一种新的多轮廓线重构三维形体算法:切开-缝合法

综合评述了目前通过多轮廓线重构三维形体表面的算法研究现状,提出了一种新的多轮廓线重构三维形体算法切开-缝合法(CS).该法通过引入控制点对作为切口,将轮廓线对进行坐标转换和轮廓对应后,切开并铺展成两条平行直线段,通过寻求轮廓线对顶点的对应关系,生成了符合Delaunay法则的三维形体表面三角面片,解决了形状和顶点数目差异较大的相邻轮廓线重构问题,并将其应用到基于剖面的三维地质建模中.实践证明,该算法行之有效,且对解决相似问题具有一定启发性.     

一种新的三维表面重构方法

针对CT图像,给出了一种三维表面重构的方法。首先用中值滤波的方法进行预处理后,根据曲率信息提取轮廓线上的特征点,然后按照最短对角线法进行连接,其中在选取上下轮廓线两点间最短距离时,采用欧式距离进行实现,同时为了使构造的三角形视觉效果较好,分别计算当前点角的余弦值,从中选择较小的。最后将该方法与原方法分别进行实验,验证了使用部分轮廓特征点也能实现三维表面重构,重构效果较为满意。     

基于二维灰度图像的“非规则形体”三维重建

由二维灰度图像恢复形体的三维形状已经成为计算机视觉领域的一个研究热点,对该问题进行了深入的研究,提出了一种基于单幅图像,利用轮廓线特征点进行非规则形体三维重构的方法;该方法从一幅二维灰度图像中提取非规则形体作为研究对象,通过角点检测方法并结合检测阈值获取每条轮廓线的主次特征点;根据主特征点确定轮廓线间的形状匹配关系完成分段连接,根据次特征点并结合最小对角线优化策略完成三角面片拼接,最终实现非规则形体表面的三维重建;实验证明,该方法可以根据形体的二维灰度图像方便有效的重建出其三维形状。     

面向RP的骨骼三维重构系统

对面向RP的骨骼三维重构技术进行了研究,分析了骨骼三维重构的特点,提出了面向RP的骨骼三维重构技术方案。在骨骼三维重构中,采用射线法确定同层轮廓之间的关系,并在此基础上利用相邻层轮廓的几何相似性确定层间轮廓的匹配关系,使用最小极角法进行匹配轮廓之间的三角片连接,使用分裂和合并技术成功处理分叉匹配轮廓的连接,成功地开发出面向RP的骨骼三维重构系统。该系统能够满足人工骨骼假体制造的工程需要。     

空间多面体颗粒的三维重构及其参数的统计分析

文章介绍了对多面体的空间分布进行三维计算机重构的算法设计与程序实现,并对产生的颗粒的半径、表面积、体积等参数进行了统计分析。该程序能够在给定的空间内生成随机分布的任意数目的规则颗粒,再经由分层切片方法得到空间分布的规则颗粒的一系列平行截面,通过识别相邻平行截面上各轮廓线之间的匹配关系,实现了相邻两层轮廓线上下轮廓点之间的匹配,并由此得到相应的三角面片,将三角面片逐一连接后,实现了规则颗粒空间分布的三维计算机重构。该项技术为材料微观组织结构定量表征和性能评估奠定了基础。     

面向RF的骨骼三维重构系统

对面向BP的骨骼三维重构技术进行了研究，分析了骨骼三维重构的特点，提出了面向BP的骨骼三维重构技术方案。在骨骼三维重构中，采用射线法确定同层轮廓之间的关系，并在此基础上利用相邻层轮廓的几何相似性确定层间轮廓的匹配关系，使用最小极角法进行匹配轮廓之间的三角片连接，使用分裂和合并技术成功处理分叉匹配轮廓的连接，成功地开发出面向BP的骨骼三维重构系统。该系统能够满足人工骨骼假体制造的工程需要。     

基于X射线的电容三维可视化检测

随着电子元件封装技术的发展,电子元器件集成度越来越高,对内部缺陷的检测需求也逐渐增加,而传统方法很难实现内部缺陷的检测。三维可视化技术是利用基于X光的连续断层图像进行三维立体显示的过程,可直观显示元器件表面及其内部一定深度的结构,有助于电子元件封装过程中内部缺陷的检测。文中以常见的电容元件为对象,研究了基于断层边界轮廓线的重建算法。首先对图像进行预处理得到断层图像轮廓线,然后利用最小二乘B样条拟合形成光滑的闭合轮廓线,最后将各层轮廓线堆叠形成电容的三维模型。实验结果表明算法能显示出元器件表面及内部结构,可用来检测元器件的内部缺陷,协助评估元器件质量。     

基于断层轮廓线的三维重构及其应用研究

基于断层数据的三维重构在目前有着广泛的应用。本文对基于断层轮廓线的三维重构技术进行分析研究,并将其应用于基于CT数据的人脸三维重建中。选用面向曲面的重构方法,采用最短对角线法对活体头部的CT轮廓线数据进行三角面片重建,重构效果较好。     

活塞杆摩擦焊接头的超声检测及缺陷二维重构

针对活塞杆摩擦焊接头的未熔合缺陷,采用超声无损检测方法对部件接头进行检测并提取了含噪声的超声回波信号,利用小波降噪法对含噪声缺陷信号进行了降噪处理,通过多位置、多点检测的方法对未熔合缺陷进行了二维轮廓重构.结果表明:1) 通过优化小波阈值降噪算法的参数提高了回波信号的信噪比,可以提升检测的有效性与准确性;能实现对缺陷信号的降噪并保证信号的完整性;2) 对检测数据进行理论计算确定了缺陷的多位置边缘点,通过缺陷边缘点的拟合,实现了未熔合缺陷的二维轮廓重构,重构结果与破坏性检验结果基本吻合.     

基于轮廓线的旋转体三维重建

由旋转体的二维灰度图像恢复其三维形状已经成为计算机视觉领域的一个研究热点.对该问题进行了深入的研究,提出了一种基于单幅图像,采用轮廓线特征信息进行旋转体重构的方法.该方法从一幅二维灰度图像中提取旋转体作为研究对象,通过角点检测方法获取有效轮廓线及其分段曲线,根据分段曲线类型及其特征信息构造旋转体的对称轴,结合旋转体的几何特性实现了旋转曲面的三维重建.实验证明,该方法可以根据旋转体的二维灰度图像方便有效地重建出其三维形状.     

基于三维曲面重建的CT图像肺边界缺陷修复

针对CT图像的肺实质分割中由边界粘连型肿瘤造成的肺边界缺陷修复问题,提出了一种基于三维曲面重建的修复方法.对肺实质边界曲率变化较大处的缺陷,二维图像上无法获得足够多的特征对肺实质边界进行修复.本文方法首先使用质心灰度法改进了三维区域生长算法,提取肺实质进行三维重建.再使用阈值法提取分布在缺陷周围的三维点云,对三维点云进行曲面重建即可得到完整的肺实质轮廓.实验结果表明:该方法与传统的凸包算法和滚球法相比,能够更加完整有效地修复边界粘连型肺实质边界的缺陷.     

分布于空间曲面上的三维等值线的生成

本文提出了一种分布在空间曲面上的三维等值线的生成算法。该法首先用双参数曲面插值法来拟合所需曲面，曲面以双参数网格线表示，网格线的交点形成网格点阵；其次，按某个视线方向从该点阵中删除被背景曲面自身遮挡了的点；然后，从背景曲面的边界到内部逐个地搜索定义于背景曲面上某物理量的等值点，并按一定的规则将其连成等值线；最后，再按前述视线方向将等值线连同曲面网格一起投影到显示平面上。     

小样本数据下三维地应力反演分析

对于地下矿山等工程,初始地应力场的有效获取意义重大,但由于地质情况复杂,实测数据不足等原因,小样本数据下的三维地应力反演分析不易进行。本文在进行现场应力测量的基础上,提出了一种以边界荷载法为基础,结合反向传播神经网络（back propagation neural network,BP）的Flac3D地应力反演改进方法。以建个元高速公路五老峰隧道为示例,首先通过建立反演区域的三维地质模型,通过边界荷载法试算各边界条件的大致范围,再利用BP神经网络的非线性特征建立反演参数与地应力之间的函数关系,最后进行正算反推求解反演最佳边界条件。实测值与反演值进行对比,误差在可接受的范围内,证明了该方法在复杂地质体地应力反演中的可靠性与实用性。     

一种带心肌瘢痕的心脏磁共振图像左室壁分割方法

从心脏磁共振图像中分割出左心室内外膜轮廓线,是心脏三维重建及心脏功能评定的先决条件.针对带心肌瘢痕的心脏磁共振图像,提出了一种基于显著性检测定位的左心室内外膜分割方法.方法采用视觉显著性检测和分水岭变换,提取左心室血池区域,准确确定了左心室位置;然后提取血池区域轮廓线作为内膜初始轮廓,在带形状约束的活动轮廓模型作用下演化得到左心室内外膜.实验结果证明,该方法定位较为准确,能使初始轮廓迅速收敛到内膜边界,分割得到的内外膜以及心肌区域均较为准确.     

基于边缘交点聚类法的眼底图视盘轮廓提取

由于眼底血管闭塞、噪声和弱边界等原因,主动轮廓模型不能够精确地收缩至视盘的轮廓边缘,由此提出基于边缘交点聚类的轮廓提取方法.由初始轮廓确定一个矩形区域,选取该矩形区域的主对角线、副对角线、垂直中心线和水平中心线,求其与视盘边缘的交点,将所有候选交点进行K-Means聚类分析,取得位于边缘附近的点作为主动轮廓模型的初始轮廓点,进行能量最小化计算,直至轮廓停止收缩.实验证明,经边缘交点聚类初始化后再运用主动轮廓进行视盘边缘提取,轮廓最终会较为精确地收缩于视盘边缘.     

基于宽窄带微多普勒融合的锥体目标三维重构

目标三维特征包含更为精细的结构和微动信息,以锥体弹头为研究对象,提出了一种基于宽、窄带混合体制雷达组网的锥体目标三维重构方法。首先建立锥体目标进动模型,详细分析了目标在不同体制雷达回波中的微多普勒调制特性,然后,使用改进的viterbi算法和最小二乘法对各散射中心的幅相信息进行提取和估计,并通过灰色关联度分析实现非理想散射中心的匹配。在此基础上,构建宽、窄带微多普勒信息融合方程组,解算出锥体目标的进动和结构参数,进而确定目标空间位置,实现三维重构。仿真结果表明,在信噪比为5dB情况下,目标的三维重构精度在91%左右。     

一种基于像素标记的二值图像区域围线追踪方法

在研究了多种二值图像连通区域围线追踪算法的基础上,提出了一种改进型的二值图像连通区域围线追踪算法。该算法在已有围线追踪算法的基础上,通过定义特定追踪方向,使得追踪过程始终按照逆时针或顺时针方向沿着连通区域边缘进行。在追踪过程中对像素点进行多次标记,通过在按照追踪方向确定的像素点基础上判断像素标记值来确定下一次待追踪像素点的选取。由于对像素点进行多次标记,有效区分了一次追踪像素点和二次追踪像素点,解决了追踪过程中出现的追踪间断现象,使得追踪结果呈现一条完整围线。实验结果表明,此方法可以快速有效地完成二值图像连通区域的围线追踪和提取。     

用Kirchhoff近似法对杆中球型缺陷的重构

用三维线弹性动力学的反演方法重构了弹性介质中散射体的形状．推导了散射场缺陷表面型积分的表达式．在远场散射幅值的积分表达式中引入了Kirchhoff近似，进而用散射幅值的三维逆Fourier变换重构缺陷的形状．给出了杆中球形空穴缺陷几何形状重构的数值结果．     

采用改进Snake模型的胸片肺野自动分割方法

为了解决传统Snake模型应用于X光胸片肺野分割时,对人工初始化轮廓的选择敏感、对凹陷区域分割不准确等问题,提出一种基于自动初始化Snake模型的X光胸片肺野自动分割方法.该方法首先通过Otsu法对原始图像进行二值化,得到包含肺野、背景区域的二值图像,并经过图像取反和连通域处理,运用形态学方法,得到只含有肺野区域的二值图像;然后,通过边界提取,完成对Snake模型轮廓的自动初始化;最后通过Snake模型的演化,得到分割结果.实验结果表明:该方法能摆脱Snake模型对人工初始化轮廓的依赖,提高分割的鲁棒性,同时对凹陷区域的分割更准确,具有更好的分割效果.