基于X线片的脊柱三维重建及分析

 以青少年脊柱侧凸诊断上的应用为背景,研究了一种在X线片上通过横向和纵向推理提取每块脊椎偏移和旋转信息的方法,然后结合标准三维脊柱模型重构出患者病变脊柱的空间形态,以便医生能直观、形象地从多个视角对患者的脊柱形态进行全方位的分析,最后对提出的一种Cobb角计算机辅助测量方法进行可行性分析.对文中提出的Marching Cubes与三维信息相结合的三维重建算法进行验证,实验证明该算法具有计算简单、可实现性好等优点,能精确地重构出患者的脊椎空间模型.     

Marching Cubes算法中等值面的优化分析

三维重建中等值面的优化操作可以减少等值面中三角片的数目或改变三角片的组织、存储结构,并尽可能地保持等值面原来的拓扑结构和几何形状.运用中点选择法和三角带生成算法,优化了等值面中三角片的组织、存储结构,从而使得三维模型的绘制速度有很大提高.     

可视化类库VTK在三维建模中的应用

采用VC＋＋6．0作为开发平台,引入三维可视化类库VTK,实现了散乱数据和体数据的建模．通过数据压缩、平面分割来减少数据量,分别采用不同的建模方法,如Delaunay三角化建模、轮廓线建模、MarchingCubes建模,实现了三维数据的建模．     

基于Marching Cubes方法计算分子体积

利用Marching Cubes方法,基于分子形貌理论,提出了分子等值面模型体积的计算公式.首先,利用二进制和十进制的转换关系定义体元顶点的标号,并将与分子表面相交的体元归纳为16种不同的构型,其中包括基本构型和特殊构型.然后针对不同构型给出相应的体积计算公式,最终通过求和得到整个分子的体积.该方法的优点在于不需要重建分子表面,即可通过已知网格数据和阈值直接得到分子的体积,易于理解,并具有较高的计算效率.最后,通过几个典型分子体积计算结果的对比,证实了该方法准确有效.此外,该方法同样适用于其他从规则网格数据中提取的等值面模型体积的计算.     

快速多点地质统计三维重建算法

在SNESIM算法的基础上,提出了一种快速多点地质统计三维重建算法.首先利用红黑树构建模式集,降低树结构高度,快速检索匹配数据事件.其次综合概率融合与连续逐层采样方法,分别利用半模板与全模板进行点模拟,提高模板中条件数据的比例,缩小模式检索范围.对二维河道图像、三维多孔介质图像和三维储集层岩心图像进行了多组重建实验,结果表明该算法能够在不损失精度的同时显著提升时间效率,且对于各向同性、各向异性岩心图像的重建结果都与真实数字岩心具有相似的视觉特征、统计特征和孔喉分布特征,证明了算法的可靠性.     

基于空间综合威胁体的无人机航迹规划方法研究

传统规划多数在平面中模拟威胁,难以真实表达威胁对无人机的影响范围,为了提高无人机飞行中的安全性和稳定性,在航迹规划中尽量规避周围环境的威胁,本文提出了一种基于空间综合威胁体的航迹规划方法,在目标区域内建立空间综合威胁体模型并进行分析及计算,最后进行航迹规划.空间综合威胁体的限制可有效减少待扩展节点的数量,提高航迹规划计算的效率.     

基于中国人MRI影像的真实头模型构建研究

真实头模型是进行脑电正问题和逆问题研究的基础,在进行基于真实头模型的相关计算时,需要对头模型的表面进行三角片离散化处理,显然头模型形态的差异必然会导致脑电分析结果的差异性,然而目前已知的脑功能成像软件均采用的是欧美人头模型数据进行分析;基于56个中国人的大脑MRI切片数据,采用改进的Marching Cubes算法,对头模型表面进行了三角片离散,构建了中国人的真实头模型,并从形态上直观地比较了中外头模型的差异,为下一步的脑功能数据分析提供了更准确的技术支持。     

利用Excel进行统计的方差分析

目的：以方差分析为例,研究怎样用Excel完成简单统计分析．方法：使用Excel的“数据分析”工具．结果：单因素和双因素方差分析均可完成．结论：利用Excel可以以较方便地完成简单统计分析．     

基于VTK的体绘制三维重建方法

Visualization Toolkit是一个面向对象的可视化类库,它为从事可视化应用程序开发的广大科研工作者提供直接的技术支持,VTK具有强大的可视化功能和图像处理功能。本文介绍了VTK的机制框架和体绘制原理,在VC 的编译环境下实现医学图像的三维重建。     

一维子空间的三维重建方法

为了从图像序列中恢复三维物体,假设相机为正投影模型,提出了一种基于一维子空间的三维重建方法.利用所有图像序列构成的行向量生成的子空间之和与三维空间点构成的行向量生成的子空间是同一线性子空间、同时由所有图像点构成的2个行向量外加一个行向量就可以组成该子空间的一个基底的特性,线性地求取子空间中的行向量,最后完成三维重建.模拟和真实实验结果表明,该重建方法具有鲁棒性好、重投影误差小等优点,而且能够将图像平等地对待.     

具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法

为提升磁性纳米粒子三维成像和重构速度,降低三维重构对采样投影数据完备性要求,针对含噪声投影数据三维重构优化问题,本文提出了一种具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法（noise-robust 3D sparse sampling magnetic particle imaging,3D NRSS-MPI）. 该算法通过求解一个由MPI投影成像正向模型l₂范数和稀疏正则约束建立的凸优化问题实现3D MPI图像重构. 模型不受MPI扫描轨迹限制,为不断发展的MPI新技术提供了普适性的基础模型;建立的三维全变分稀疏算子（3D total variation sparse operator, 3D TV Sparse Operator）利用MPI先验信息提升含噪MPI投影数据三维重构的鲁棒性,且可以进行无矩阵运算,大幅提升了运算效率. 通过点源和冠状血管模型成像实验表明,在1/4欠采样下,本文3D NRSS-MPI方法可以有效消除重构图像星状伪影,获取较高的图像信噪比,同时冠状动脉重建结构相似性超过0.701,可以准确地对欠采样、有噪声的MPI数据进行快速而稳健的重建,有效缩短了4倍成像和重构时间.      

基于空间正交曲率信息的三维曲线重构方法分析

面向高性能飞行器结构形态主动监测研究背景,以光纤光栅柔性细杆机敏结构为研究模型对象,侧重于空间正交曲率信息的三维曲线重构方法分析和研究.在简述基于正交分布式光纤光栅传感阵列曲率检测原理基础上,进行空间三维曲线重构方法分析,并给出了详细的算法过程和实现步骤,同时进行了离散曲率连续化方法分析;基于V isual C++开发平台及OpenGL技术,针对方法研究结果与算法分析过程,开发可视化仿真实验环境进行了实验分析与验证,基于3种离散曲率连续化方法进行图形重构效果对比;实验分析结果不仅表明了3维重构方法与实现过程的有效性,而且获得了离散曲率连续化方法上的相关有益结果.     

基于影灭点的单视图三维重构

提出了一种单视图三维重构方法,该方法需要用户提供图像点及其对应三维点之间的几何信息.由于结构场景有大量平面构成,存在大量的平行性和正交性约束,所以该方法主要应用于结构场景的三维重构.重构过程分为两部分:首先,基于三组互相垂直方向的影灭点,对方形象素摄像机进行定标;然后,基于用户提供的共面性和场景平面的影灭线,计算点的三维坐标.采用真实图像测试,说明该方法有效且简单易用.     

用OpenGL实现CT图像三维重建系统的设计

在二维图像中提取三维信息研究的基础上,介绍了用OpenGL开发工具对人体CT图像进行三维重构,为CT图像从二维到三维的立体还原理显提供了一种高效率,高质量和高性能的解决方法,其效果十分显著,并研究了坐标转换,旋转及投影等功能实现的方法,为都助医生精确定位病变物体提供强了强有力的依据。     

统计物理的研究方法及其基础

本文在教学实践的基础上，提出了一个如何解决统计物理的“入门”问题的教学方案，其特点是从力学系统固有的内在随机行为出发，促使学生尽快完成由因果律到统计规律的转变，然后再从统计物理的研究目的和研究方法入手，揭示其力学基础、物理基础和数学基础     

三维重构仿真平台

基于运用Radon理论的三维重构,建立了三维重构软件仿真平台.该平台采用VC 和MATLAB混合编程,可以生成多种样品模型及其不同倾斜角度条件下的投影像、计算对应不同样品倾斜范围的系列投影像的重构图像以及显示投影像和三维结构的表面及断层图像.实验结果表明:该系统具有精度高、运行时间短、使用方便等优点,能够运用且目前已成功地应用于电子显微术三维重构的研究中.     

一种动态场景的三维重建方法

从图像恢复物体可见表面的三维形状简称3D重构,它是三维计算机视觉中重要研究方向．本文讨论变参数摄像机模型下动态场景的三维重构．主要实现场号中除存在平移运动的物体外,还至少存在三个以上的作独立（一般）刚体运动物体的三维重建．实验表明,本文所提的算法是可行的,并且具有一定的鲁棒性．     

基于表面与基于体素的医学图像三维重建方法研究

医学图像的三维重建有基于表面的重建和基于体素的重建两种方法。本文分别使用这两种方法对同一组头部CT图象进行了三维重建，并成功得到了三维重建的结果。文章最后对两种结果进行了比较和分析。