基于Kinect的人體燒傷面積自動評估系統(tǒng)中配準(zhǔn)算法的研究.pdf

1、準(zhǔn)確的燒傷程度評估，是治療燒傷患者過程中十分關(guān)鍵的一步。燒傷區(qū)域體表面積，是評價燒傷程度的主要依據(jù)。及時、準(zhǔn)確的燒傷區(qū)域體表面積估測，是為病人提供正確輸液量，以及確定進一步治療措施的基礎(chǔ)。因此，有必要研究一種能夠快速、有效的計算人體燒傷區(qū)域面積的方法?；诖?，本課題研究的項目提出實現(xiàn)一款數(shù)字化人體燒傷自動評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)的實現(xiàn)過程主要包括以下四個步驟:數(shù)據(jù)獲取，三維模型配準(zhǔn)，燒傷區(qū)域提取、燒傷區(qū)域面積統(tǒng)計。
　　本文主要研究其中的

2、三維模型配準(zhǔn)部分。針對傳統(tǒng)的三維人體掃描方法和配準(zhǔn)技術(shù)，不能較好的應(yīng)用于本文所研究的系統(tǒng)的情況，提出了基于人體前后面片的人體模型配準(zhǔn)技術(shù)，以及結(jié)合人體真實顏色信息的彩色模型配準(zhǔn)算法。實驗表明，該兩種配準(zhǔn)算法能夠很好的解決該系統(tǒng)中，三維燒傷人體模型的重建工作，同時，較傳統(tǒng)的配準(zhǔn)算法，在配準(zhǔn)效率和精度上，都有一定的提高。
　　在沒有顏色信息的三維人體模型配準(zhǔn)過程中，考慮到燒傷病人移動不便，掃描過程難以獲取其各角度下的模型數(shù)據(jù)，使用傳統(tǒng)

3、的三維配準(zhǔn)方法，難以配準(zhǔn)得到較為完整的三維人體模型等問題。本文在改善模型數(shù)據(jù)獲取方法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于人體模型前后面片的配準(zhǔn)算法。該算法只需要獲取燒傷病人前、后兩片，不存在重疊區(qū)域的模型數(shù)據(jù)，使用兩片模型的邊緣點作為配準(zhǔn)特征點，通過模型配準(zhǔn)，及進一步的縫隙填充過程，最終能夠得到效果較好的完整三維人體模型。
　　在三維人體彩色模型配準(zhǔn)過程中，由于Kinect掃描設(shè)備在獲取掃描物體空間位置信息的同時，能夠較好的獲得其三維色彩紋理

4、信息。為了充分利用獲取的模型顏色信息，提高配準(zhǔn)的效率及精度，同時重建具有真實顏色信息的三維人體彩色模型，本文提出了一種結(jié)合顏色特征的三維模型配準(zhǔn)算法。該算法在利用點云位置信息尋找配準(zhǔn)過程中的對應(yīng)點時，有效的加入了點云顏色特征的比較過程，使得對應(yīng)特征點的尋找更為精確。同時，考慮到光照強度對RGB顏色空間的影響，本文將獲取的模型顏色信息轉(zhuǎn)換到HSV空間下。對比傳統(tǒng)的迭代最近點(ICP)算法，該配準(zhǔn)算法能夠在降低配準(zhǔn)迭代次數(shù)的情況下，獲得具有