一种是基于阈值的体数据分类算法,根据三维MRI图像数据的切片灰度直方图和整体直方图,设定分类阈值和误差范围,并加入了交互操作,通过对三维图像二值化,形态学操作等操作来实现组织提取。第二种基于小波域隐马尔科夫模型的体数据分类算法,首先采用EM算法进行HMT模型参数估计,然后通过适当的小波分解,得到近似初始分类数和各类在小波空间中的特征量,分类结果采用ICM方法获得。本文对Ray-casting和Shear-Warp两种体绘制算法进行了改进以提高图像质量。(1)针对Ray-casting算法中采用中心差分方法计算梯度时当体素交替变化很快时会产生错误这一问题,提出了中心差分方法和相邻差分方法混和使用的方法;本文还针对三维可视图局部放大时出现模糊现象这一问题,改进了采样点的合成方法,将采样、插值和合成结合在一起,保留了采样点周围8个数据点的信息,同时将纵向的有先后顺序的色彩合成运算,转换为在面上的无先后顺序的分布合成,提高了图像的分辨率和局部放大等简单的交互操作的速度。(2)针对Shear-Warp等投影成像体绘制方法因难以有效地获得较准确的法向进行光照效应的计算而无法凸显各组织分界面这一问题,设计了在错切变换后,采用球和椭球拟合数据场中各类组织的分布,通过球面法向或椭球面法向及其组合逼近组织分界面的法向,以进行光照效应计算,从而凸现各组织分界面。