基于视觉模型的C形臂投影图像快速校正方法

针对普通C形臂投影图像失真影响计算机辅助手术的精度和传统校正方法费时的问题,提出了一种基于摄像机视觉模型的方法来快速校正C形臂X射线投影失真图像。该方法通过分析C形臂X射线投影图像失真的来源和类型,把C形臂系统标定和投影失真图像校正融为一体,再利用视觉模型的Tsai法对其进行标定获取畸变参数,然后利用畸变参数对失真图像进行几何校正。实验结果表明,在放射源到探测器的距离为120cm时,最大误差为8.8个像素,放射源到探测器的距离为121cm时,最大误差为9.1个像素。放射源到探测器的距离变化18mm时,标定获得放射源到探测器的距离变化值为18.11mm,相差0.11mm,并且在不同姿态时C形臂投影失真图像校正结果具有稳定性。该方法的优点是减小了建立理想图像带来的误差,而且步骤简单,容易在线使用。     

C臂X光图像几何失真校正与误差分析

在分析C臂X光图像几何失真原因及表现形式的基础上,综合现有校正方法,实现了一种基于校正模板的图像校正方法.设计并试验了C臂图像几何失真误差分布的评价方案.根据试验结果,分析了图像失真变化规律,给出了不同C臂位姿下计算的校正矩阵的临床适用范围.最后,将本方法应用于机器人辅助骨科临床手术,验证了方法的正确性和有效性.     

四边形分片逼近控制点的图像畸变校正算法

针对传统的图像畸变校正算法建模复杂、实时性差且图像信息易丢失等缺点,提出了一种基于四边形分片逼近控制点的图像畸变校正算法.该方法以标准点阵图像作为量测目标,将数学形态学和滑动邻域操作相结合以确定畸变图像像素点质心,采用基于四边形分片逼近的方法来拟合高次多项式校正模型,运用两步一维线性灰度级插值向后映射算法确定输出图像中像素点的灰度.将该算法在TMS320DM6437 DSP上实现,实验结果表明,校正一幅像素为768×494的图像所用的时间为0.036 S,畸变校正的误差在0.31个像素以内,有效地避免了边缘信息丢失、空洞及灰度失真现象.     

用于C臂快速标定的平面靶标可见标记点的提取与配准

为了简化基于C臂图像导航的临床手术中平板C臂的标定过程,提出了一种基于平面靶标可见标记点的自动提取及其与空间坐标匹配的平板C臂快速标定方法。该方法首先从图像中自动提取可能标记点并利用灰度加权质心法计算亚像素坐标;其次通过特殊标记点的分布建立靶标平面坐标系,利用平面靶标标记分布模式排除噪声点;然后估计图像平面到靶标平面的单应变换,并进一步为每一个可视标记点分配对应的空间靶面坐标,实现可视靶标标记点个数的自适应;最后利用基于共面靶标的径向排列约束(RAC)两步相机标定法标定出平板C臂成像参数。为验证该方法,分别用可见光相机模拟C臂和实际平板C臂进行了抗噪声干扰试验以及标记点反投影与三维重建误差分析试验,结果表明该方法具有鲁棒性,且标定结果稳定可靠,从而验证了其有效性和可行性。     

光学定位跟踪技术在X线图像导航手术中的研究

近几年来,移动式C形臂X光实时成像系统逐渐在计算机辅助骨科手术导航中获得了普遍的应用.本文采用光学立体定位技术对C型臂在运动时进行实时跟踪,并采用多项式算法对输出的X光图像进行几何校正.另外,在实验室中搭建了基于X线图像导航的骨科手术系统,通过光学定位跟踪系统实时而精确地确定手术器械、图像解剖信息、内植入物之间的坐标关系,获得了满意的手术效果.     

基于自制标尺的C臂X光全景图像拼接方法

在对C臂X光图像和现有的医学图像匹配方法分析的基础上,提出了一种基于自制标尺的C臂X光图像拼接方法.该图像拼接方法分为失真校正、图像匹配和图像合成三步,其中图像匹配是算法的关键.首先采用双线性变换模型进行失真校正;然后基于自制标尺,采用图像灰度匹配法对校正后的C臂X光图像进行图像匹配;最后将其余各幅图像间的匹配矩阵均换算成以第一幅图像为基准,据此合成出全景图像.通过尸腿骨X光图像拼接实验验证了该方法的准确性.     

激光显示中声光调制器的非线性实时校正

激光显示中常采用高速宽带声光调制器(AOM)调制激光光强,以此控制图像每个像素的灰度。AOM衍射效率的非线性使显示图像的灰度失真,必须实时校正。为此,提出了一种实时校正的方法:实测AOM调制电压与衍射效率的调制特性数据,通过六阶多项式拟合后再插值的方法建立了校正非线性的查询表;通过查询电路实时查找视频图像中每个像素的灰度对应的调制电压值,从而达到间接校正AOM调制非线性的目的。实验证明了该校正方法的可行性。     

脑外科立体定向手术中标记点的自动检测与定位

用图像处理和计算机视觉技术研究了脑外科立体定向手术中标记点的自动检测与定位,提出了下述检测与定位方法:首先为提高检测准确率设计A、B两类具有特殊纹理的标记,然后,检测B类和A类标记点并基于极线约束搜索缺失的A类标记点,最后进行标记点的双目匹配和三维重建.通过实验测试了该方法的检测准确率和定位精度.结果表明,该方法的标记点误检率为0.08％,漏检率为零,每对图像的平均处理时间小于200ms,标记点的平均定位误差小于0.55mm.该方法简化了脑外科立体定向手术的图像注册过程,而且通过跟踪头部标记点可以在线更新注册.     

一种二维图像测量系统的标定新方法

为实现在工业测量中对图像测量系统的快速标定,本文提出一种新的基于网格靶标的CCD标定方法。该方法首先采用全局门限法对图像进行分割,利用数学形态学的方法检测特征点,再用三阶灰度矩模型进行亚像素定位。然后采用平行线拟合的方法求出理想的特征点坐标进行线性标定,最后用多项式模型进行畸变校正。实验结果表明该方法具有实现简单,有效而且精度高等优点。     

基于特征匹配的地图图像自动配准技术研究

本文针对地图中的特征点，提出了一种基于广义特征点的图像自动配准方法，将特征点从单纯的点拓展到特征区域。以Moravec算子结合其他特征约束条件来自动搜索广义特征点。分别对两幅图像提取广义特征点后，利用基于根均方误差和交叉相关的两级匹配算法完成同名控制点的建立。并以局部加权直线拟合方法来校正图像的几何畸变。最后建立两幅图像之间的函数映射关系，完成图像的配准。实验结果证明了该方法的有效性。该方法可用于校正近景面地图影像的几何畸变和遥感图像的局部几何畸变。     

影像管理技术在影像导航中的应用

针对传统的影像管理技术在影像导航中使用的一些不足,提出了适合于影像导航的影像管理技术,这些技术包括非一致性方法构建金字塔影像、数据分块、影像索引等,并利用Visual Studio平台对其进行了实现,实验表明本文提出的技术可以明显地提高效率。     

铝镁合金孔蚀形貌图像增强与分割方法研究

对基于图像信息的腐蚀诊断与预测实现过程中腐蚀图像的增强、边缘提取和图像分割的小波分析等技术和算法进行了研究，并以铝镁合金在工业循环水中的孔蚀图像为例，说明了这些方法的应用。结果表明：基于灰度值的图像增强技术可增加腐蚀区域与材料基体的对比，用小波变换可对腐蚀图像进行分解，将腐蚀图像分解为包含主要特征的低频予图像和包含细节特征的高频予图像，相应的小波系数可反映出孔蚀特征，有利于用计算机图像技术实现腐蚀评价和预测。     

一种基于正则化和Watson视觉模型的图像指纹算法

大量多媒体应用的发展使得数字图像很容易地被非法操作和篡改,提出一种基于图像正则化和视觉特性的图像指纹算法,可以有效地实现图像的认证和识别.首先对图像进行正则化预处理,消除几何形变对图像的影响,然后对图像进行分块DCT变换,利用Watson视觉模型对DCT系数进行处理,增大人眼敏感的频域系数在计算图像特征时的权重,经过量化形成最终的指纹序列.在图像指纹序列生成过程中,加入密钥控制,提高了指纹的安全性.实验结果表明,该方法的冲突概率在10-7数量级,对JPEG压缩、旋转、缩放等操作具有较好的稳健性.     

基于频域方法的运动模糊方向识别

本文通过深入研究匀速直线运动模糊图像的点扩展函数,提出一种识别运动模糊图像模糊方向的频域方法.首先对模糊图像的频谱图出现平行暗条纹的原因进行分析.从理论证明和实验说明指出暗条纹的方向与模糊方向垂直的特性,并采用RADON变换方法检测这些暗条纹.最后,给出了运动模糊方向精确的数值估算方法.实验结果表明,该算法可以准确地识别图像运动模糊方向,绝对误差不超过2°.     

伦敦设计博物馆形象包装策略研究

针对文化产品同质现象严重、信息海量呈现,以及专业机构形象包装不成功带来的社会识别度不高等问题,以案例分析法进行专业研究。立足现代传播学、设计学、广告学等理论,通过对伦敦设计博物馆成功的形象包装策略的分析论证,寻求到了一种切实有效、可复制的形象包装途径。为更多尚处于此困境中的社会小众专业机构的社会形象确立找到理论依据与实操模版。     

影像的柔化

影像的柔化可使人像变得更漂亮，使人像的脸面皱纹减轻甚至消失，皮肤变得光滑滋润，因而显得年轻、亮丽。对于风景图像，有时也需要获得较柔和的影调，使图像的层次更为丰富多彩。影像的柔化有多种方法如：拍摄时采用柔焦镜头或柔光镜，后期加工时进行加柔措施等等。本文对这些方法进行了介绍和优缺点比较。     

基于数字图像处理的破片速度参数测量

介绍了两种常用的测量破片速度参数的方法,研究了数字图像处理技术在终点效应研究中的实现方法,合理设计试验并利用数字图像处理技术测量了破片的速度参数,具有一定的可行性,实用性强,研究结果表明,利用此方法所得到的破片速度参数与理论计算以及其它方法所测得的结果基本吻合。     

图像边缘检测在“电脑配镜”软件中的应用

主要论述图像的边缘检测和图像合成技术在“电脑配镜”软件中的应用问题。文章分析了通常的边缘检测方法速度很慢的原因,解决了商业用“电脑配镜”软件所需要的配镜速度问题,还以眼镜图像与人们物图像的叠加实例说明图像合成的方法和步骤。     

基于特征点匹配的图像拼接算法研究

通过查找待拼接两幅图像的对应特征点以确定两幅图像的缝合点，进而确定两者的匹配位置，通过对图像的重叠区域进行平滑过渡处理，实现了待拼接图像的无缝拼接。实验结果表明，文中所提算法合理，取得了良好的效果。     

一种基于梯度域的彩色图像转灰度图像的方法

本文提出了一种基于梯度域的彩色图像转灰度图像的方法。当彩色图像转化为灰度图像时,一些亮度相似但颜色不同的可视细节可能会丢失。本文通过在梯度域的操作,试图减少这种彩色图像转化为灰度图像时可视细节的丢失。此方法首先将图像从RGB颜色空间转化到LCrCb空间,然后对各个分量分别计算其梯度。其次对亮度L的梯度进行修改,若梯度值较大,则保持不变;若梯度值较小,并且对应位置色差分量Cr或Cb的梯度值较大,则保持亮度L梯度的方向不变,适当放大其大小。最后通过对修改后的亮度梯度求解泊松方程,得到灰度图像。实验表明,此方法获得的灰度图像保留了大部分的可视细节。