蝙蝠翅膀的三維重建研究.pdf

1、蝙蝠翅膀的三維重建研究，是從微型CT掃描的斷層切面圖像中重建出蝙蝠翅膀的三維結(jié)構(gòu)。它涉及到數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等多種技術(shù)，是一個(gè)多學(xué)科交叉的課題。重建出蝙蝠翅膀的三維數(shù)字模型，可以為仿真出蝙蝠蝙蝠翅膀的擺動(dòng)提供數(shù)據(jù)支持。由于微型CT的掃描范圍有限，最大掃描高度為70mm，小于蝙蝠翅膀的骨架模型，它是100mm。我們通過(guò)兩次掃描，第一次掃描是正著放置，第二次掃描是倒立放置，分別重建，最后拼接的方法。
　　本文主要完成

2、了圖像的分割、三維體繪制、三維面繪制和三維對(duì)齊。其中圖像分割、建立三維面模型是本文的重點(diǎn)。首先本文介紹了運(yùn)用CT掃描，得到斷層切而圖像的過(guò)程，之后是運(yùn)用基于高斯混合模型的期望最大化算法對(duì)斷層切面圖像進(jìn)行了分割，并對(duì)該算法原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹。然后是對(duì)VTK作了簡(jiǎn)單的介紹，并介紹了體繪制、面繪制的基本原理，通過(guò)移動(dòng)立方體算法從體繪制結(jié)果中，得得到了面繪制。在體繪制時(shí)，由于圖像數(shù)據(jù)量太大，實(shí)驗(yàn)所用計(jì)算機(jī)內(nèi)存的限制，本文選用分步重建，再合并的方

3、法。最后本文在MeshLab中對(duì)得到的兩部分三維面數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)齊、拼接，并以PLY文件的形式進(jìn)行了保存。在對(duì)齊時(shí)，應(yīng)用的是ICP(Iterative Closet Point)算法，本文對(duì)此算法做了簡(jiǎn)單的介紹。由于對(duì)齊時(shí)初始化特征點(diǎn)不明顯，先對(duì)齊了左半部分，然后是右半部分，最后對(duì)齊了整體。在得到了完整的蝙蝠翅膀三維模型之后，對(duì)模型的每塊骨頭進(jìn)行了分割。為了解決分割的不徹底，一些數(shù)據(jù)點(diǎn)同屬于兩塊骨頭，本文進(jìn)行了查找重復(fù)點(diǎn)處理，避免了此類(lèi)情