基于光纤光栅传感阵列及双目视觉的内窥镜三维显形系统的研究

内窥镜柔性杆在体内的形状显示是一种新型的技术,在这种技术的帮助下,当病人的结肠处于一种不正确的位置上或者说在进境的过程中内窥镜柔性杆的形状形成了扭曲,而形状扭曲会导致内窥镜检查的不安全性,如果预先知道这种状况的发生,就能给诊断带来安全性。本文主要研究了一种基于光纤光栅传感阵列的内窥镜柔性杆的形状及双目视觉的内窥镜镜手柄部分的姿态检测方法,这两种方法的集成构成了整个内窥镜的显形系统。详细的分析包括基于光纤光栅传感器信息的检测原理以及空间曲线重建算法,内窥镜手柄部分相对于世界坐标系的位姿估计。实验结果证明了提出方法的有效性。比较以前的研究,形状重建的精度已经提高到了4.5mm。通过加入内窥镜手柄的位姿检测,整个三维形状显示子系统变得更加有效和更实用化。     

基于纹理映射的医学图像三维重建

提出了一种基于纹理映射的体绘制算法,提高了图像的重建效率,增强了图像的重建效果。算法实现了对二维医学图像序列的三维重建,在目前通用的个人计算机上可以以近似实时的速度重建出高质量的三维图像。针对算法中存在的问题提出了两种不同的改进方法,取得了较好的效果。结合纹理生成的过程和纹理重采样的过程,对重建后的三维图像实现了交互切割的算法。     

一种新的内插算法的研究

有效的插值算法是现代医学三维成像中的一个焦点。针对ＣＴ断层图像的特点，文中提出了一种新的分区域位置映射插值算法，阐明了算法的基本思路及实施步骤，最后给出实验结果。     

基于无人机影像构建三维地形方法研究

高分辨率无人机影像相对于卫星影像能提供更多的形状、纹理以及地表信息,在地形的三维重建方面有着独特的优势。中国西部很多区域位于高原地带,地形多以中、高山地为主,采用常规测绘方法获取三维地形难度较大。如何采用新技术提高地形数据的获取效率,成为三维地形建模的主要问题。本文提出了一种通过自动匹配生成离散点工构建TIN及优化的方法,辅以少量人机交互修改,最终生成DEM,完成三维建模。研究结果表明本文方法能够提高工作效率,构建的三维地形与真实地形差异较小,结果令人满意。     

基于现场及物证图像分析处理软件的文物古迹扩展应用

本文介绍基于三维重建技术的现场及物证图像分析处理软件在丈物古迹保护方面的拓展应用。文物古建的保护应用了三维技术以后，也会产生很好的效果，不仅可以精确地记录古建的各种数据，同时也可以对数据进行加工和包装来建立三维虚拟古建。     

关于光线投射算法的OpenGL高效实现

采用光线投射算法对二维(2D)图片实现三维(3D)重建,用3线性插值算法计算每个采样点的颜色值和不透明度,提高三维重建图像后的精度。该算法实现主要借助于OpenGL函数库及其三维观察矩阵,以其精确计算规则三维数据场在观察方向上的二维投影区域,减少了光线投射算法中投射光线数量。根据Phone光照模型为数据场预先计算和保存明暗表,并通过优化常规现实代码,有效地提高了光线投射体绘制算法的效率。该算法既保证了精度,又提高了显示的速度。     

三维影像重建模型在外科微创手术教学中的应用

目的：分析和评价三维影像重建模型在外科微创手术教学中的应用效果。方法：基于CT/MRI影像学扫描数据,采用InSpace和3D的图像后处理软件进行处理,设计出符合临床及教学要求的三维动态模型。将微创手术的过程在手术室直播或以录像形式进行播放,同时与预先建立的三维模型进行同步展示、讲解。利用理论、实践测试和问卷调查的形式对教学效果和满意度进行评估。结果：绝大部分学生能够通过三维模型与手术过程同步讲解较好地掌握解剖和临床知识;学生认为该种教学方式能够很好地帮助理解外科手术的相关知识,提高学习的积极性和主动性。结论：三维影像重建模型可以帮助学生积极、主动地理解和认识外科手术的解剖和具体的手术过程,促进教学质量的提高。     

分组卷积编码的单视图三维重建算法研究

为了进一步提升单视图图像三维重建的精度,通过对当前的先进算法进行研究,提出了一种改进的单视图三维重建网络。该网络的编码器通过改进特征提取网络,获取更加丰富完整、深层次的二维特征。在精炼器的网络架构中引入注意力机制,进一步细化三维特征,使其生成更加精细的三维体素模型。另外在网络中添加阈值调整模块,来弥补不同种类图像之间的差异,以达到更好的重建效果。实验结果表明,该网络在公共数据集ShapeNet上三维重建的整体IoU值达到0.675,在单图像重建方面取得了更好的效果。     

三维物体重建的建模及纹理处理方法研究

近年来，随着信息技术、数字技术和网络技术的发展，数字城市、虚拟城市等被相继提出并得到迅速发展，在城市模型的创建中三维建筑物的重建受到最多重视，三维物体重建的目的在于获取三维空间信息，建立物体的三维模型。本文介绍了二次开发的AutoCAD的建模方法及过程，并研究了应用Photoshop进行建筑物侧面纹理图像处理的具体做法，从而在JX－3D系统中实现建筑物的三维重建。     

勿需图像矫正的高精度窄基线三维重建算法

精确可信三维重建受图像配准与矫正误差严重影响,为此,提出一种勿需矫正的高精度窄基线三维重建算法。先结合相位相关与曲线拟合原理获得高精度亚象元视差:对两幅图像傅里叶变换的归一化交叉能量谱进行傅里叶逆变换得到一峰值明显的矩阵,用高斯函数对峰值附近数据进行曲线拟合计算配准关系;再将视差累加并进行单位化寻找基线在成像面上的投影(主方向);最后把视差在主方向投影,根据像点深度与该投影成正比例,进行场景三维欧氏重建。无矫正误差与高高精度视差计算使重建结果精确可信,对多类场景进行实验,证明该方法有优良的效果。