基于肿瘤细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法

利用“细胞CT”——激光扫描共聚焦显微镜可以获得肿瘤细胞三维断层图像,实现肿瘤细胞三维可视化,具有重要临床及科研意义。本文提出了一种针对细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法,以图形形态学中心为极坐标原点,将轮廓点转换为极坐标表示。按极角采样获得离散轮廓点数据,综合多层轮廓信息,依照表面轮廓变化趋势,进行均匀三次B样条拟合完成插值。并针对肿瘤细胞核常见的分支核结构,利用曲率角点检测和数学形态学相结合的方法实现轮廓分割,并采用基于阈值半径的轮廓匹配方法实现分支轮廓对应,继而实现细胞分支核插值。结果显示,本方法可实现细胞及细胞核的三维插值,插值后轮廓表面三维重建表现出良好的曲面光滑性和连续性。极坐标插值数据可为细胞三维形态结构测量提供便利。     

肿瘤细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法

利用“细胞CT”——激光扫描共聚焦显微镜可以获得肿瘤细胞三维断层图像,实现肿瘤细胞三维可视化,为此提出了一种针对细胞断层图像轮廓的三维极坐标插值方法,以图形形态学中心为极坐标原点,将轮廓点转换为由极坐标表示.按极角采样获得离散轮廓点数据,综合多层轮廓信息,依照表面轮廓变化趋势,进行均匀三次B样条拟合完成插值.针对肿瘤细胞核常见的分支核结构,利用曲率角点检测和数学形态学相结合的方法实现轮廓分割,并采用基于阈值半径的轮廓匹配方法实现分支轮廓对应,继而实现细胞分支核插值.结果显示,本方法可实现细胞及细胞核的三维插值,插值后轮廓表面三维重建表现出良好的曲面光滑性和连续性,表明极坐标插值数据可为细胞三维形态结构测量提供便利.     

基于多源信息融合方法的骨髓转移性肿瘤细胞识别

利用改进的Dempster_Sharer证据理论(MDS)融合骨髓显微图像、血像和临床信息，进行骨髓转移性肿瘤细胞的识别研究。实践证明此方法较好地模拟了病理专家知识，比较准确地识别出了骨髓中转移性肿瘤细胞，对骨髓转移性肿瘤细胞识别提供了一个有力的辅助手段。     

基于形态图表示的三维物体识别算法

基于形态图表示的三维物体识别的基本思路是：首先建立待识别物体的模型库，找出模型集中所有模型物体的形态图和特征视图，并提取以它们的拓扑结构信息和几何信息；其次对物体真实图像作轮廓提取和0边界跟踪，得到二维图像的线架图，同时提取出它的拓扑结构信息和几何信息；最后将物体图像的拓扑结构信息和几何信息与模型库中模型物体的拓扑结构信息和几何信息匹配，从而达到识别的目的。文中提出了在生成线图链码时提取其拓扑结构信息和几何信息的方法，由拓扑结构信息和几何信息构造特征矩阵的方法，以及识别过程中特征矩阵的匹配算法。     

基于Cult3D的交互式虚拟内耳显微解剖

Cult3D是一个实现基于普通电脑的交互式人体结构三维显示的有效平台。在对内耳结构三维数据处理的基础上，使用Cult3D Designer编辑器，采用组织事件、动作与对象的关联的编程手段实现了对内耳三维对象的复杂交互动作控制，完成基于普通电脑的交互式虚拟内耳显微解剖浏览系统。     

基于Laplace的显微物体三维形貌快速重构

显微物体表面三维形貌观测与分析在工业、医学、艺术、计算机等领域具有越来越重要的应用价值,也发挥着越来越重要的作用。该文以能够快速、廉价、非接触地重构出显微物体三维形貌为目标,提出一种基于改进的Laplace算子值进行图像的聚焦评价、高度测量和三维重构的方法,该方法通过计算每个像素点的改进Laplace值,帮助用户快速实现显微物体的三维形貌重构,将显微物体的形貌观测和分析从二维扩展到三维。大量的实验结果和用户体验反馈信息进一步验证了该方法的有效性和实用性。     

胃粘膜癌前病变显微彩色图像识别系统的研制与使用

胃粘膜癌前病变显微彩色图像识别系统以临床诊断经验为基础,以活检胃粘膜为研究对象,集先进的彩色图像处理、立体形态定量和模式识别等技术为一体,从细胞学和组织学两个水平,对细胞和组织、二维和三维进行多达46个特征参数的定量测定,比较全面地揭示了正常胃粘膜、癌前病变和高分化腺癌之间的形态定量差别,并在客观定量的基础上实现了自动化诊断和识别。该系统由通用硬件和专用软件包两部分组成,采用菜单式工作方式,使用灵活方便,且具有较高诊断符合率,为病理医生诊断胃癌和异型增生分级提供了一项得力的辅助手段。     

生物医学图像信息分析的相关研究

生物医学图像信息分析,是当今的前沿研究课题。文章介绍了在生物医学图像信息分析方面开展的相关研究及其方法,主要包括生物医学显微三维成像技术、心室压力-容积关系的超声图像分析与辅助诊断研究、基于光栅投影三维成像与三维重建的美容整容的设计技术。     

三维物体的形态图表达方法

三维物体的表达方法是计算机视觉中的关键问题之一，现有的各种三维物体表达方法虽然在各自的识别中得到应用，但都存在各自的局限性，用形态图表达三维物体是一种以视点为中心的表达方法，由于它列举了一个物体所有可能的“定性”形象，即它可使用最少的二维投影线图（特征视图）来表达一个完整的三维物体，因此使三维物体识别转化为2D与2D的匹配，该文首先定义了二维线图拓扑结构等价的判别准则，然后给出了构造透明物体形态图的方法，最后根据拓扑结构等价准则来得到不透明物体的形态图和特征图，并用圆锥与圆柱相交的实例进行了验证。     

岩石样本孔隙和颗粒二维图象的三维重建研究

在石油地质图象分析和模式识别中,三维物体重建是很重要的研究。该文研究了岩石样本孔隙和颗粒二维图象三维重建的一种新方法。这种方法利用从二维薄片取得的岩相学图象信息,用图象处理理论技术和数学形态学的方法生成了岩石的三维模型,对重建的三维微观结构和实际砂岩的表面细微结构进行了定量比较,比较显示,这种重建方法得到的三维模型孔隙率与原始图象基本一致,其水平面/纵切面/横切面上的颗粒长径分布与实际岩石有较好的相关性。     

A high-sensitivity 3D shape measurement method using a microscope

Optical microscopes generally have magnifications ranging from several tens to several thousands and they are often used to observe micro-specimens. Three-dimensional (3D) shape measurements of specimen surfaces are used in a wide range of fields including medicine, pharmacy, life science, and materials science. Conventional methods invariably employ 3D measurement techniques that involve adjusting the focal length of a microscope, which requires a complex automatic adjustment mechanism. Furthermore, since the depth is determined by controlling the focal length, 3D measurements have a low sensitivity. To realize a 3D measurement system with a simple configuration and a high measurement accuracy, we propose a high-sensitivity 3D shape measurement method that employs a microscope and is based on a pattern projection technique. The measurement system consists simply of a conventional optical microscope, a line laser, and a computer. The 3D measurement method employs slit pattern projection. A slit pattern produced by the line laser beam is projected onto the target surface and a reflected image is obtained using a camera installed on the microscope. 3D shape information of the target is obtained using image processing based on the triangulation method. We obtain 3D shape information of the target surface by scanning the slit projection pattern across most of the target surfaces by translating the stage on which the specimen is mounted. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

基于渲染图像角度结构特征的三维模型检索方法

为了充分利用三维模型的颜色、形状、纹理等特征,提出以三维模型渲染图像为数据集,利用渲染图像角度结构特征实现三维模型检索。首先,该方法以三维模型渲染图像为测试集,利用已有类别标记的自然图像作为训练集,通过骨架形状上下文特征对渲染图像进行分类,提取角度结构特征,建立特征库;然后,对输入的自然图像提取角度结构特征,与特征库中的角度结构特征进行相似度匹配计算,实现三维模型检索。实验结果表明, 充分利用 渲染图像的颜色、形状和空间信息是实现三维模型检索的有效方法。     

A methodology for shape matching of non-rigid structures based on integrated graphical information

Shape matching is a long-studied problem and lies at the core of many applications in statistical shape analysis, virtual reality and human–computer interaction. This paper presents an automatic dense correspondence method to match the mesh vertices of two 3D shapes under near-isometric and non-rigid deformations. The goal is achieved by combining three types of graphic structure information. The method includes three major steps: first, we describe the vertices based on three types of graphical information, Euclidean structure information, Riemannian structure information, and conformal structure information; second, the match between two shapes is formulated as an optimization problem and a novel objective function is proposed; third, we resolve the optimal solution by using the projected descent optimization procedure to solve the objective function. The method is tested on various shape pairs with different poses, surface details, and topological noises. We demonstrate the performance of our approach through an extensive quantitative and qualitative evaluation on several challenging 3D shape matching datasets where we achieve superior performance to existing methods.     

基于扫描激光测距数据的建筑物三维重建

建筑物的三维信息是重要的基础地理信息,可以应用于城市的规划、管理等方面,而机载激光扫描测距系统在城市建筑物的三维重建方面具有重要的应用价值。针对我国自行研制的机载激光扫描测距数据提出了一套利用稀疏激光测距数据自动提取建筑物三维信息的方法。首先根据测量的激光距离和相应的姿态、位置信息计算出激光采样点的三维位置,进而可以生成城市的数字表面模型(DSM)和城市的数字地面模型(DTM),依据它们能准确地提取出建筑物的轮廓信息,最后根据建筑物具有规则的形状这个特点来对建筑物的轮廓线进行规则化处理而最终恢复建筑物的三维信息。通过对北京城市北部地区的实际处理,说明了该方法的可行性。     

基于相关型图像传感器3维人脸成像的3维AAMs人脸识别方法的研究

主动外观模型是基于统计分析建立物体2维模型的有效方法,它融合了目标的形状和纹理信息。在基于相关型图像传感器3维人脸成像的基础上,提出了一种建立3维人脸模型的方法,该方法利用由相关型图像传感器得到的深度信息和与之对应的亮度信息将2维AAMs扩展为3维AAMs,融合人脸的形状,纹理和深度信息来构建3维人脸模型。人脸识别实验结果表明,该方法在不同人脸姿态,表情和光照条件下识别效果要优于Eigenface和2维AAMs。     

Real-time video-based modeling and rendering of 3D scenes

Our work targets 3D scenes in motion. In this article, we propose a method for view-dependent layered representation of 3D dynamic scenes. Using densely arranged cameras, we've developed a system that can perform processing in real time from image pickup to interactive display, using video sequences instead of static images, at 10 frames per second. In our system, images on layers are view dependent, and we update both the shape and image of each layer in real time. This lets us use the dynamic layers as the coarse structure of the dynamic 3D scenes, which improves the quality of the synthesized images. In this sense, our prototype system may be one of the first full real-time image -based modelling and rendering systems. Our experimental results show that this method is useful for interactive 3D rendering of real scenes     

损伤自诊断自适应智能结构系统开发研究

智能结构是在结构中集成了传感元件、动作元件及控制系统，使材料结构具有自诊断、自适应和自修复功能的新型结构。本文研究损伤自诊断自适应智能结构的系统实现方案。将压电陶瓷和形状记忆合金埋入玻璃纤维－环氧树脂复合材料中，构成智能结构材料，开发了以计算机为核心的数据采集、处理及控制系统。该系统通过结构中的压电传感器阵列监测结构的完好状况，借助计算机中的分析、识别系统，可对损伤的形成、位置和类型进行判断，并在此基础上驱动结构中相应位置的形状记忆合金和压电驱动元件，对损伤的产生和扩展予以主动抑制     

A neural network architecture for understanding discrete three-dimensional scenes in medical imaging.

Magnetic resonance and computed tomography produce sets of tomograms which are termed discrete 3D scenes. Usually, discrete 3D scenes are analyzed in two dimensions by observing each tomogram on a screen so that the three-dimensional information contained in the scene can be recovered only partially and qualitatively. The three-dimensional reconstruction of the shape of biological structures from discrete 3D scenes would allow a complete and quantitative recovery of the available information, but this task has proved hard for conventional processing techniques. In this paper we present a system architecture based on neural networks for the fully automated segmentation and recognition of structures of interest in discrete 3D scenes. The system includes a retina and two main processing modules, an Attention-Focuser System and a Region-Finder System, which have been implemented by using feed-forward nets trained with the back-propagation algorithm. This architecture has been tested on computer-simulated structures and has been applied to the reconstruction of the spinal cord and the brain from sets of tomograms.     

自监督深度残差函数映射网络的3维模型对应关系计算

目的 针对传统非刚性3维模型的对应关系计算方法需要模型间真实对应关系监督的缺点,提出一种自监督深度残差函数映射网络（self-supervised deep residual functional maps network,SSDRFMN）。方法 首先将局部坐标系与直方图结合以计算3维模型的特征描述符,即方向直方图签名（signature of histograms of orientations,SHOT）描述符;其次将源模型与目标模型的SHOT描述符输入SSDRFMN,利用深度函数映射（deep functional maps,DFM）层计算两个模型间的函数映射矩阵,并通过模糊对应层将函数映射关系转换为点到点的对应关系;最后利用自监督损失函数计算模型间的测地距离误差,对计算出的对应关系进行评估。结果 实验结果表明,在MPI-FAUST数据集上,本文算法相比于有监督的深度函数映射（supervised deep functional maps,SDFM）算法,人体模型对应关系的测地误差减小了1.45;相比于频谱上采样（spectral upsampling,SU）算法减小了1.67。在TOSCA数据集上,本文算法相比于SDFM算法,狗、猫和狼等模型的对应关系的测地误差分别减小了3.13、0.98和1.89;相比于SU算法分别减小了2.81、2.22和1.11,并有效克服了已有深度函数映射方法需要模型间的真实对应关系来监督的缺点,使得该方法可以适用于不同的数据集,可扩展性大幅增强。结论 本文通过自监督深度残差函数映射网络训练模型的方向直方图签名描述符,提升了模型对应关系的准确率。本文方法可以适应于不同的数据集,相比传统方法,普适性较好。     

基于灰度图像的三维曲面重建系统设计

由二维图像重建三维模型是计算机科学中的一个研究热点。对该问题进行了深入研究,提出了一个基于ShapeFrom Shading(SFS,基于阴影恢复形状)方法进行曲面重建的方法。该方法从图像入手,采用图像处理技术对图像进行必要的处理,由图像的亮度进行曲面三维形状的重建,并利用OpenGL和Visual C 开发了一个三维曲面重建系统,可以由曲面的二维灰度图像方便地重建出其三维形状。该系统的设计对实现产品的快速开发具有重要的意义。