• Título:  CONTRIBUTIONS TO THE INTERACTIVE VISUALIZATION OF MEDICAL VOLUME MODELS IN MOBILE DEVICES
• Autor:  CAMPOALEGRE VERA, LÁZARO
• Universidad:  Universidad Politécnica de Catalunya
• Departamento:  LENGUAJES Y SISTEMAS INFORMÁTICOS
• Fecha de Lectura:  11/07/2014
• Programa de doctorado:  DOCTORAT EN COMPUTACIÓ
• Dirección: 
  • NAVAZO ALVARO, MARÍA ISABEL (DIRECTOR)
  • BRUNET CROSA, PERE (CODIRECTOR)
• Tribunal: 
  • Torres Cantero, Juan Carlos (PRESIDENTE)
  • ANDUJAR GRAN, CARLOS ANTONIO (SECRETARIO)
  • GANOVELLI, FABIO (VOCAL)
  • BORRO YÁGÜEZ, DIEGO (VOCAL)
  • PATOW, GUSTAVO ARIEL (VOCAL)
• Descriptores: 
  • CONSTRUCCION DE ALGORITMOS
  • INFORMATICA
• Localización:  TDX
• http://hdl.handle.net/2117/95591
• Resumen:
  Los adelantos actuales en imagenes médicas están permitiendo a los especialistas obtener información cada vez más precisa de las estructuras anatómicas del organismo humano. Mediante la utilización de diferentes técnicas de visualización, los expertos pueden obtener imágenes de calidad para los huesos, tejidos blandos y torrente sanguíneo, entre otros. Los actuales algoritmos de procesamiento de imágenes garantizan el equilibrio entre la resolución y la exactitud de la información. Paralelamente, los médicos están más familiarizados con las estructuras tridimensionales reconstruidas a partir de imágenes en dos dimensiones. Por otro lado, los hospitales están incorporando la tele-medicina y el tele-diagnóstico entre sus soluciones técnicas. Las aplicaciones cliente-servidor permiten estas funcionalidades. En ocasiones el uso de dispositivos móviles es necesario debido a su fácil mantenimiento y a su portabilidad. Sin embargo, el tiempo de transmisión de la información volumétrica así como el bajo rendimiento del hardware en estos dispositivos, hacen que el diseño de sistemas eficientes de visualización sea todavía una tarea compleja. El objetivo principal de esta tesis es enriquecer la experiencia del usuario en la visualización interactiva de modelos volumétricos de medicina en dispositivos de bajo rendimiento. Para conseguir esto, se ha puesto en práctica la implementación de un mecanismo de compresión/descompresión que depende de funciones de transferencia para optimizar la transmisión, reconstrucción y la visualización en estos dispositivos. Esta tesis, por lo tanto, propone varios esquemas para aprovechar el uso de las funciones de transferencia (TFs) e incrementar el ratio de compresión del volumen durante la transmisión a los dispositivos móviles. De acuerdo con nuestros conocimientos, ninguna de las técnicas descritas en los trabajos presentados anteriormente ha considerado esta posibilidad. El esquema de compresión de volumen basado en Wavelets para la visualización remota, es una propuesta para compresión que tiene en cuenta la función de transferencia. Permite la inspección de modelos de volumen complejos con máximos niveles de detalles en regiones de interés seleccionados. El rendering ejecuta un ray-casting adaptado a modelos con regiones de interés orientado a la GPU en el cliente con una cantidad de información muy limitada que se envía por la red. La otra contribución de esta tesis es la implementación de un esquema para la exploración remota de modelos volumétricos mediante Gradient Octrees. Esta técnica codifica de manera eficiente datos de volumen mientras garantiza visualizaciones de alta calidad con funciones de transferencias predefinidas en un determinado conjunto. La actual implementación permite codificiar hasta 10 materiales diferentes en los datos de Volumen. Gradient Octrees es una técnica multi-resolución, permite la transmisión progresiva y evita los cálculos del gradiente en el dispositivo cliente. En efecto, esta aproximación codifica gradientes previamente calculados para reducir el coste de los cálculos en la GPU del cliente y garantizar el ray-casting con iluminación en la GPU del dispositivo. En comparación con las propuestas estudiadas la pérdida de la calidad visual en los Gradient Octrees es mínima. La estructura del octree es compacta, compuesta de un pequeño vector de volumen y un conjunto de vectores de texturas codificadas, que utilizan solo 1 bit por nodo del octree. El esquema soporta además secciones planas de volumen que contienen información de alta resolución, además de la extrusión de estructuras en los modelos visualizados.