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基于自由臂三维超声成像的脊椎二维轮廓线表面重建

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基于自由臂三维超声成像的脊椎二维轮廓线表面重建

作者：王江云南大学

学位级别：硕士

随着医学影像技术的发展,医学图像在医学诊断中发挥着越来越重要的作用,二维超声图像由于其无辐射、灵活性和低成本性在医学诊断中有着成熟而广泛的应用。但是,二维超声图像只呈现器官的断面信息,医生需要根据多幅图像凭经验估计出器官... 详细信息

随着医学影像技术的发展,医学图像在医学诊断中发挥着越来越重要的作用,二维超声图像由于其无辐射、灵活性和低成本性在医学诊断中有着成熟而广泛的应用。但是,二维超声图像只呈现器官的断面信息,医生需要根据多幅图像凭经验估计出器官的三维特征,诊断结果不够准确,如果将人体器官直接以三维图像的形式直观地显示出来,必然有助于医生进行全面而准确的分析。在三维超声成像技术的研究中,自由臂三维超声成像技术只需在传统的二维超声探头上加装位置传感器获取二维图像的位置信息即可实现三维重建,成本低且方便灵活,因此,自由臂三维超声成像技术成为三维超声重建研究的主要方向。自由臂三维超声系统中,超声探头的标定是至关重要的一步,标定结果直接影响超声图像重建的准确性,本文采用面模体的方法对探头进行了标定,在标定过程中,二维超声图像与位置信息的匹配是影响标定结果的关键步骤,为了提高标定精度及减少标定耗时,本文提出了一中简单快速的时间匹配方法—连续帧控制法,该方法有效降低了一般时间匹配方法的复杂度,对于提高整个系统的实时性有显著作用。医学图像的三维重建方法主要有表面重建和体积重建,在脊椎的三维超声重建中,由于超声图像的特性,由体积重建的结果并不令人满意。因此,本文提出了一种基于二维轮廓线的表面重建方法对脊椎进行三维重建,用超声扫描采集了脊椎模型和人体脊椎的超声图像,然后描绘脊椎的轮廓线,最后对脊椎表面轮廓进行三维重建。本文先对单一的椎骨模型进行了表面重建,重建结果很好的反映了椎骨的实际表面,后分别对多块椎骨组成的脊椎模型和六组真实人体脊椎做了重建实验,实验结果表明,脊椎模型的重建结果优于真实人体脊椎的重建结果,但总的来说,基于二维轮廓线的脊椎重建结果一定程度上能反应脊椎的表面轮廓,能对青少年脊椎侧凸的诊断提供帮助。

关键词：超声图像三维超声重建脊椎二维轮廓线

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基于二维轮廓线及三维采样点的元球造型技术

基于二维轮廓线及三维采样点的元球造型技术

作者：孙雷浙江大学

学位级别：硕士

本文将物体中轴线的几何特性和元球造型技术结合起来,提出了一种根据物体的二维轮廓线或者三维采样点进行快速三维物体造型的技术。传统基于二维轮廓线的造型技术,大都使用了与现实世界相去甚远的概念,这对于普通用户在理解和使用上都... 详细信息

本文将物体中轴线的几何特性和元球造型技术结合起来,提出了一种根据物体的二维轮廓线或者三维采样点进行快速三维物体造型的技术。传统基于二维轮廓线的造型技术,大都使用了与现实世界相去甚远的概念,这对于普通用户在理解和使用上都存在着一定难度。本文提出的基于二维轮廓线和元球造型技术,巧妙的利用了中轴线的几何特性,使得整个造型过程变的直观、易懂。同时,该方法可以降低传统元球造型技术中参数确定的难度,达到快速造型的目的。我们首先通过交互获取物体二维轮廓线,然后抽取二维形状的近似中轴线。在此基础上,我们通过设计的算法可以得到逼近二维轮廓线的原始体集(圆,椭圆)。最后设置所得二维原始体的第三维的信息,和元球系统中的其他形状参数,并且对参数进行优化后,我们可以得到最终的三维物体。本文分别给出了基于中轴线和轮廓线数据点获取有效圆和有效椭圆原始体几何的详细算法,并且进行了比较。还比较分析了分别采用圆、椭圆、超椭圆为原始体进行造型的优缺点。对于基于三维采样点的建模,我们使用了PowerCrust的结果,即三维采样点的球体集逼近。我们将获取的每个球体看成一个元球,并且使用Metaball模型生成逼近三维采样点的一张隐式曲面。为了更好的逼近给定的三维采样点,我们对每个元球的参数进行了优化。本文提出的方法可以用于物体的三维快速造型、儿童卡通形状造型和动画特技中。

关键词：元球椭圆中轴线三维建模二维轮廓线三维采样点隐式曲面

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由二维轮廓线重构双峰值三维形体

青岛科技大学学报（自然科学版） 2003年第5期24卷 460-462页

作者：孙劲飞青岛科技大学信息与控制工程学院山东青岛266042

提出了一种多轮廓线重构问题的新算法 ,较为完善地解决了多轮廓线重构三维形体的问题。

关键词：二维轮廓线双峰值三维形体重构三角剖分数据可视化算法计算机视觉

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使用二维轮廓线的扩展元球造型技术

软件学报 2011年第12期22卷 2981-2993页

作者：刘圣军金小刚林俊聪冯结青中南大学数学科学与计算技术学院湖南长沙410083 浙江大学CAD&CG国家重点实验室浙江杭州310058

提出了一种基于二维轮廓线与超二次曲面型元球模型的造型方法,以实现简单、快速三维模型原型构造.给定一条二维轮廓线,首先使用圆或椭圆去逼近它.然后对每一个圆或椭圆设置第三个维度的参数,能够获得相应的超椭球体型元球.最后混合所有... 详细信息

提出了一种基于二维轮廓线与超二次曲面型元球模型的造型方法,以实现简单、快速三维模型原型构造.给定一条二维轮廓线,首先使用圆或椭圆去逼近它.然后对每一个圆或椭圆设置第三个维度的参数,能够获得相应的超椭球体型元球.最后混合所有元球的场,并对所有元球的形状参数进行优化,得到一个解析的元球隐式曲面.通过调整元球的位置或形状参数构造出的曲面能够方便地实现形状的修改.模型的不同组成部分可以在不同的投影平面上勾画轮廓线相似地进行设计.该造型方法支持简单的建模操作,如布尔加、减或准扫成体生成,以生成各种复杂形状的模型.此方法能够广泛地应用在计算机图形学或计算机辅助设计领域中的概念设计阶段的原型设计工作中.

关键词：二维轮廓线隐式曲面元球建模形状逼近

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球头铣刀加工倾角对表面形貌的影响

计算机集成制造系统 2013年第10期19卷 2438-2444页

作者：赵厚伟张松王高琦赵斌山东大学机械工程学院高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061

铣削过程中,刀具轴线与工件表面法线之间的夹角(加工倾角)是影响表面形貌的主要因素之一。通过建立刀具轨迹方程,借助MATLAB软件,建立了球头铣刀加工表面形貌预测模型,分析了加工倾角对三维表面形貌、残留高度和二维轮廓线的影响。利用... 详细信息

铣削过程中,刀具轴线与工件表面法线之间的夹角(加工倾角)是影响表面形貌的主要因素之一。通过建立刀具轨迹方程,借助MATLAB软件,建立了球头铣刀加工表面形貌预测模型,分析了加工倾角对三维表面形貌、残留高度和二维轮廓线的影响。利用不同倾角下的球头立铣刀铣削实验,验证了预测模型的准确性。研究结果表明,合理的加工倾角对于获得理想的表面形貌至关重要。

关键词：球头铣刀加工倾角表面形貌残留高度二维轮廓线铣削加工

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交互式轮廓线骨架的提取

计算机工程与设计 2009年第23期30卷 5510-5512,5537页

作者：刘杰韩丽辽宁师范大学计算机与信息技术学院辽宁大连116081

为精确抽取自由绘制的二维轮廓线骨架,提出了一种新的自适应骨架提取方法。将用户绘制的轮廓线,采用离散曲率约束,自适应调整步长,提取样点,进行最小二乘法实现样条曲线拟合,有效地突出了曲线形状特征;依据曲线模型的特征点,改进约束化... 详细信息

为精确抽取自由绘制的二维轮廓线骨架,提出了一种新的自适应骨架提取方法。将用户绘制的轮廓线,采用离散曲率约束,自适应调整步长,提取样点,进行最小二乘法实现样条曲线拟合,有效地突出了曲线形状特征;依据曲线模型的特征点,改进约束化三角剖分方法,高效地重建三角网格的拓扑结构;基于Voronoi图优化提取轮廓线骨架。实验结果表明了该算法的高效性和鲁棒性。

关键词：二维轮廓线曲率 B样条三角剖分 Voronoi图骨架

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超声图像的三维重建与显示技术的研究

超声图像的三维重建与显示技术的研究

作者：徐园东南大学

学位级别：硕士

医学超声图像的三维重建技术在现代医学临床诊断中起着十分重要的作用。将传统的二维断层图像用三维超声重建系统进行处理,能在计算机屏幕上形象逼真地显示人体器官和组织的立体视图。通过人机交互,可以对重构出的图像进行诸如旋转、缩... 详细信息

医学超声图像的三维重建技术在现代医学临床诊断中起着十分重要的作用。将传统的二维断层图像用三维超声重建系统进行处理,能在计算机屏幕上形象逼真地显示人体器官和组织的立体视图。通过人机交互,可以对重构出的图像进行诸如旋转、缩放等操作,使医生能够更充分地了解病灶的性质及其与周围组织的三维结构关系,从而更方便直观地做出临床诊断。本文首先阐述三维超声成像技术的国内外发展现状及其主要研究领域,并概述了医学图像三维重建所涉及的基本技术和算法,在总结前人工作并分析了实际应用要求的基础上,提出了实现人体肝脏血管医学超声图像三维重建与显示的方法和算法。在超声图像数据处理方面,本文探讨了适合于B超图像的预处理和分割算法。针对B超图像灰度暗、对比度低、斑纹噪声严重等问题,讨论了图像增强和噪声抑制的方法。基于最大类间方差法(Otsu法)提出了一种三维分割算法,该方法适于B超序列图像的区域分割,并取得了良好的分割结果。在三维重构和显示方面,本文探讨了由一组二维轮廓线重构三维形体的方法,即首先从序列图像中提取出物体的边缘轮廓,再通过单轮廓线、多轮廓线之间的重构思想实现三维重建。针对以往算法中存在的问题,本文采用了一种新的轮廓匹配方法,并给出了实验结果。最后采用OpenGL技术实现了重建物体的真实感显示。论文还讨论了三维重建系统的结构,对系统功能进行了模块划分,分析了系统的程序流程。最后,对研究工作进行了总结并对以后的改进工作提出了建议。

关键词：超声图像图像分割二维轮廓线轮廓匹配表面重构真实感显示

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改进的ASM面部特征点定位算法

中国电子商务 2013年第21期 274-274,277页

作者：刘姗姗四川师范大学招生就业处四川成都610068

为了提高主动形状模型（ASM）算法的性能，提出了从ASM模型的初始位置、人脸特征点局部搜索两方面改进的叠加ASM模型及局部特征点搜索的二维轮廓线算法。实验结果表明，该算法比传统的ASM对人脸面部特征点定位有更高的精确度。

关键词：人脸特征点定位主动形状模型二维轮廓线