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中药材三维组织结构的表面重建技术

迄今,中药材的组织结构的研究还局限于二维形式,难以对其形态、结构作出准确、完整的描述[1],影响了对其形态结构与生理功能的关系以及相邻显微结构之间的空间位置关系的进一步研究。针对这一现状,本文提出了多目标的三维表面重建技术,实现了中药材的多种显微结构在同一场景中的结构重建和显示,从而获得对重建对象的各种组织的立体结构及其相互关系的直观、形象的认识,为中药学这一研究领域提供一种新的研究方法。1 重建技术的描述及实现1.1 硬件配置系统的硬件配置如图1所示。中药材的连续截面图象由Genius扫描仪进行数字化并输入计算机;PC586微计算机进行预处理并把图象数据传输给SGI工作站;重建物体的三维显示基于SGI三维图形工作站实现。1.2 软件实现为了从中药材的截面图象序列重建其三维组织结构,必须进行数据预处理、多目标识别、表面逼近、三维显示4个步骤。笔者将重建软件分为4个模块,如图2所示。扫描仪———PC586———SGI工作站图1 硬...  (本文共3页) 阅读全文>>

《长沙铁道学院学报》2000年02期
长沙铁道学院学报

基于形变模型和有限元的3D表面重建

3D表面重建是计算机视觉领域中的一个重要课题,其在物体跟踪、物体识别和可视化等方面有广泛的应用.然而,从物体图像自动导出其3D表面也是计算机视觉中最困难的问题之一.在早期的计算机视觉中,表面重建主要利用样条函数模型、广义圆柱面、变形超曲面和基元,但是这些模型都是纯几何的.目前,将物理原理引入物体表面重建是计算机视觉中的一个热点,基于形变模型的3D表面重建就是其中的一类,在这方面Terzopouls[1,2],Pentland[4]和其它学者做了大量工作.形变模型是由弹性物质组成如粘土、薄膜等等,它们可以弯曲、扭曲、压缩、拉伸成任意三维形状,表面重建的过程就是形变模型在模拟外力的作用下朝着物体轮廓(从图像数据抽取出来的)变形的过程,当模型达到平衡时,该模型即为需要重建的3D物体表面的形状.这种表面重建的动态过程可以通过物理规律如哈密顿原理、拉格朗日方程、变分原理导出.基于形变模型的3D表面重建方法与传统的基于纯几何模型的方法比较,...  (本文共5页) 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)

基于RGB-D视频序列的大尺度场景三维语义表面重建技术研究

场景的三维语义表面重建是通过相机拍摄的视频图像序列来重建场景的三维语义表面信息,其在增强现实、无人驾驶以及室内机器人等领域具有较高的研究价值。随着深度学习的不断发展,将基于深度学习的语义分割应用到场景语义表面重建领域也逐渐成为可能。本文设计了基于RGB-D相机的三维语义表面重建系统,重点开展了相机位姿的实时跟踪和优化、单帧RGB-D图像的语义分割以及场景的三维语义表面重建技术三个方面的研究。主要的创新点和贡献如下:为了保证特征点在图像中均匀分布,本文研究了自适应的ORB特征点提取算法,保证了前后帧图像的重叠区域有足够的特征点来估计相机的位姿。本文设计了有效的关键帧策略,该策略既保证了相机位姿跟踪的鲁棒性,又避免了关键帧的冗余。为了提高系统对于室内环境中相机各种运动情况下的相机位姿跟踪的鲁棒性,本文研究了基于光流跟踪的特征点匹配方法。该方法对于相机快速旋转运动、往返运动的跟踪具有很好的鲁棒性。为了提高卷积神经网络语义分割的精度,首...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

基于可变形模型的轮廓提取与表面重建

轮廓提取与表面重建是计算机视觉中的重要研究课题,其在虚拟现实、自控车辆、机器人环境分析、监控系统中的物体跟踪与识别、生物医学图像处理、工业在线自动检测、形状反求等方面有着广泛的应用前景。基于断层数据的三维重建是通过提取被测物体的截面轮廓曲线以实现被测对象的三维反求和重构的一种测量方法,是目前国内外研究的热点。根据断层图像提取的实体轮廓可以通过表面重建得到物体的CAD模型,或直接应用于快速成形系统。在此过程中,从断层测量图像中提取实体轮廓是关键的一步。近年来,将物理原理引入物体的形状恢复吸引了学者们的研究兴趣,基于可变形模型的轮廓提取与表面重建就是其中的一类。可变形模型可视为在内力和外力作用下的能量极小化样条模型,内力来自几何模型,约束它的形状;外力来自图像特征,引导它的行为,将其吸引至图像特征处。可变形模型的提出给传统的计算机视觉理论及应用研究带来了新的观点和思维方式,已经被越来越多的研究者成功地应用于图像分割、运动跟踪、3D重...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京师范大学
南京师范大学

基于点云的空间对象表面重建及其多分辨率表达方法研究

全面、真实、准确地再现地理空间实体及其相关信息是数字城市建设的关键。也是3d GIS的核心研究问题之一。基于三维激光扫描技术的空间数据采集方法通过密集采样实现了以点云来表达空间目标的三维轮廓特征,凭借其快速、高效、高精度、全天候等优良特性,为数字城市建设的顺利进行提供了可靠的数据保证。然而,源于采样点相互间缺乏必要的拓扑邻接信息,使得诸如GIS的空间分析、虚拟现实的碰撞检测、地质三维GIS的虚拟切割等功能难以基于点云来实现;并且,作为一种集高效与高精度于一体的三维数据采集手段,三维激光扫描技术在为数字城市建设提供便利的同时,对计算资源、存储空间等均提出了较高的要求。为了充分发挥基于三维激光扫描技术的数据采集方法在数字城市建设中的作用,缓解“海量”数据给计算资源带来的负担,本文开展了与点云数据后处理相关的研究工作,特别是当基于三维激光扫描技术的数据采集方法应用于数字城市建设时,点云密度分布极其不均、数据盲区无处不在、点云数据呈现出...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

面向航空叶片检测的点云匹配及表面重建

航空叶片作为航空发动机的关键组成部分,其几何尺寸对发动机性能有着至关重要的影响。当叶片尺寸及形状未满足设计要求时,发动机可能会损失动力等。因此,叶片测量与评定是航空工业中的一个重要任务。目前,工业界常用的叶片测量方法主要分为接触式测量与非接触式光学测量两种,光学测量方法与接触式测量相比,测量速度更快,更有前景。面结构光条纹投影测量是一种能够有效对叶片局部表面进行高精测量的技术。使用面结构光对叶片进行测量时,由于测量范围的限制,需对叶片表面按区域进行多次测量,然后将不同区域测量数据匹配拼接,得到完整的叶片表面测量数据。叶片表面的插值重建是对其参数进行评定的重要基础。对叶片表面进行连续化插值重建能够降低叶片参数提取的难度,提高叶片特征参数提取的精度,在叶片质量评定中有重要的作用。本文围绕叶片点云的匹配及表面重建开展研究,进行了如下工作:1)本文针对叶片的几何特性,提出使用截面线作为特征描述子来对叶片点云进行匹配并给出了计算截面线特征...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>