基于极大圆盘引导的形状插值实现三维表面重建

针对传统的基于形状插值方法进行插值重建的不足,提出了将基于极大圆盘引导的形状插值方法应用于三维表面重建。插值重建过程中选用具有较好效果的Chamfer算法进行距离变换,然后遍历所得到的距离图像上的所有像素点得极大圆盘集,将圆盘集进行去冗余和投影算法处理后获取最终用来插值的圆盘集,根据优化后的质心公式由圆盘集确定最终的插值方向,最后由插值结束后各点处的距离值完成三维表面重建。仿真实验结果表明,该方法可以准确地实现三维表面重建。     

基于方向重建滤波核的Splatting新算法

提出一种基于方向重建滤波核的Splatting新算法，以增强体绘制中物体的边缘．该算法基于三维数据场的梯度信息，投影时自适应地选择有方向的椭圆高斯足印函数，与传统Splatting相比，能够减小投影中的足印重叠现象，在绘制时间相比拟的条件下可更加精细地绘制出三维物体的轮廓．分别给出了平行投影和透视投影下的新Splatting算法，并对该算法在透视投影中的误差进行了分析．     

基于基函数逼近和卡尔曼滤波的温度场重建

为了提高声学CT复杂温度场重建能力,提出一种基于基函数逼近和卡尔曼滤波的温度场重建算法.利用Markov径向基函数的线性组合逼近被测区域内的声速分布,并使用卡尔曼滤波根据多路径声波飞行时间数据重建出声速分布,进而利用声速与温度的关系得到温度分布.分别采用Markov径向基函数Tikhonov正则化法、最小二乘法和BFAKF算法对4种典型的三维模型温度场进行了无噪声和有噪声仿真数据重建.重建结果表明,BFAKF算法的重建结果优势明显,具有更好的复杂温度场重建能力.     

任意比工况下基于像素的改进投影矩阵计算方法

针对CT图像重建代数类算法中关键的投影矩阵,提出1种在像素尺寸与探测器间隔为任意比工况下的计算方法。在各投影方向上,根据该比值确定与像素可能相交的最大射线条数,从每个像素出发直接定位到可能与其相交的射线编号,基于射线与像素相交拓扑模型计算的交线长度作为投影矩阵对应元素。利用MATLAB及SNARK09平台仿真验证本文方法的有效性,结果表明:在任意比工况下计算投影矩阵有其实际意义;本文方法能在任意比工况下有效地计算投影矩阵,其效率相对于传统的Siddon方法提高4倍以上;本文方法能有效地应用于SART图像重建算法中。     

电离层层析图像重建的改进算法

针对电离层层析图像重建数据不完全的关键问题.文中利用最速下降法对投影数据进行预处理,利用乘法代数重建算法进行图像重建.算法将迭代初始值的确定与图像优化重建过程统一起来,减少了初始值对重建结果的影响.数值计算及实测数据重建结果表明,该混合算法减少了投影数据不完全对重建结果的影响,有效提高了电离层层析成像质量.     

基于最小二乘法和克里金插值的三维温度场重建

为了提高三维温度场声学CT法的重建精度,提出了最小二乘法和克里金插值相结合的重建方法.采用最小二乘法获得一个由少量像素描述的温度场,运用克里金内插和外推运算获得整个被测温度场的细致描述.典型的单峰及双峰三维模型温度场的重建结果及误差分析表明,克里金法的内插和外推精度优于普遍采用的三次样条法.最小二乘法和克里金插值的结合,可有效克服最小二乘法像素数需少于声波路径数给温度场细致描述带来的困难,能实现复杂三维温度场的高精度重建.     

基于单相机和投影仪的静态物体三维数字化研究

物体的三维重建是计算机视觉领域一项重要的研究内容.在单相机和投影仪系统下实现对静态物体的三维重建,首先利用张正友相机标定原理完成对相机和投影仪的标定,然后将格雷码投影到被测物体上,用相机进行图像采集.对采集到的图像进行阴影检测和像素点匹配,最后通过三角化实现物体表面三维点云重建.实验结果证实了本文方法具有可行性.     

扁平构件的三维CT滤波反投影重建算法研究

在对扁平构件投影方式分析的基础上,提出了将分布在平面上ρ滤波器变换到锥面上的方法,建立了分布在锥面上的ρ滤波器的数学模型.对扁平构件的仿真结果表明:在射线源为锥束入射扫描方式下,通过分布在锥面上的ρ滤波器进行滤波反投影重建,得到的重建切片图像能够明显区分物体的边界及内部缺陷的边界和密度,空间分辨率可达到2 lp/mm,密度分辨率达到了1%,验证了该重建算法的可行性.     

三维CT工业无损检测系统

正技术开发单位解放军信息工程大学技术简介计算机断层成像技术(CT)是一种通过采集被成像物体在各个角度下X射线的透射衰减投影信息,利用CT图像重建算法生成物体的衰减系数分布,实现在无需破坏或损伤物体的条件下获取其内部结构信息的技术。CT技术被认为是工业无损检测领域的最佳手段,但目前使用的工业CT系统仅采集各层切片的投影数据,重建后无法还原层间信息,造成信息丟失,影响检测准确性。解放军信息工程大学研发的三维CT工业无损检测系统采用由微焦斑X射线源、高分辨率平板探     

基于投影特征的快速图像匹配方法

为了减少现有投影法模板中的冗余像素和匹配过程中无效的投影计算,提出了一种基于投影特征的快速图像匹配方法。基于投影法匹配原理和目标物体最小纵横比矩形特性,构造出平行四边形模板,并应用四方向链码实现该模板的投影变换;在图像匹配过程中,基于模板投影数据的取值范围和动态阈值序贯相似性检测原理,实现投影变换过程中灰度值的实时判定。实验结果表明,本文提出的方法与其他图像匹配算法相比在运算速度上优势显著。     

Vertebrae CT Images 3D Reconstruction with Improve Marching Cubes Algorithm

基于改进Marching Cubes算法的椎骨CT图像三维重建

#$TAB刘侠,刘欢,王淼淼,王波

（哈尔滨理工大学 自动化学院,哈尔滨 150080）

创新点说明：

1）本文对原始CT图像进行预处理时,采用双边滤波去噪算法,该算法对于骨骼数据的图像预处理效果相对其他方法较好,对于提高椎骨重建精度至关重要;

2）在椎骨特征提取时,利用区域增长的思想,并未遍历图像中的全部体素,而是通过选定种子体素,区域增长后提取出全部包含椎骨信息的体素（包含等值面的体素）,大幅度降低遍历时间,提高重建速度;

3）在进行等值面与体素棱边交点计算时（等值点）,利用黄金分割方法代替传统的线性插值法,减少公共棱边的重复计算次数,进而提高重建效率。

关键词：椎骨CT,Marching Cubes算法,三维重建

     

舰船噪声信号的混沌特性研究

以Takens定理为基础，研究了延迟坐标法用于舰船噪声信号的重构。采用FNN（false nearest neighbors)法得到了三类目标舰船噪声信号的最小嵌入维数。通过相空间重构，得到了它们的奇怪吸引子。为利用舰船噪声信号的混沌特性进行目标分类与识别奠定了基础。     

业务逻辑可重构的网络应用系统设计与实现

提出了一种应用软件可重构和可配置的方法,并对此进行研究。由此开发出企业信息化软件开发平台——ICET IP系统。ICET IP系统可适应不同应用逻辑需求,真正实现业务逻辑可重构和系统功能可配置,而且维护升级非常方便。     

Application of generalized regression neural network on fast 3D reconstruction

Over the past decade,robots have been appearingin the operating rooms.With the robotic system assis-tance,operations have become lesser invasion.Roboticsurgery requires the use of computer imaging to diag-nose and perform the operation.A three dimension(3…     

基于彩色编码投影仪的不标定三维重构算法

在机器视觉的研究中,三维场景重构的理论与技术是很重要的内容,在理论上已从标定三维重构发展到不标定三维重构．一般来说不标定三维重构是基于被动视觉原理,利用一个参数不变的摄像机,对同一幅场景在不同视点处获得的多幅图像序列(至少需要3幅图像)来实现的．基于一种伪随机彩色编码投影照明主动视觉原理,研究了仅利用一幅图像,在欧式空间不标定重构三维场景的算法．整个算法分三个层次,即分别依次由射影重构、仿射重构和欧式重构来实现．文中详细给出了各个层次上的算法原理与相互关系,并给出了实验验证结果．     

基于动力子空间的信号迭代降噪方法

重构相空间是通过修正动力轨道来降噪的前提和基础。针对传统相空间重构方法在实际应用中嵌入维数和嵌入延迟难于准确、客观估计的问题，采用模型最小描述长度准则确定最佳的嵌入窗口，据此重构相空间并采用动力子空间法进行迭代降噪计算。数值仿真试验证明该方法在有限长非线性信号降噪处理中是有效的，特别在信噪比较低时，信噪比增益可达到10dB左右。     

图像重建算法中的窗函数研究

对广角扇束扫描模式下的图像重建算法进行了研究．在引入实验的七种典型窗函数中，有限带宽、三角形窗以及余弦窗是卷积窗函数比较理想的选择．在图像重建，选择有限带宽窗时有较好的空间分辨率，三角形窗时有较好的密度分辨率。选择余弦窗时是空间分辨率与密度分辨率两者的折衷；从窗函数的频谱角度考虑。可用于图像重建的一个良好的卷积窗函数应该具备以下条件：（1）最小的3dB带宽B，即最小的主瓣宽度；（2）最小的旁瓣最大峰值A；（3）最大的旁瓣峰值衰减速度D．通过实验，验证了基于窗函数的卷积反投影图像重建算法可以有效地提高重建图像的质量．     

面向作战规划的复合模型动态重构及其算法实现

随着分布计算技术的发展,复合模型的组合重构问题已经成为网络环境下解决航空、航天等大型工程问题的瓶颈。为了解决这类问题,提出一种基于与或图的模型动态重构技术,重点解决复合模型的求解序列以及参数动态匹配问题。在此基础上,应用黑板结构动态存储技术实现了复合模型的动态求解序列以及模型链的参数传递算法,并将其成功运用到作战规划模型的动态重构与分布式问题求解过程中,最后通过实验结果对作战规划复合模型的动态重构实现算法进行了验证。     

由粗到精的三维人脸稀疏重建方法

针对传统三维人脸重建算法精度不高的问题,提出一种由粗到精的三维人脸稀疏重建方法。根据稀疏形变模型方法对待重建人脸的部分区域显著点进行重建,得到第1步重建结果,并在此基础上进行后续重建。将第1步的重建结果作为新的参考模型,求取待重建人脸与参考模型的特征点的坐标投影距离,从而求取参考模型的形变因子,完成最终三维人脸的重建。由于两步稀疏重建的作用不同,对重建过程中参数的选取也采用不同方式。实验结果表明,该方法能有效提高人脸重建精度,同时保持较快的重建速度。     

基于异构多核构架的双目散斑3维重建

本文提出一种基于异构多核构架的双目立体散斑三维重建方法。该方法在构建双目立体视觉模型基础上,辅助投射白色散斑结构光,然后通过采集高分辨率双目散斑变形图像,经过极线校正后,运用零均值归一化互相关函数(ZNCC)作为相关算法的匹配代价函数,对传统的ZNCC快速计算方法进行修改并将其移植到异构多核处理器Myriad2上,实现了高精度物体三维重建效果。使用该方法进行三维物体重建可有效克服传统立体视觉算法对弱纹理区域重建效果较差的缺点,并借助异构多核构架处理器的自身特点,重充分发挥其强劲的并行运行能力,在不损失系统重建精度的前提下,使系统运行时间极大缩短,对系统的重建效率具有较大提升。