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Novel 3D local feature descriptor of point clouds based on spatial voxel homogenization for feature matching

Visual Computing for Industry,Biomedicine,and Art 2023年第1期6卷 257-278页

作者： Jiong Yang Jian Zhang Zhengyang Cai Dongyang Fang School of Mechanical and Power Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhouHenan 450001China School of Management Hefei University of TechnologyHefeiAnhui 230009China

Obtaining a 3D feature description with high descriptiveness and robustness under complicated nuisances is a significant and challenging task in 3D feature *** paper proposes a novel feature description consisting of a stable local reference frame(LRF)and a feature descriptor based on local spatial ***,an improved LRF was designed by incorporating distance weights into Z-and X-axis ***,based on the LRF and voxel segmentation,a feature descriptor based on voxel homogenization was ***,uniform segmentation of cube voxels was performed,considering the eigenvalues of each voxel and its neighboring voxels,thereby enhancing the stability of the *** performance of the descriptor was strictly tested and evaluated on three public datasets,which exhibited high descriptiveness,robustness,and superior performance compared with other current ***,the descriptor was applied to a 3D registration trial,and the results demonstrated the reliability of our approach.

关键词： Local feature descriptor voxel Local reference frame Feature extraction

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Generation of Dose Volume Histograms Using voxel Structure and the Monte Carlo Method in Low Dose Rate Brachytherapy

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International Journal of Medical Physics, Clinical Engineering and Radiation Oncology 2016年第4期5卷 230-241页

作者： Artur F. Menezes Hidmer Laulate Juraci P. Reis Junior Lucia H. Bardella Alessandro Facure Ademir X. Silva Programa de Engenharia Nuclear/COPPE Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro Brasil Seç ã o de Fí sica Mé dica Instituto Nacional de c&acirc ncer Rio de Janeiro Brasil Comissã o Nacional de Energia Nuclear Rio de Janeiro Brasil

The Dose Volume Histograms are tools commonly used in medical physics, for the analysis of doses delivered to the tumors and organs at risk, during radiotherapy treatments. However, there are few studies in the literature showing in details the steps of its construction. This work presents the implementation and evaluation of a computational methodology, for the construction of Dose Volume histograms, generated from simulations using anthropomorphic and voxel phantoms, in conjunction with the Monte Carlo code MCNP. The methodology was evaluated considering brachytherapy planning of low dose rate, using 108 seeds of I-125 with individual activities of 0.33 mCi performed on the simulator in voxel recommended by ICRP 110. The dosimetric analysis after implantation showed that the prostate received doses ranging from 0 to 360 Gy. We found the values of 50, 145 and 160 Gy for the parameters D100, D90 and D80 and 28%, 90%, 92% and 95% for the parameters V200, V100, V90 and V80. The rectum and bladder received maximum doses equal to 41 and 60 Gy and found the values of 39 and 22 Gy and 58 and 42 Gy to the parameters D0.1cc and D2cc, respectively. The results after dosimetric implant proved satisfactory, which validate the methodology described above.

关键词： DVHs voxel ICRP 110 MCNPX

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A voxel-based fine-scale 3D landscape pattern analysis using laser scanner point clouds

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Global Geology 2021年第3期24卷 177-182页

作者： SUN Hongzhan WU Qiong College of Geo-Exploration Science and Technology Jilin UniversityChangchun 130026China

The landscape pattern metrics can quantitatively describe the characteristics of landscape pattern and are widely used in various fields of landscape *** to the lack of vertical information,2D landscape metrics cannot delineate the vertical characteristics of landscape *** on the point clouds,a high-resolution voxel model and several voxel-based 3D landscape metrics were constructed in this study and 3D metrics calculation results were compared with that of 2D *** results showed that certain quantifying difference exists between 2D and 3D landscape *** landscapes with different components and spatial configurations,significant difference was disclosed between 2D and 3D landscape metrics.3D metrics can better reflect the real spatial structure characteristics of the landscape than 2D metrics.

关键词： 3D landscape metrics 3D laser scanner voxel point clouds

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Estimation of Space Radiation Dose Using the voxel Model from MRI

Estimation of Space Radiation Dose Using the Voxel Model fro...

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The Second Asian and Oceanic Congress for Radiation Protection

作者： Jia Xianghong Xu Feng Huang Zengxin (Astronaut Research and Training Center of China Beijing 100094 )

The space radiation environment consists of geomagnetically trapped proton and electrons, galactic cosmic radiation, and at times, high-energy solar particles that can penetrate spacecraft and spacesuits to produce a significant radiation exposure to crewmembers. In order to determine the astronaut radiation exposure and related health risks, the voxel male model has been developed and is used in conjunction with Monte Carlo particle transport and dose codes –GEANT4. We obtain organ absorbed doses and effective doses to the model in isotropic proton fields with energies ranging from 10MeV to 500MeV.

关键词： voxel human model MRI dose proton Monte Carlo GEANT4

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CNMAN:An Adult Male voxel Phantom for Radiation Protection Constructed From Color Photographs of a Visible Anatomical Data Set

CNMAN:An Adult Male Voxel Phantom for Radiation Protection C...

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The Second Asian and Oceanic Congress for Radiation Protection

作者： Binquan ZHANG1 3 Jizeng MA1 2 Liye LIU1 Jianping CHENG3 1.China Institute for Radiation Protection P.O.120 Taiyuan 030006 China 2.China Institute of Atomic Energy P.O.275-24 Beijing 102413 China 3.Department of Engineering Physics Tsinghua University Beijing 100084 China

A voxel phantom of Chinese adult male called CNMAN for radiation protection was constructed from color photographs of a Visible Anatomical Data *** data set was obtained from a 35-y-old Chinese male cadaver by a medical university in *** man was 170cm high and weighed 65 kg,which had the same weight and height as the Asian Reference *** man was dead without any pathological *** transversal anatomical photographs for whole body were 3,072 pixels by 2048 *** data set used in this construction had a voxel size of 0.16 mm×0.16mm× 1 *** the photographs were semi-automatically segmented,the voxel phantom（CNMAN）was constructed consisting of 29 tissues or *** with the Monte Carlo transport code,preliminary results for radiation protection dosimetry were obtained based on this Chinese voxel phantom.

关键词： Chinese Visible Human voxel phantom Dosimetry Monte Carlo

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基于voxel的草图交互式三维概念设计系统研究与实现

基于Voxel的草图交互式三维概念设计系统研究与实现

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作者：顾娟西北工业大学

学位级别：硕士

论文依托于国家自然科学基金项目“产品的多感知因素设计过程研究”(No.50275112)和“十五”国家高技术发展计划项目“面向产品创新的计算机辅助概念设计技术的研究”(No.2002AA411110)。顺应数字化设计的发展趋势,改变传统CAD系统无法... 详细信息

论文依托于国家自然科学基金项目“产品的多感知因素设计过程研究”(No.50275112)和“十五”国家高技术发展计划项目“面向产品创新的计算机辅助概念设计技术的研究”(No.2002AA411110)。顺应数字化设计的发展趋势,改变传统CAD系统无法满足创意草图表现功能需求的状况,面向产品概念设计阶段,深入系统地研究了基于voxel的草图交互式三维概念设计并提出一套有效的实现算法。主要的研究内容如下: ***模型的理论研究在研究几何造型技术的基础上采用voxel模型的数据结构表示物体,提出模型的存储方式并比较分析了这种模型与其它几何模型的优缺点,表明该模型用于概念设计表示模型是可行的。 2.草图曲线交互式的概念设计研究在voxel建模表示的基础上,研究并提出了草图曲线的绘制、设计以及基于草图曲线的模型设计这三个交互层次的关键技术和核心算法。 3.概念设计三维模型方案的后期处理为了进行高质量的效果渲染和设计重用,研究并提出了从概念设计模型中提取三角面片的曲面重构算法和模型转换的算法。 4.原型系统Sketchvoxel的设计与实现设计开发了计算机辅助概念设计原型系统Sketchvoxel,并用于具体的实例设计,进行了应用验证。论文所提出的理论方法和原型系统面向产品概念设计,采用草图和voxel模型相结合的混合造型方式,提出了一种自顶向下的立体思维模式,可将设计人员从以往繁琐的设计解释和设计操作中解放出来,使之直接从三维的角度对设计作品进行直观方便的可视化操作,随心所欲地在设计理论的支持下利用传统的草图笔划创作出较为复杂的造型,减少了创新思维流断点和信息流断点。

关键词： voxel 草图曲线交互设计概念设计

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基于voxel的数字材料模型建模技术研究

基于Voxel的数字材料模型建模技术研究

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作者：熊青宝西北工业大学

学位级别：硕士

从70年代至今,产品设计建模技术经历了从线框模型、曲面模型和实体模型的几何建模技术到特征造型技术的发展,已将特征作为构成产品信息的结构单元,并可分为设计特征、制造特征、性能特征等,向着产品信息的全面数字化迈出了可喜的一步。... 详细信息

从70年代至今,产品设计建模技术经历了从线框模型、曲面模型和实体模型的几何建模技术到特征造型技术的发展,已将特征作为构成产品信息的结构单元,并可分为设计特征、制造特征、性能特征等,向着产品信息的全面数字化迈出了可喜的一步。但是迄今为止,计算机辅助设计与制造技术还没有突破传统CAD设计系统的局限,只能利用数字化方法来描述零件的表面信息,还难以描述零件的内部材料信息,仅限于均质材料零件的表述。本文分析了voxel模型的优点,提出了用voxel模型描述零件的三维形体结构并作为材料信息的载体,选取零件的点、线、面等为参考特征,以体素节点到参考特征的距离为参数进行材料分布设计的数字材料建模方法,实现了非均质材料零件的数字化描述。文中研究了voxel模型的压缩数据结构及其布尔运算、基于压缩模型的Marching Cubes优化算法、实体模型的分步体素化方法等多项内容;最后介绍了体视化的方法,结合VTK(Visualization Toolkit)编程实现了数字材料模型的三维可视化,并通过非均质材料零件建模实例验证了本文建模方法的可行性与正确性。

关键词： CAD voxel 体素化 Marching Cubes 数字材料模型体视化

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二尖瓣和瓣环的voxel模型三维重建超声显像及其在二尖瓣脱垂中的应用

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中国心血管杂志 1997年第3期2卷 148-151页

作者：卜丽萍沈学东戎卫海洪涛利姆布施月芳潘翠珍陈灏珠上海医科大学中山医院上海市心血管病研究所上海200032

本文旨在评价经食管体元模型动态三维重建超声显像在二尖瓣脱垂诊断中的价值.研究对象为22例门诊和住院心血管病患者,男12例,女10例,年龄27～56岁,平均40.6±9.3岁,其中三尖瓣正常者12例,经手术证实的二尖瓣脱垂患者10例.图像采集选用美... 详细信息

本文旨在评价经食管体元模型动态三维重建超声显像在二尖瓣脱垂诊断中的价值.研究对象为22例门诊和住院心血管病患者,男12例,女10例,年龄27～56岁,平均40.6±9.3岁,其中三尖瓣正常者12例,经手术证实的二尖瓣脱垂患者10例.图像采集选用美国HewlettPackard Sonos 2500多功能超声诊断仪和5MHz多平面经食管探头.动态三维超声重建采用德国Tomtec计算机工作站.12例二尖瓣正常者和10例二尖瓣脱垂者均能耐受经食管三维超声检查,获得满意的三维图像.用提取法对收缩期二尖瓣环进行三维重建,可得到一静态、立体的二尖瓣环形态.其前叶侧和后叶侧瓣环最高,左右交界侧瓣环最低,整个二尖瓣环呈一立体“马鞍”形,正常组和脱垂组二尖瓣环形态相似.10例二尖瓣脱垂者均能立体显示病变瓣膜的形态特征.从左房往左室方向观察,在心脏收缩期,脱垂部位象“伞面”状飘向在心房,并可精确显示二尖瓣脱垂累及前叶、后叶、前后叶均累及的情况,以及脱垂的具体部位.此外,三维重建后还能直接测量瓣叶脱垂的横径和纵径,明确脱垂大小.结果与术中所见相似.经食管体元模型动态三维重建超声显像能够正确诊断二尖瓣脱垂,且无假阳性和假阴性,具有临床推广意义.

关键词：二尖瓣瓣环 voxel 动物模型三维重建超声显像二尖瓣脱垂诊断

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Displaying of Details in Subvoxel Accuracy

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Journal of Computer Science & Technology 1996年第5期11卷 480-488页

作者：蔡文立陈天洲石教英 StateKeyLabofCAD＆CG ZhejiangUniversityHangzhou310027

Under the volume segmentation in voxel space, a lot of details, some fine and thin objects, are ignored. In order to accurately display these details, this paper has developed a methodology for volume segmentation in subvoxel space. In the subvoxel space, most of the 'bridges' between adjacent layers are broken *** on the subvoxel space, an automatic segmentation algorithm reserving details is discussed. After segmentation, volume data in subvoxel space are reduced to original voxel space. Thus, the details with width of only one or several voxels are extracted and displayed.

关键词： Volume rendering volume segmentation voxel subvoxel

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Spatial and temporal intercomparison of four global burned area products

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International Journal of Digital Earth 2019年第4期12卷 460-484页

作者： Michael L.Humber Luigi Boschetti Louis Giglio Christopher O.Justice Department of Geographical Sciences University of MarylandCollege ParkMDUSA Department of Natural Resources and Society University of IdahoMoscowIDUSA

We characterize the agreement and disagreement of four publically available burned products(Fire CCI,Copernicus Burnt Area,MODIS MCD45A1,and MODIS MCD64A1)at a finer spatial and temporal scale than previous assessments using a grid of three-dimensional cells defined both in space and in *** analysis,conducted using seven years of data(2005–2011),shows that estimates of burned area vary greatly between products in terms of total area burned,the location of burning,and the timing of the *** use regional and monthly units for analysis to provide insight into the variation between products that can be lost when considering products yearly and/or *** with independent,contemporaneous MODIS active fire observations provides one indication of which products most reasonably capture the burning *** results have implications for the use of global burned area products in fire ecology,management and emissions applications.

关键词： Global burned area product intercomparison burning patterns voxel

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