基于凸包算法的三维表面重建中边缘轮廓提取

在三维表面重建过程中，边缘轮廓的提取起着关键的作用。为了对头部CT图片中的颅骨边缘进行有效地提取，提出利用平面凸包进行边缘轮廓提取的方法。利用该方法提取出头部CT图像中的颅骨边缘，并将其作为三维表面重建中的轮廓输人，取得了良好的效果。同时，将通过该方法得到的颅骨边缘应用于基于颅骨的三维面貌复原技术研究中，为面貌复原技术的发展提供了新的思路。     

三维颅骨模型获取方法研究

颅面复原是一种对人类的颅骨进行面部容貌复原的技术,该技术以人类学、法医学、解剖学中的头骨与面貌相互关系规律为科学依据,广泛应用于考古、刑侦等领域。其中获取三维颅骨模型是实现复原的第一步,颅骨模型的准确与否会直接影响到将来颅面复原的准确性。文中主要介绍了两种获取三维颅骨模型的方法,一种是对CT图像进行面绘制三维重构,另一种是使用三维扫描仪获取三维颅骨模型。之后对获取的颅骨模型建立法兰克福坐标系。实验表明,通过这两种方法获取的颅骨模型为颅面复原提供了良好的颅骨原始数据。     

基于曲线演化的CT颅骨外轮廓提取

准确有效地提取颅骨区域的单层外轮廓线是基于轮廓线颅骨三维模型重建的关键问题之一。针对颅骨复杂外形单层外轮廓提取困难,提出了一种基于曲线演化的方法。首先对图像进行阈值分割获得颅骨区域,然后初始化一条包括该区域的单层闭合曲线,对该曲线应用一种新的微分方程进行演化,最终获得颅骨区域的外轮廓线。实验结果表明,该方法可自动处理颅骨CT图像,准确获得颅骨的单层外轮廓,有效解决了颅骨单层外轮廓提取问题。     

三维颅骨模型获取方法研究

颅面复原是一种对人类的颅骨进行面部容貌复原的技术,该技术以人类学、法医学、解剖学中的头骨与面貌相互关系规律为科学依据,广泛应用于考古、刑侦等领域。其中获取三维颅骨模型是实现复原的第一步,颅骨模型的准确与否会直接影响到将来颅面复原的准确性。文中主要介绍了两种获取三维颅骨模型的方法,一种是对cT图像进行面绘制三维重构,另一种是使用三维扫描仪获取三维颅骨模型。之后对获取的颅骨模型建立法兰克福坐标系。实验表明,通过这两种方法获取的颅骨模型为颅面复原提供了良好的颅骨原始数据。     

改进的基于特征点软组织厚度的颅面复原方法

现有三维颅面复原技术大多依据颅骨特征点的软组织厚度统计值。针对现有统计值指标涵盖的年龄、胖瘦等属性段较宽泛导致复原面貌缺乏个性的缺点,提出了一种改进方法。首先通过CT扫描仪获得颅面样本数据,并通过图像重构获得三维颅骨和人脸模型;然后采用一种半自动特征点标定方法对三维颅骨样本进行特征点标定,并求解特征点软组织厚度;之后采用支持向量回归方法构建特征点软组织厚度与属性之间的函数关系;最后根据待复原颅骨的属性以及回归函数计算特征点软组织厚度,在此基础上采用薄板样条函数对参考人脸模型进行变形获得复原面貌。实验结果表明,相比于已有方法,该方法能获得更准确的软组织厚度,提高颅面复原的准确度。     

基于先验知识的肝脏轮廓线提取算法研究

准确有效地提取肝脏CT序列的轮廓线是腹部软组织三维模型重建与可视化的关键问题之一。针对肝脏轮廓线提取准确性不高的问题, 提出了一种基于先验知识的肝脏轮廓线提取算法。首先利用拉普拉斯算法进行CT图像增强, 再利用基于边缘先验知识的套索模型对感兴趣区域进行半自动的初始化, 最后通过改进的Snake算法准确地提取肝脏CT图像的边缘。针对序列CT肝脏的边缘提取, 提出根据CT图像序列之间的相关性, 将上一幅图像的轮廓线提取结果作为下一幅CT图像边缘提取的初始化点, 接着批处理地提取CT序列的肝脏边缘。实验结果表明：该算法大大减少了手动初始化结果对目标边缘轮廓准确提取的依赖性, 并有效地解决了肝脏轮廓线的提取问题。     

基于Snake模型和射线法的颅面重建方法

MC颅面重构方法复原的面皮和颅骨三角片数量大且存在杂质。针对该问题,基于断层轮廓序列,利用改进的Snake模型提取闭合颅骨轮廓线,通过射线法对该轮廓线进行二次处理得到最外层轮廓线,从而实现颅面三维重构。实验结果表明,该方法在颅面数据量较小的情况下,可以准确表达人的面部和颅骨的形态信息。     

基于多尺度投影的相似颅骨检索

在基于模板变形的颅面复原方法中,复原的开始阶段需要在数据库中选取与待复原颅骨最为相似的参考颅骨.鉴于基于三维模型的检索算法时间久且颅骨间的差异细微,从而不同于一般三维模型数据库中各模型的差异.因此,已有的三维模型检索算法不适用于颅骨检索.本文提出一种夹角信息和距离信息融合的颅骨轮廓特征提取算法,并在此基础上提出一种能够反映颅骨空域信息的剖面特征提取算法.检索时首先获取三维颅骨的正交投影和深度投影,通过正交投影获取轮廓的角度和距离特征,通过深度投影获得具有空域信息的剖面特征;然后对多个特征进行加权融合搜索到最相似颅骨;最后通过ICP+TPS对检索到的颅骨进行误差评估.实验表明,本算法在保证检索效率的同时,可以准确地应用在颅面复原前期对最相似颅骨的选择上.     

基于3D-FACET模型的工业CT图像管道拟合

研究工业CT图像序列中工件内部管道的拟合方法.在利用3D-Facet模型提取管道边缘的基础上,将三维圆柱面、椭圆柱面管道的拟合转化为中心轴截面上的二维轮廓曲线圆、椭圆的拟合,与传统的三维曲面拟合相比,效率更高.通过对实际的发动机工业CT图像进行试验表明,该方法可以较准确地获取工件内部管道的几何参数,为基于工业CT的逆向工程打下基础.     

基于阴影恢复形状的起皱织物表面形态重建研究

阴影恢复形状算法是计算机视觉中的一个重要研究课题 ,该算法应用于织物三维表面重建 ,为客观评价织物起皱等级奠定了基础 .提出了一种新的阴影恢复重建算法 ,并阐述了该算法的实现步骤和计算方法 .先利用合成图象对算法进行迭代计算并验证 ,获得了较为准确的重建图象 ,然后再结合真实模板进行重建 ,重建准确度较高 .同时说明了该算法可应用于真实织物的表面重建之中 ,并可从获得的织物三维轮廓数据中提取特征值 ,实验表明 ,这些特征值均可从不同侧面表征织物的褶皱程度 ,特征值与织物的褶皱程度基本呈线性相关