医学断层图像三维重建的辅助轮廓线法

在原有的轮廓线基础上生成与之相似的辅助轮廓线．然后把各轮廓线三角化形成一层层的三角面片,最后按一定的规则把各层三角面片从外到内直接连接形成四面体,从而完成三维重构．文中算法尤其适合基于断层轮廓线的医学图象三维重构,与已有的三维重构法（如MC．MT,Delaunay四面体化）相比,具有算法简单、思路自然、易于实现的特点．     

基于轮廓线法的汽车类外观专利图像三维重建

对立体产品的外观设计专利图像进行三维重建是外观设计专利三维检索的基本前提。结合汽车类外观专利图像的特点,提出汽车类外观专利图像三维重建方法。该方法利用三视图理论及汽车模型的对称性,根据俯视图信息确定主视图与后视图之间在不同高度的距离,进而获取三维空间点坐标;对车轮部分的连接进行特殊处理,并按照子轮廓线连接法构造四角面片,实现三维模型的重建。实验结果表明:1)与传统方法相比错误面片数降低了19.4%;2)重建效果图在外形上与实际物体更为接近。     

Web模式的医学断层图像三维重建

实现了基于Web的医学图像三维重建及显示.用超高速CT扫描获得人体器官的二维图像,基于JavaApplet与JavaApplication编程,采用体绘制法完成二维图像的三维重建与显示.重建实现了在Internet上以Web模式跨平台运行.重建的三维图像能够清晰地显示人体器官的解剖结构,尤其是心脏的整体形态及冠状动脉的走向.用JavaApplet与JavaApplication实现基于Web的医学图像三维重建是可行的,并对三维图像的临床应用起到了推动作用.通过三维重建显示人体器官的立体形态,尤其是冠状动脉的解剖结构,在临床上具有很大的参考价值.     

医学图像三维重建中的关键算法

该文主要讨论了基于序列图像的三维重建中的两个关键算法:特征数据点列的重采样算法与三角化算法。把Douglas-Peucker线性简化算法应用在特征边界的重采样上,数据的压缩比得到了明显的改善,也显著地提高了可视化速度。并使用一种简单的三角化算法,对重采样后的数据点列进行三角化,实现目标的三维重建。     

一种基于竞争层神经网络的新型图像轮廓线分组算法

提出了一种基于竞争层神经网络(CLNN)的新型图像轮廓线分组算法。该算法借助于CLNN对生物大脑视觉皮层侧向连接和WTA连接模式的功能性模拟,采用与生物神经元类似的视觉信号处理机制对图像的相应区域进行分组感知。实验证明,所提出的算法具有分组能力强、抗噪声能力突出的优点。     

一种非定标图像高精度三维重建算法

由非定标图像重建三维场景有着广泛的应用。给出了一种非定标多视图像三维重建算法。该算法主要基于因子分解和光束法平差技术。首先用因子分解方法得到射影空间下相机投影矩阵和物点坐标,以旋转矩阵的正交性以及对偶绝对二次曲面秩为3为约束,将射影空间升级到欧式空间,最后用光束法平差进行优化。该方法可同时获得相机的内外参数、畸变系数和场景的三维坐标。仿真实验表明,在1000 mm×1000 mm×400mm的范围内,当像点检测误差在0-1pixel和0-2pixel内,所重建三维点的误差分别为0.1530 mm和0.6712 mm。在500 mm×500 m×200 mm下,真实实验重构三维点的误差在0.3 mm以内。所提出的算法稳定可靠,可对实际工程进行指导。     

一种新的主动轮廓线跟踪算法

主动轮廓线模型,又称"蛇",由Kass等于1987年首次提出后在数字图像分析和计算机视觉等领域正在得到越来越广泛的应用.不过,现有的主动轮廓线搜索与跟踪算法存在许多问题.本文提出一种新的主动轮廓线跟踪算法--new_snake算法.它不但继承了已有算法的优点,而且克服了它们的主要缺点.它具有下列特点:算法快速收敛;控制点的数目自适应地改变,保证稳定跟踪;将硬强制力直接引入能量公式;可以方便地添加色彩信息约束;削弱了各参数的改变对算法的影响.大量实验验证了该算法的鲁棒性和实用性.     

一种基于轮廓线的三维表面模型的快速切割算法

在科学计算可视化的领域中,医学图象数据的三维重构和手术模拟是一个研究热点。该文设计并实现了一个基于轮廓线的三维表面模型的快速切割算法,称为“双面切割算法”。该算法充分利用了原始数据的几何及拓扑信息,将三维表面模型的切割操作转化到二维空间中,从而避免了一般三维物体切割算法中三角面片直接求交的大量运算。双面切割算法在进行切割运算时,同时得到切割后的模型及它们的交集模型,并维持了物体数据结构的完整性。     

基于辅助信息的无人机图像批处理三维重建方法

随着我国低空空域对民用的开放,无人机 (Unmanned aerial vehicles, UAVs)的应用将是一个巨大的潜在市场. 目前,如何对轻便的无人机获取的图像进行全自动处理,是一项急需解决的瓶颈技术. 本文将探索如何将近年来在视频、图像领域获得巨大成功的三维重建技术应用到无人机图像处理领域, 对无人机图像进行全自动的大场景三维重建.本文首先给出了经典增量式三维重建方法Bundler在无人机图像处理中存在的问题, 然后通过分析无人机图像的辅助信息的特点,提出了一种基于批处理重建(Batch reconstruction)框架下的鲁棒无人机图像三维重建方法.多组无人机图像三维重建实验表明: 本文提出的方法在算法鲁棒性、三维重建效率与精度等方面都具有很好的结果.     

一种组合主动轮廓线模型算法

本文针对传统主动轮廓线模型(Snake模型)无法检测凹陷目标轮廓的缺陷,提出了一种由全局Snake模型和局部Snake模型两部分组成的组合Snake模型。组合模型首先使用全局Snake模型进行轮廓粗检测,并使用SUSAN算子检测目标轮廓上凹陷最“深”的凹点;然后,在凹点附近的局部区域,使用局部Snake模型进行轮廓凹陷部分的检测;其后以其替代使用全局模型检测出的目标轮廓的相应部分,形成最终检测的目标轮廓。实验结果表明,本算法具有较好的检测精度和抗噪性。     

基于二维轮廓序列的膝关节三维重建

提出了一个基于二维轮廓序列的四面体网格生成方法,用于医学图像三维几何模型重构.该方法首先对各选定的断层图像提取目标轮廓并做分支匹配等处理,然后生成各轮廓内部平面域的三角网格,最后在相邻断层之间根据三角网格连接四面体单元.该方法被应用于人体膝关节虚拟手术系统的三维几何建模,得到的膝部股骨模型包含494个节点和2 046个四面体单元,膝部脂肪模型包含2 854个节点和14011个四面体单元,这些模型被成功地应用于膝关节手术仿真,从而证明了该三维模型重建方法的可行性和有效性.     

基于三维表面模型的任意切割算法*

通过对三维表面模型进行切割,人们可以方便地观察物体的内部结构。针对三维表面模型,提出了一种任意切割算法。任意切割过程首先是交互生成切割曲线,生成切割面;然后通过切割面对表面模型进行切割,在切割面上生成交线序列;再由交线序列与切割面边界生成封闭的边界轮廓,确定各边界轮廓间的包含关系;最后对边界轮廓包围的截面区域进行Delaunay三角剖分并着色,得到完整的剖面。实验结果证明了该算法的有效性和可行性。     

三维散乱点云快速曲面重建算法

提出了一种基于Delaunay三角剖分的三维散乱点云快速曲面重建算法。算法首先计算点云的Delaunay三角剖分, 从Delaunay四面体提取初始三角网格, 根据Voronoi体元的特征构造优先队列并生成种子三角网格, 然后通过区域生长的方式进行流形提取。实验结果表明, 该算法可以高效、稳定地重构具有复杂拓扑结构、非封闭曲面甚至是非均匀采样的点云数据。与传统的基于Delaunay的方法比较, 该算法仅需要进行一次Delaunay三角剖分, 无须极点的计算, 因此算法的重构速度快。     

X射线图像三维重建的自标定优化算法

根据X射线图像成像特点,提出一种适用于X射线图像三维重建的自标定算法。首先基于SIFT算法得到相邻2幅X射线图像对应轮廓特征匹配关系;然后根据匹配关系计算得到基础矩阵;接着根据基础矩阵估计X射线无损检测设备内参数初值;最后基于改进Kruppa方程优化内参数,得到X射线图像三维重建自标定内参数。根据优化前后的内参数建立的电力金具三维模型,从形状和关键尺寸误差2方面进行对比,结果表明优化后的内参数具有较高的精度和可靠性。     

一种快速有效实现三维实体重建的算法

从图的数组表示法这一基本表示方法,作为基点出发,将点、线、面、面环等信息用数组形式存储,从数组元素出发逐步实现了基于三视图的三维重建。实践表明,该方法充分利用数组形式的有序、对应、直接等特点,大大提高了三维重建的效率,减少了传统方法庞大的搜索空间和降低了时间复杂度。     

一种基于关键点的断层轮廓插值方法

为了实现断层图像之间的合理过渡,需要对断层间轮廓进行插值。提出了一种序列断层轮廓间线性插值的方法。该方法不仅对一般问题效果良好,而且可以根据实际情况需要调节插值轮廓线的精度,提高运行效率,减少计算量。     

多轮廓线的三维形体重构技术研究与实现

实际应用中,三维重构经常面对的不是直接的体数据信息,而是一序列的二维轮廓线数据,因此基于轮廓线的三维重构研究有着极其重要的实用价值。在多轮廓线的三维形体重构中,轮廓对应、轮廓拼接、分叉处理和末端轮廓线的封闭处理等是其关键技术。提出了三维重构中每一个实现步骤具体的解决方案。针对轮廓线绕向问题提出了夹角和检测法,有效避免了轮廓多边形的绕向误判;对轮廓线一对多分叉问题提出了按周长比率解决问题的思路;在末端轮廓线的三角剖分算法中提出了最大张角三角形方法,减少了三角剖分的计算量,达到了在各种形态轮廓线条件下能够实现正确的拼接。实现结果表明,轮廓线拼接过程中每个步骤的解决方法是正确有效的,相较于其他实现方法通用性更强。     

利用VTK进行三维肠道重建算法的改进

肠道CT的三维重建是提高肠道疾病诊疗准确性的迫切需要。利用可视化工具包VTK并结合VC++,实现了肠道三维重建。经典三维重建Marching Cubes（简称MC）算法会产生二义性,针对常用的渐近线法消除二义性计算量大的问题,提出了一种改进的MC算法：采用线性插值法求出二义性面与等值面的交点,然后分别连接二义性面对边上的交点形成两条相交直线,最后通过判断直线交点的状态值,来唯一地确定等值线的连接方式,从而快速重建出三维肠道。实验结果表明,利用改进的MC算法比起传统MC算法,在三维重建的质量和效率上都得到了很大的提高。