[发明专利]基于分块的蒙特卡洛体绘制方法

摘要

一种计算机应用技术领域的基于分块的蒙特卡洛体绘制方法，步骤为：(1)体数据的分块；(2)采样点的生成和编码：采样点的生成包括采样点的粗略位置、确定采样点的精确位置；编码时，首先将采样点的位置减去块的位置，得到采样点相对于块的位移，然后将这个位移归一化并量化为0－255大小的范围；(3)采样点的投射：先得到块在图像坐标系中的位置，然后查找对应的位移在图像坐标系中的偏移量，最后查找所得的偏移量加上块在图像坐标系中的位置得到采样点的投射位置；(4)量化。本发明提高了经典蒙特卡洛体绘制采样方法收敛性，有效地降低了内存的消耗，并一定程度上提高了投射速度，增强了量化的鲁棒性，得到了更好的体绘制图像效果。

主权项

1、一种基于分块的蒙特卡洛体绘制方法，其特征在于包括如下步骤：(1)体数据的分块将原始的大规模数据分成许多小的体数据，选定块的大小后，通过使用0填补空白位置，将原始数据的大小扩大为块大小的整数倍，这样将原始的数据分成互补重叠的许多小块，分块后按照下列步骤依次处理各个块；(2)采样点的生成和编码对第k个块，首先确定在本块中采样点的数目Mk，通过设定一个阈值δ，并计算该块内所有体素数据的和Ck，则有Mk＝δ·Ck；在确定所需生成的采样点数目后，采样点的生成分两步完成：第一步，根据块的概率密度函数来确定采样点的粗略位置，通过生成Mk个随机数，然后映射到所需的分布来定位Mk个体元的位置，这个位置是采样点的粗略位置；第二步，根据体数据要采用的插值方法，通过增加一个偏移量来确定采样点的精确位置，偏移量的计算是通过将随机数映射到归一化的的插值核函数来得到；在对每个采样点进行编码时，首先将采样点的位置减去块的位置，得到采样点相对于块的位移，然后将这个位移归一化并量化为0-255大小的范围，这时，仅需使用3个字节即可保存一个采样点的位置信息；(3)采样点的投射在投射过程中，首先根据给定的投射方向求得投射变换矩阵，然后建立三个平行于坐标轴的大小为256的位移查找表，即分别求取在三个轴向上，位移在0-255时投射到图像坐标后的位移向量，在查找表初始化后，投射过程是依次按块来进行的；对每个块，首先根据投射变换矩阵将块的位置投射到图像平面，得到块在图像坐标系中的位置，然后，对块中的每个采样点，根据编码后的偏移量，在位移查找表中查找对应的位移在图像坐标系中的偏移量，最后查找所得的偏移量加上块在图像坐标系中的位置就得到采样点的投射位置；当得到采样点的投射位置后，将其量化到对应的图像像素点，同时将该像素的值增加Ck/Mk，当所有的块中的采样点投射完成后，将图像归一化并量化到所需的灰阶；(4)量化首先对投射后图像的所有像素值求平均，并令平均值对应的量化后的值为最终量化后图像的平均亮度。