基于CT图像的人体下肢骨骼三维实体模型重建

为探索生物骨骼系统三维CAD实体模型的高效快速重建方法,以人体下肢骨骼系统为研究对象,综合运用三种建模思路建立了基于解剖学的精细三维实体模型。该模型表面光滑,曲线流畅,满足后续有限元分析要求。对三种建模方法进行比较分析表明,采用Solid-works、Rhinoceros重建的骨骼具有简单控制线,整体较佳,Geomagic环境下的建模效率较高,且对于具有复杂曲面特征的骨骼或组织快速重建更有效。     

基于VTK 的足部骨骼三维可视化研究

基于CT图像序列利用VTK(Visualization Toolkit,可视化工具箱)实现了人体足部骨骼的三维表面重建。采用最大熵阈值算法进行足部骨骼图像分割,将该阈值作为骨骼等值面抽取值;在VC++中利用VTK编程实现了基于移动立方体法的足部骨骼表面重建,并对所得三维表面进行了优化;将所得结果存为三维模型常用的STL文件格式。实验结果表明,此方法获得了理想的可视化效果,可在足部疾病诊断和治疗、手术仿真等方面发挥重要作用。     

基于ANN-NURBS的散乱数据点自由曲面重构

探讨了曲面三维密集散乱点数据的几何建模方法。按照先压缩后拟合的两步方法重构策略，实施基于ANN-NURBS的散乱点自由曲面重构。提出了基于人工神经网络(ANN)的散乱数据点的拓扑矩形网格重建方法并建立了神经网络模型。该模型利用神经元对曲面散乱点的学习和训练来模拟曲面上的点与点之间的内在关系，结点连接权矢量集作为对散乱点集的工程近似化并重构曲面样本点的内在拓扑关系。算例表明，该方法可实现三维密集散乱点数据自组织压缩，生成期望疏密程度和精度的矩形拓扑网格，并可有效保持原数据点集的拓扑特征，从而实现了基于NURBS的大规模散乱数据点的精确曲面重构。     

基于CT/RE/CAD技术的人工活性骨数字化仿真设计

为了实现人工骨植入体内的有效活化,提出基于CT图像、RE(逆向工程)和CAD技术的人工骨三维活化结构数字化设计方法。首先对患者需要人工替代骨的部位健侧进行CT扫描,获得其二维断层扫描图像,利用图像处理技术及RE(逆向工程)技术实现个性化人工替代骨表面复杂曲面数字化三维模型重建,然后再结合三维CAD建模技术分别设计符合一定孔隙率的骨骼外形结构和内部结构,最后将骨骼外形复杂曲面数据与骨骼外形结构/内部结构合并、组装得到仿生的人工骨活化结构支架设计模型。     

一种集成BIM-LiDAR技术的古建筑信息模型重构方法

针对大量古建筑现存图件资料缺乏,且传统测量手段获取古建筑信息时所表现的效率低下问题,提出了用于实现古建筑信息模型重构的BIM-LiDAR集成技术。该技术的实现流程包括原始点云数据获取、点云数据预处理、二维线化图件制作、古建筑各构件"族"库建立、三维模型构建等步骤。并将该技术用于西藏拉萨代表性建筑罗布林卡5号门楼模型的重构,应用结果显示用该技术生成重构模型的误差在10 mm左右,完全符合精度要求,验证了该技术用于模型重构的可行性,可为类似工程提供参考。     

面向RP骨骼CT图像的轮廓提取与精简

骨骼轮廓数据的提取是进行骨骼三维重构及制造RP原型的基础 .利用计算机图形学技术 ,根据骨骼CT图像的特点和快速成型制造的要求 ,探讨研究了骨骼CT图像的一般处理方法 ,即通过对断层图像的预处理、滤波处理、数据提取 ,生成断层图像轮廓 ,继而通过对轮廓优化和轮廓冗余数据去除 ,得到用于三维重建的二维轮廓数据 ,并在此基础上利用VC6 .0实现了骨骼CT图像的轮廓提取与精简 ,证明了该算法的可行性     

头部异物两步核磁共振电阻抗成像仿真研究

在三层球和真实形状头模型(包括头皮、颅骨和大脑)上,采用基于径向基函数(RBF)神经网络的两步核磁共振电阻抗成像(MREIT)算法,对颅内病变组织阻抗成像进行了仿真研究.使用高分辨率的核磁共振成像系统对人体头部进行三维构建和不同组织边界区分,利用两步基于径向基函数神经网络的MREIT算法分别对颅内病变组织均匀阻抗和非均匀阻抗(每个单元的电阻抗值)分布进行估计.该两步MREIT算法适用于人体头部复杂组织结构的阻抗成像,仿真实验表明,采用MREIT技术对颅内占位性病变组织(血肿或脑瘤)的阻抗成像过程简单,重构的阻抗图像具有较高的精确性,算法具有一定的抗噪性能.     

面向RP骨骼CT图像的轮廓提取与精简

骨骼轮廓数据的提取是进行骨骼三维重构及制造RP原型的基础，利用计算机图形学技术，根据骨骼CT图像的特点和快速成型制造的要求，探讨研究了骨骼CT图像的一般处理方法，即通过对断层图像的预处理、滤波处理、数据提取，生成断层图像轮廓，继而通过对轮廓优化和轮廓冗余数据去除，得到用于三维重建的二维轮廓数据，并在此基础上利用VC6．0实现了骨骼CT图像的轮廓提取与精简，证明了该算法的可行性。     

各向异性头部组织感应电流磁共振电阻抗成像

为了对人体头部组织各向异性电导率分布进行成像,借助扩散张量核磁共振成像(DT-MRI)技术,提出一种新的感应电流磁共振电阻抗成像(IC-MREIT)算法.采用IC-MREIT J-substitution算法,重构头皮、颅骨、脑脊液、灰质组织的各向同性电导率及白质组织的等效各向同性电导率分布,以该等效各向同性电导率分布作为初始信息,迭代重构脑白质各向异性电导率分布.基于磁共振成像(MRI)数据,构建包含5种组织的真实头模型,在该模型上对重构算法的可行性进行验证.在无噪声及15％的噪声水平下,重构电导率的相对误差分别小于15％和24％.仿真结果表明,该算法具有较高的抗噪声能力和成像精度.     

基于超声波断层图像的三维重构方法

为降低检测成本,减少辐射危害,提出了基于超声波断层图像进行典型零件的三维重构方法.设计了相共振结合拉东反变换计算方法的零件断层扫描试验,基于Matlab平台构建了轮廓提取算法、图像堆叠算法以及三维模型重构算法.结合图像处理算法与三维模型重构算法实现了二维超声断层图像的三维重构,重构的零件外形尺寸与内部形位误差约为1 mm.结果表明,本文提出的超声波断层图像三维重构方法可靠、准确,可用于典型金属零件轮廓及内部缺陷的无损检测与三维重构.     

基于B样条曲面的牙齿表面三维建模算法研究

牙齿的几何建模在医学上有着十分重要的应用价值,常见的三维牙齿建模通常是基于图像的离散网格模型,不利于进一步数学处理。该文基于散乱的牙齿表面数据,通过对数据分割和参数化,构造多张B样条曲面整体拟合方程,利用最小二乘方法,求得G1光滑连接的B样条三维牙齿表面模型。该文用实例说明牙齿表面的三维重建过程。     

基于三维重建模型的离线参数化

提出了基于三维重建模型的离线参数化方法 ,即在三维模型和二维投影图素共存的条件下 ,通过建立基元和二维投影图素、尺寸与二维投影图素、基元与基元之间的约束关系 ,完成基于三维重建的参数化模型的建立 ,从而实现尺寸驱动相应的图形的离线参数化设计     

数字城市三维重建技术

数字城市三维建模与可视化是数字城市的核心技术之一．城市三维景观模型是城市三维信息的表现模型,也是城市三维技术发展的主要趋势．在阐述了数字城市三维重建技术基础上,介绍了瑞士CyberCity软件在制作城市三维景观方面的应用．通过实例分析,结果表明该软件在城市三维建模技术方面有着广泛的应用前景．     

基于彩色编码投影仪的不标定三维重构算法

在机器视觉的研究中,三维场景重构的理论与技术是很重要的内容,在理论上已从标定三维重构发展到不标定三维重构．一般来说不标定三维重构是基于被动视觉原理,利用一个参数不变的摄像机,对同一幅场景在不同视点处获得的多幅图像序列(至少需要3幅图像)来实现的．基于一种伪随机彩色编码投影照明主动视觉原理,研究了仅利用一幅图像,在欧式空间不标定重构三维场景的算法．整个算法分三个层次,即分别依次由射影重构、仿射重构和欧式重构来实现．文中详细给出了各个层次上的算法原理与相互关系,并给出了实验验证结果．     

基于点云数据NURBS曲面重构技术探究

通过研究NURBS曲面重构算法,分析了多种应用软件曲面重构方法并根据古建筑保护测量获取到点云数据的特点,对非均匀分布的型值点采用NURBS曲线曲面节点插入算法生成呈四边域分布的控制点矩阵,运用OpenGL在C#环境下进行了虚拟显示.     

骨骼数据提取及造型研究

该研究的目的主要是为辅助外科股骨置换手术而做.以兔股骨为例结合医学CT图像处理、三维重建以及加工制造等多方面知识分析重建骨骼三维模型,并初步探索用机加工方法制造,提高临床可靠性.但是,以钛合金为材料,机床加工得到的股骨对儿童不适用.     

基于LIDAR数据融合的数码城市三维重建

对三维激光扫描技术进行了简介,分析了目前数码城市三维重建的各种方法,指出其不足。提出利用机载LIDAR对一座城市进行三维空间数据采集,获取整座城市的LIDAR数据,按数码城市各部分建设的轻重缓急,分期分批地以地面LIDAR为补充获得更详实的数据,将二者所采集的数据进行融合,对3D数码城市三维重建进行探讨。     

用平面零件扫描图编程反求三维模型

提出一种计算机编程实现平面零件实物三维模型反求的方法，并用实例分析说明反求模型准确、快速，简便易行。