基于椭圆拟合和Hausdorff距离的图像匹配算法

图像匹配是逆向工程CAD建模领域的重要内容之一。针对CT图像包含多分叉轮廓的匹配问题,利用椭圆拟合来定量表达平面轮廓散乱点的整体形位信息,建立初步的轮廓森林;提出采用快速Hausdroff距离法来处理分枝问题从而形成完整的轮廓森林。实验结果表明,该算法对具有分叉现象的图像匹配具有良好的准确度和实时处理能力,对于岩芯CT、工业CT、医学CT等图像的三维重构都能有较好的适用性。     

CT图像的三维重建

本文利用6例自愿者、2例上颌窦癌患者颌面部薄层 CT 扫描资料应用计算机技术进行立体三维图象重建。重建采用体元法和表面成形法。讨论了颌面部 CT 图像三维重建方式和临床应用价值。     

欢迎订阅《中国体视学与图像分析》

正《中国体视学与图像分析》是经国家出版署批准,中国科学技术协会主管、国家一级学会——中国体视学学会主办,全面反映中国体视学理论和图像应用技术研究的学术性和技术性综合刊物。主要报道国内外有关三维结构与图像的定量分析和表征的最新理论与方法,内容涉及体视学、图像分析、三维视觉、三维建模、三维成像与可视化、相关图像的获取(如各种显微镜、CT、物种摄影技术)和处理技术,相关数学原理的研究(如几何概率、分形理论、数学形态学),计算机仿真与信号处理,三维图像技术和定量显微镜技术及其在各专业领域(如生物学、     

医学图像三维表面模型重建

三维表面模型重建是医学图像处理的重要内容,是将CT和MRI等医疗影像设备获得的二维图像重建成三维立体表面显示图像的过程.本文重点研究了其重建算法的具体实现:(1)在建模上采用了基于体素的三维物体体积重建;(2)在显示上提出了基于Ray-Casting的三维物体二维直接显示技术.所以,和传统采用三角面拟合的方法相比,具有图像重建过程无需生成中间数据、无需进行3D物体的边界检测等优点,同时该算法并行性好,易于采用硬件方法实现加速.因此,本研究为医学图像三维表面模型重建应用软件的开发打下了理论基础.     

基于图像压缩的震损结构三维模型快速重建方法

针对基于数字图像的大尺度三维结构模型建模时间过长的问题,提出了利用图像压缩算法对震损结构三维模型快速重建的方法.首先,拍摄得到结构的原始图像;其次,利用主成分分析算法压缩图像;最后,基于处理后的图像对结构三维模型进行重建.为验证提出方法的有效性,对一个混凝土试块,受损的剪力墙试验模型和实际单体建筑进行图像采集,利用论文...     

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《中国体视学与图像分析》是经国家出版署批准,中国科学技术协会主管、国家一级学会--中国体视学学会主办,全面反映中国体视学理论和图像应用技术研究的学术性和技术性综合刊物。主要报道国内外有关三维结构与图像的定量分析和表征的最新理论与方法,内容涉及体视学、图像分析、三维视觉、三维建模、三维成像与可视化、相关图像的获取（如各种显微镜、CT、物种摄影技术）和处理技术,相关数学原理的研究（如几何概率、分形理论、数学形态学）,计算机仿真与信号处理,三维图像技术和定量显微镜技术及其在各专业领域（如生物学、医学、材料科学、地学、矿物学、农学、遥感、计算机、航空等）中的应用。面向广大从事图像技术及体视学研究的高中级科技工作者和高校师生。     

大地电磁法三维快速松弛反演

实现大地电磁法快速三维反演的关键在于找到快速计算灵敏度矩阵的方案. 本文在对大地电磁三维张量阻抗表达式进行深入分析的基础上，获得了三维快速松弛反演算法的灵敏度函数表达式，解决了三维快速松弛反演的核心问题；为了减小反演解的多解性，针对三维问题定义了最小构造函数，实现了求最小构造的三维快速松弛反演算法. 对二维棱柱体、三维棱柱体理论模型的大地电磁合成数据进行了反演试算，反演结果与理论模型相吻合. 对日本Kayabe地区实测资料进行了XY模式反演，反演得到的地电模型较好地反映了地热资源的分布. 反演试算结果表明大地电磁三维快速松弛反演具有计算速度快、结果稳定可靠等特点；使三维快速松弛反演在普通微机上得以实现.     

图像三维重建法在震损建筑实体建模中的应用研究

震损建筑的震害研究对于建筑的震后安全评估具有重要作用,然而目前仅基于二维震害图像的方法,难以满足对建筑整体震损状况认识的需求。提出了应用图像三维重建法对震损建筑进行实体建模,实现震损建筑的三维模型重建。首先围绕建筑拍摄一系列图像,然后依次应用由运动恢复结构方法进行稀疏重建、多视图立体视觉方法进行密集重建,经尺度变换后,再用泊松表面重建方法进行表面重建,最后通过纹理映射方法重建出真实感强的三维模型。试验分析表明,方法对建筑的重建误差仅为1.5%,能够较好地满足整体震害研究的需要。     

三维Radon变换的一种快速解析方法

3D Radon变换及其反变换是X-CT三维图像重建理论的核心,它在其他许多学科领域也有广泛应用。3D Radon变换的表达式是一个三重积分,按照定义直接计算相当费时。为此,研究一种新的快速的方法实现3D Radon变换,对X-CT图像重建理论及相关领域的发展有重要意义。本文以算法仿真常用椭球模型为基础,通过求解椭球模型与空间任意平面的面积,实现了用解析的方法快速得到模型的Radon变换,进一步比较了它与传统方法的优缺点,最后根据Radon反变换重建出原物体模型;计算机仿真结果验证了这种方法的正确。     

基于FDK算法的三维CT系统性能评估理论方法研究

随着医学应用和工业应用对X射线剂量、三维物体的成像速度的要求越来越严格,三维CT成像已经成为必然趋势,因此有必要对三维CT系统性能进行研究。本文首先建立三维CT图像噪声的理论估计方法,接着提出了基于FDK算法的三维CT系统性能评估的4种解析计算方法,使用高斯差模型作为通道函数。通过实验我们验证了本文提出的三维CT系统性...     

基于CTA影像数据全主动脉教学模型3D打印制备研究

目的:通过全主动脉CTA影像学数据实现教学模型的3D打印。方法:本课题拟利用高端CT扫描装置进行数据采集,优化扫描条件,从而生成符合3D打印要求的影像,并将数据进行图像处理与数据转化。结果:将3D影像进行图像处理与数据转化后利用3D打印机进行全主动脉教学模型制备。结论:全主动脉教学模型的3D打印制备可以完善教学模型质量与数量,从而提高教学效果。      

原位岩土CT及其关键技术探讨

当前应用工业X射线CT技术观测岩土内部微观结构和力学特性成为研究工程地质的热点课题。然而,现有CT技术的“笨、大、重、险、贵”限制了现场应用能力,且常规岩土工程勘察方法存在丢失或破坏原有地质信息的问题。本文提出原位CT技术的概念,并指出其在岩土工程勘察领域应用中的关键技术。基于超小型冷阴极脉冲式X射线管及成像设备搭建随钻原位CT实验平台,实验结果表明该方法能够实现原位岩心数字采样与CT快速重构。在此基础上明确后续研究重点和关键技术,主要包括2D/3D CT快速重构新理论和新方法,解析CT重构图像与岩土颗粒特性之间的关系以及局部精细结构重建算法,构建精确的原位岩心3D微观结构模型;结合3D打印技术制备原位置岩土准样本,研究等效准样本的力学特性;建立时-空四维岩土工程勘察数据库,引入人工智能算法形成具有学习和预测的反馈评价体系,对丰富当前岩土工程勘察方法和完善原位CT技术具有重要的科学意义。      

螺旋CT三维重建在脑血管疾病诊断中的应用

目的评价螺旋CT三维重建在脑血管疾病诊断中的作用.方法对51例临床脑血管病患者行脑增强CT扫描后三维重建图像进行分析,所有检查采用GE Hispeed NX/I所排CT扫描机,将图像传输至工作站进行三维重建; 图像经2位以上放射科诊断医师阅片分析.结果51例临床脑血管病患者中:脑血管正常14例;单纯变异7例;其他脑血管均有不同程度变窄(30例),其中混合型变窄12例(两支以上含两支脑血管变窄),脑血管变异合并脑血管变窄5例,脑血管单支变窄13例.结论螺旋CT脑增强扫描三维重建是诊断脑血管病变的比较理想且有效的检查方法.     

三维CT成像的数学模型

三维CT成像广泛应用于放疗模拟定位等临床实践。当扫描运动物体时三维图像存在的位移和形变,与扫描参数设置和被扫描物体的运动状态等关系密切。本文通过理论分析CT扫描过程,建立三维成像的数学模型,计算三维图像的时间分辨率、位移和形变等指标,并分析其变化规律,为将来进一步的实验研究奠定基础。     

煤岩CT图像二值化阀值选取及三维重构技术研究

运用工业cT实验系统（简称为DT-3）对煤样完成单轴加载实验,并对煤样进行一系列断层扫描,获取到不同截面处的破坏cT图像。基于图像分割技术,对图像的灰度级别设定不同的二值化阀值,得出不同阀值下的孔隙面积变化曲线图;并提出以拐点处对应的阀值作为裂隙图像二值化阀值时效果最佳。由上述研究结果结合灰度线性加权平均插值方法,编程实现了煤岩CT图像的三维重构,为后续研究煤岩裂隙三维表征提供了科学依据。     

X射线三维CT技术在元器件失效分析中的应用

通过比较X射线DR,普通断层CT技术,扫描声学显微镜的功能特点,分析了X射线三维CT技术的优势。通过对焊接空洞、微动开关失效案例以及不同封装形式器件的分析,研究了X射线三维CT技术在电子元器件失效分析领域的应用。同时根据X射线三维CT成像的特点,分析了该技术发展的前景。     

结合迭代重建算法的低剂量CT在颈部的应用研究

目的:探讨结合迭代重建算法的低剂量CT在颈部应用价值。方法:172例疑头颈部病变患者行CT检查,随机分为常规剂量组（86例,管电流125 mAs）和低剂量组（86例,40~110 mAs）,分别采用滤波反投影和三维自适应迭代剂量降低（AIDR3D）重建。在下颌角及上纵隔水平分别测量不同组织的CT均值及标准差,由两位CT影像医师采用4分法标准对图像盲法评分;比较图像质量差异和不同扫描方式下患者的辐射剂量。结果:下颌角水平,低剂量组颈内静脉噪声高于常规剂量组（P<0.05）,两组间胸锁乳突肌噪声、信噪比、对比噪声比及背景噪声无明显差异（P>0.05）;上纵隔水平,低剂量组上腔静脉、胸大肌及胸壁皮下脂肪噪声低于常规剂量组（P<0.05）,信噪比更高（P<0.05）,对比噪声比相仿（P>0.05）。常规剂量和低剂量组图像质量的评分一致性均良好,下颌角水平低剂量组图像质量评分与常规剂量组图像无明显差异（P>0.05）;上纵隔水平低剂量组图像评分优于常规剂量组（P<0.05）;与常规剂量组相比,低剂量组有效辐射剂量显著降低（P<0.05）,剂量指数减低63.34%,有效辐射剂量减低63.16%。结论:结合三维自适应迭代剂量降低重建的低剂量CT技术可以用于颈部CT扫描,可以减少辐射剂量并提供优质的图像。      

锥束扫描三维CT及其工程应用

目的介绍了作者基于非晶硅面阵探测器开展的3D-CT(Three dimensional Computed Tomography)及基于ICT(Industrial Computed Tomography)的逆向工程技术(RE-Reverse Engineering)研究.方法与资料利用具有高分辨率、高灵敏度、高动态范围的非晶硅面阵探测器,开展锥束扫描3D-CT研究,采用Feldkamp型三维重建算法,即利用锥束射线回转扫描得到的二维数字投影序列重建被扫描区域的断层图像.在小锥角情况下,重建质量可以与二维CT相媲美;对三维重建得到的CT图像进行相应的图像、图形处理,获取实物内外表面轮廓数据,并将其输入CAD设计平台,逆求出实物原型的CAD模型.结论 320KV和9MeV高、低能射线下的重建指标:空间分辨率为2.0~3.0Lp/mm;密度分辨率为0.3%;基于3D-CT的RE技术对于各种复杂结构的快速原型制造、技术破译、改型设计提供了有力的手段,有着十分重要的应用价值和广泛需求前景.     

基于深度学习的计算机辅助诊断系统在肋骨骨折诊断中的应用

目的:探讨基于深度学习(DL)的计算机辅助诊断(CAD)系统在肋骨骨折诊断中的应用价值。方法:回顾性分析232例胸部外伤患者CT图像并采用3种方式阅片。CAD系统阅片:应用CAD系统行肋骨骨折检测并记录结果;医师阅片:两名具有6年肋骨骨折CT诊断经验放射科主治医师独立阅片并以两人一致意见作为诊断结果;CAD系统辅助医师阅片:CAD系统辅助两名医师采用共同阅片模式阅片。金标准:两名具有15年以上肋骨骨折CT诊断经验的放射科高年资医师对患者初诊及复诊CT独立阅片,结果不一致时以两人协商一致的意见作为肋骨骨折诊断金标准。计算并比较3种阅片方式的敏感度、假阳性率及阅片时间。结果:232例患者共发现712处肋骨骨折。CAD系统阅片敏感度为81.2%,CAD系统阅片敏感度低于医师,医师阅片敏感度低于CAD系统辅助医师阅片。CAD系统阅片假阳性率为0.48±0.13,在3种方式中最高,医师阅片与CAD系统辅助医师阅片假阳性率差异无统计学意义。CAD系统阅片时间为(2.45±0.92)s,在3种方式中耗时最少,CAD系统辅助医师阅片时间少于医师阅片且阅片时间减少34.2%。结论:进一步提高敏感度并降低...     

基于ICT断层扫描图像的逆向工程软件平台

本文介绍了一种基于ICT断层扫描图像的逆向工程软件平台.该软件运用图像图形处理中的边缘检测、阈值分割、边界细化、矢量化及格式转换等算法与技术,实现了工件由三维断层ICT数据到CAD图纸再编辑的功能.软件操作流程简便清晰,易于使用.