基于三维解剖知识库的医学图像分析

提出了一种全新的基于知识的医学图像分析和理解的方法。该方法利用专 知识建立一个３Ｄ的解剖知识库,并提出了以适形变换的方法来解决标准的特异之间的矛盾,用这一方法可指导对任意方向图像的识别和理解。     

基于牙齿CT图像的三维实体重建及有限元分析

建立牙齿组织以及牙齿、牙槽骨关联关系的三维实体模型,并对单颗牙齿进行有限元分析,为医学图像的三维重建提供理论参考和实践基础。利用CT图像的DICOM格式数据,通过3D-doctor软件重建牙齿组织的三维实体模型,然后导入ANSYS中形成网格模型,模拟咬合加载,计算应力、应变。建立了3种包含二牙根牙齿、含缺失图层的三牙根牙齿及牙齿、牙槽骨关联关系的三维实体模型,可以反映牙齿的表面形态和内部结构;采用相关临近图层替代缺失图层的方法,建立了完整的牙齿三维实体模型,没有缺失和不连续现象;上、下牙颌配对,能够清晰准确的反映牙齿的咬合关系。通过建立可视化三维牙齿的实体模型,反映牙齿的外形和内部结构。利用有限元分析方法,能够简捷有效的分析牙齿各部分的应力、应变,为临床应用提供理论依据。     

基于MC算法的头颅图像重建

医学图像重建在诊断医学、手术规划及模拟仿真、整形及假肢外科、放射治疗规划、解剖教学等方面都有重要应用。对医学图像（CT、MRI）三维重建关键技术进行了研究,采用CT图像三维重建的MC算法,基于Windows操作系统,利用VisualC＋＋开发工具实现了头颅骨表面皮肤的重建。实验结果表明MC算法可以重建头骨外部轮廓及皮肤表面,可以实现人机交互功能自由旋转相关部位,放大缩小整个重建或结构。     

基于结构光图像法的三维脚型测量系统

随着计算机技术的发展，使得CAD／CAM系统得以实现，作为一种CAD／CAM系统的三维曲面测量系统也应运而生。本文论述了结构光图像法的概念，给出了三维脚型测量系统的硬件配置和软件系统的结构框图。     

基于插值函数的三维图像表面重建算法

在放射医学、核医学、无损检测及评价和数据压缩等众多领域,研究在不破坏被检测物体的情况下,观察物体内部组织的结构及空间位置,具有重要的理论意义和应用价值.为了获取物体内部的数据信息,通常采用射线扫描方式,然后根据实际需要,运用不同方法进行图像重建.本文研究受损的颅骨扫描图像,提出基于插值函数三维图像表面重建算法,改进了已有的图像重建过程.从数据采集到图像重建的全过程都在计算机上实现,并给出了背景物质检测、图像分割、图像剥离和三维图像表面重建仿真结果.最后对结果进行分析,证明了基于插值函数的三维图像表面重建算法可以有效地提高重建图像的质量.     

基于Twomey算法的CT图像重建

针对不完全投影数据的CT图像重建,本文将原本用于反演微粒粒径分布的Twomey算法引入并应用到CT图像重建中。在代数迭代层面上把其与代数重建技术(ART)算法和同步迭代重建技术(SIRT)算法分析对比后进行了计算机模拟实验。仿真结果显示:本文算法所求得的解的精度要优于主流的ART和SIRT算法。     

一种基于OpenGL的三维医学图像的显示系统软件的研制

从研究一个性价比较高的且具有较多性能的三维医学图像显示系统的观点和角度出发,在微机有限的内存资源上实现整个三维成像的系统结构及各分析处理的功能模块。本文讨论了由二维断层图像序列重建三维结构的算法,着重探究了采用ＯｐｅｎＧＬ作为医学图像三维显示的开发工具,利用其功能强大的开放式的图形库,提高整个分析处理系统的运行速度,同时又能产生较高质量的显示图像,并且使应用程序具有较好的移植性。最后,本文以人脑Ｃ     

基于Mimics和ProE的人体腰椎生物力学分析

近年来基于各种工程软件下的生物力学分析,不仅给医院病人带来了更多的希望,并且在体育运动方面为运动员的训练与伤病治疗提供科学依据.以人体腰椎为研究对象,针对临床上腰椎损伤的病人的腰椎固定矫正治疗主要依据医生的自身工作经验,缺乏一定参照标准及没能准确做到因人而异的治疗方案,因此提出在ProE环境下进行生物力学分析：利用交互式医学影像控制系统（Mimics）读取病人CT断层图像数据,通过阈值设置提取骨组织,然后进行区域增长,构建人体骨骼三维模型,以stl格式输出,通过Solidworks将其转化成可编辑的实体形式,再导出prt格式文件,然后导入ProE做数据修改,最后在ProE的mechanical模块中模拟该病人的固定矫正治疗过程,分析其受力情况,从而得出一系列相关数据,为临床治疗提供可靠数据.     

基于骨骼线的三维网格编辑

为了保留局部细节和快速地进行形变,提出了1种新的基于骨骼线的三维网格编辑方法.在确定感兴趣区域及参考点后,通过参考点和屏幕平面建立骨骼线,将感兴趣区域上的顶点映射到骨骼线上.为了使由形变而带来的失真均匀分布及保留局部细节,对骨骼线上的点用线性旋转不变的坐标表示方法进行表示,以指定的目标点为约束,在最小二乘意义下对骨骼线进行重建,得到形变后比较光滑的骨骼线;再将骨骼线上的映射点逆映射到感兴趣区域上,得到形变后的网格模型.还可以基于骨骼线对感兴趣区域进行缩放、扭转编辑.实验结果验证了本方法能实时交互、并保留细节.对骨骼点和目标点进行插值得到新的目标点再进行形变,可以得到动画效果.     

基于服饰视图颜色纹理相致性的重建三维模型的算法

根据服饰视图中颜色纹理的相致性进行纹理映射,给出了一种从服饰视图中重建三维模型的算法,并用数理方式推导证明了视图的数据结构模型;针对该模型,在C语言环境下进行了程序描述,对该算法进行了仿真运算.实验结果表明:该算法具有较小的运算复杂度,较好地保留了原始图像的形状信息.     

基于图论分割的肺部CT图像的三维重建

为了得到精准的人体肺部CT图像的分割结果,采用改进的最小生成树法对人体肺部CT图像进行分割,再采用面绘制中的Marching Cubes(MC)算法进行三维重建,实现肺部的三维立体显示.通过实验仿真,验证了改进最小生成树算法的快速有效性,并将该算法与基于阈值分割的三维重建仿真效果进行对比.结果表明,改进后的算法能有效提高肺部CT图像三维重建的效率和完整度,在保证了快速三维重建的同时,三维重建的效果更佳,将为医生的医疗诊断提供有力的判断依据.     

基于人眼特性的视频稳定方法

在分析人眼视觉稳像原理和特性的基础上,提出了一种基于特征块匹配的视频稳定算法。该算法采用均匀分布的方式确定特征块。根据视频图像抖动特性对运动矢量进行预测,确定运动搜索的起始点。采用大钻石与小钻石搜索模板结合的方式,在阈值和搜索空间的约束下完成特征块匹配。然后通过运动平滑选择有效的运动矢量。利用仿射变换矩阵对原始图像进行配准,得出稳定视频序列。实验表明,该算法有效地稳定了图像序列,并且满足快速性和实时性的要求。     

基于CT图像的组织建模与仿真方法

为了满足在虚拟手术中针对专门患者的材料进行手术规划、手术演习等研究的需要,提出了基于患者CT图像进行生物组织建模与仿真的10步建模法,解决了基于CT图像组织建模与仿真研究中涉及的生物组织几何建模问题、物理建模问题、基于应变能函数建立生物组织运动的力学方程问题、利用有限元法解生物力学方程问题,并利用该建模方法对人体股骨及软组织进行了建模与仿真,通过仿真结果同生物材料测试结果的比较,尽管实验误差和模型的简化造成了两组数据之间的不同,但是从整体上看,二者在趋势和数值上还是匹配的很好.特别是在2~8mm这个临床常用牵引范围内,效果可以满足临床仿真需要.证明了该方法和所建立的数学模型在生物组织建模与仿真中的有效性.     

基于图像的三维人体特征参数提取方法

为了解决三维人体建模中人体参数和尺寸提取的问题,提出基于图像的人体特征参数提取方法,进而对人体图像的各特征区域进行定位,并给出计算流程.对采集的图像进行预处理,再对人体正面和侧面图像特征点进行识别,从而识别出人体特征区域,提取出人体特征尺寸.阐述用模型法和参照法计算特征尺寸的方法与原理,推导出由图像像素计算特征尺寸的公式,分析模型法和参照法的优缺点,并结合两者的优点,提出模型参照法特征尺寸计算方法.利用实际采集的图像,根据模型参照法进行人体参数提取,结果表明,该方法能够方便、准确地从用户照片得到人体特征参数.     

基于感兴趣区域灰度统计量的颅脑CT图像检索

针对目前只限于特定任务的医学图像检测方法,根据颅脑CT图像的特点,给出了将感兴趣区域灰度统计量作为参数检索图像的方法.首先利用区域生长法提取CT图像中的全局感兴趣区域颅脑,采用分块的方法将全局区域划分成多个子区域,以获得局部灰度空间信息,使整幅图像的检索转变为对各子区域的识别.进一步提取每个子区域的灰度统计量平均值、均方差和三阶矩作为特征,检索时将示例图像特征与特征库中的特征按照欧几里得距离进行相似性匹配.实验结果表明,该方法可查找出在相同位置具有相似病理特征的颅脑CT图像.     

基于视觉特性的半色调图像水印算法

针对半色调(二值)图像提出一种新的数字水印算法。利用人眼的视觉掩盖特性和亮度适应特性,将水印隐藏在半色调图的高亮度纹理区域;采用加密和置乱技术提高二值水印图像的安全性,定义位卷积并设计r-位滤波器来指导水印的嵌入和提取。仿真结果表明:在嵌入相同数据量时,该算法较常规方法有更好的水印不可见性,当图像遭受裁剪、加噪、JPEG压缩、随机涂改攻击时,仍能正确提取其中嵌入的水印。     

基于六维前馈神经网络模型的图像增强算法

针对滤波去噪对边缘造成的弱化、部分采集图像不清晰以及对比度低的问题,在充分分析模型的动力学性质的基础上,提出一种基于六维前馈神经网络模型的图像增强算法。试验表明:基于六维前馈神经网络模型的图像增强算法可以更好地达到图像增强效果。与其它几种增强算法相比,增强效果清晰,且算法更优。     

基于专家系统开发过程的可视化方法及其应用

由于智能系统不同于常规软件系统的开发，其开发过程的可视化尤为重要，本文研究专家系统开发过程的可视化方法、关键技术及其具体的应用，并探讨了可视知识工程方法。     

一种基于全息原理的数字图像实时加密解密系统

提出了一种新的数字图像加密解密系统。该系统基于全息原理以及随机位相编码的思想,加密过程是通过全息记录原理以及随机位相编码方法在光学系统中实现的,解密过程借助于计算机,采用逆菲涅尔变换算法恢复出原图像。仿真结果表明提出的方法结构简单,成本低,能实现实时准确地加密并解密数字图像,并且密钥保密度高。