CONTRIBUTION TO INTEGRATION, MODELING AND VISUALIZATION OF MULTIMODAL DATA

Autor: FERRE BERGADA MARIA
Año: 2003
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA
Centro de realización: LLENGUATGES I SISTEMES INFORMÀTICS
Centro de lectura: ETSEIB
Director: TOST PARDELL DANI
Tribunal: JOAN ARINYO ROBERT , PUIG PUIG ANNA , TORRES JUAN CARLOS , BARTZ DIRK , AYALA VALLESPI M. DOLORS
Resumen de la tesis

La tesi estudia la visualització d’imatges mèdiques 3D provinents de diverses tècniques de captació. La visualització de dades multimodals presenta diferents problemes. En primer lloc, s’ha d’escollir quin és el model o combinació entre ells que es vol visualitzar en un determinat punt. Després, s’ha d’especificar els valors sobre els quals es realitza la fusió: valors de les propietats del model, materials, colors, ... En tercer lloc, els algorismes de visualització de dades unimodals s’han d’adaptar per al cas d’entorns multimodals. La majoria de treballs desenvolupats en aquesta línia es basen en els algorismes de traçat de raigs i de textures 3D. Els algorismes projectius i el shear-warp no han estat adaptats a aquests tipus de dades. Finalment, un aspecte important a tenir en compte és el temps de visualització. Ja en entorns unimodals aquest és un problema important, que es veu agreujat en entorns multimodals pel fet de tenir més quantitat d’informació a tractar. Millorar el temps de visualització en un entorn multimodal es pot tractar des de diferents punts de vista: (i) trobant l’algorisme de visualització que millor s’adapta als requeriments de l’usuari amb el mínim cost, i (ii) buscant tècniques d’acceleració, per exemple, estructures de dades eficients adaptades a un entorn multimodal. L’objectiu de la tesi és estudiar aquests problemes de la visualització de dades multimodals. En concret, el seu objectiu principal és contribuir a la visualització d’estructures anatòmiques i funcionals del cervell. Les dades anatòmiques provenen d’imatges MR (Magnetic Resonance) i les funcionals d’imatges SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography). La primera contribució de la tesi és la proposta d’un model general per a la visualització de dades multimodals aliniades que té en compte els diferents paràmetres que afecten el procés de fusió de varies propietats i les característiques visuals que aquests proporcionen a l’usuari. La segona contribució és l’estudi de l’adaptació dels algoritmes de visualització de models unimodals (traçat de raigs, mètodes projectius, shear-warp i mapeig de textures 3D) a les dades multimodals. Aquestes dos contribucions estan descrites en el Capítol 4. La tercera contribució de la tesi és la proposta d’una estructura de dades eficient per accedir a les dades multimodals. Aquesta estructura està basada en un Arbre de Decisió sobre els criteris de fusió i una codificació run-length dels valors de les propietats. L’algoritme de recorregut d’aquesta estructura de dades es presenta en el Capítol 5. L’estructura de dades permet accedir de forma directa al conjunt de cel.les que compleixen el criteri de fusió i, per tant, el procés de visualització s’accelera degut a que es redueix el temps d’accés a les dades. Al llarg del desenvolupament de la tesi, s’han tractat altres aspectes lligats amb el problema de la visualització multimodal (Capítol 3). En concret, i per a provar els diferents mètodes de visualització, hem proposat i implementat una nova estratègia d’aliniació de volums de dades adaptada al nostre cas concret. El mètode proposat es basa en extreure superfícies equivalents en cada un dels volums de dades, calcular l’aliniació corresponent per a cada parell de superfícies equivalents i reconstruir un volum de dades amb totes les propietats. La novetat del mètode és que per a cada parell de superfícies s’obté una transformació geomètrica i el procés de reconstrucció permet aliniació local a les diferents regions d’interès. Finalment, una altra contribució de la tesi és el disseny i la implementació del software necessari per a la visualització de dades multimodals que incorporen els mètodes desenvolupats.
Materias relacionadas