計(jì)算機(jī)輔助顱面復(fù)原技術(shù)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)方法,依據(jù)未知面貌的顱骨幾何形態(tài),結(jié)合測(cè)量或者醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)獲得的已知顱骨和面貌的幾何關(guān)系,生成面貌三維形態(tài)的技術(shù),主要應(yīng)用于醫(yī)療整形、考古學(xué)、法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。顱骨三維模型的配準(zhǔn)是顱面復(fù)原關(guān)鍵步驟,由于顱骨點(diǎn)云模型幾何形態(tài)復(fù)雜,配準(zhǔn)結(jié)果的好壞將直接影響復(fù)原的效果,而傳統(tǒng)配準(zhǔn)算法在配準(zhǔn)精度等方面效果不是很好。本文針對(duì)顱面復(fù)原過程中待復(fù)原顱骨與參考顱骨高精度配準(zhǔn)問題,設(shè)計(jì)了由初配準(zhǔn)和精細(xì)配準(zhǔn)兩步構(gòu)成的配準(zhǔn)流程,改進(jìn)了初始配準(zhǔn)和精確配準(zhǔn)方法,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)顱骨點(diǎn)云模型配準(zhǔn)原型系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)顱骨的快速高精度配準(zhǔn)。本文的主要研究工作包括:1.提出了一種改進(jìn)的自旋圖的三維顱骨點(diǎn)云配準(zhǔn)算法。首先獲取三維顱骨點(diǎn)云的關(guān)鍵點(diǎn),并根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)及其鄰域點(diǎn)構(gòu)建穩(wěn)健的局部坐標(biāo)參考系,針對(duì)自旋圖包含信息單一等缺點(diǎn),對(duì)每個(gè)坐標(biāo)軸分別計(jì)算自旋圖并串聯(lián),同時(shí)根據(jù)最近鄰和k-means算法進(jìn)行初始對(duì)應(yīng)點(diǎn)的獲取,最后求解出旋轉(zhuǎn)矩陣與平移矩陣,為精確配準(zhǔn)提供更好的初始條件。2.提出了一種基于ICP改進(jìn)的精確配準(zhǔn)算法。針對(duì)傳統(tǒng)ICP算法在初始點(diǎn)采樣,誤匹配點(diǎn)上策略的不足,本文根據(jù)迭代次數(shù)和配準(zhǔn)... 

【文章來源】：西北大學(xué)陜西省211工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 本文主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    1.4 本文組織結(jié)構(gòu)
第二章 算法流程和關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 顱骨點(diǎn)云配準(zhǔn)算法整體流程
    2.2 顱骨點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理
        2.2.1 顱骨點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取
        2.2.2 顱面數(shù)據(jù)庫的建立
    2.3 點(diǎn)云配準(zhǔn)理論基礎(chǔ)
        2.3.1 三維點(diǎn)坐標(biāo)的變換
        2.3.2 變換矩陣的求解
        2.3.3 點(diǎn)云配準(zhǔn)算法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于自旋圖改進(jìn)的顱骨點(diǎn)云初始配準(zhǔn)算法
    3.1 點(diǎn)云局部特征描述子理論
    3.2 點(diǎn)云關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)
        3.2.1 基于法向量的特征提取算法
        3.2.2 基于內(nèi)在形狀簽名的特征提取算法
        3.2.3 基于形狀指數(shù)的特征提取算法
    3.3 基于自旋圖改進(jìn)的局部特征提取
        3.3.1 局部坐標(biāo)參考系的建立
        3.3.2 基于自旋圖改進(jìn)的局部特征描述子
    3.4 初始配準(zhǔn)
        3.4.1 局部特征匹配
        3.4.2 初始變換關(guān)系計(jì)算
        3.4.3 初始配準(zhǔn)步驟
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.5.1 配準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性量化衡量
        3.5.2 初始配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于ICP算法改進(jìn)的顱骨點(diǎn)云精確配準(zhǔn)
    4.1 ICP算法及其研究
        4.1.1 ICP算法原理
        4.1.2 ICP算法改進(jìn)策略
    4.2 精確配準(zhǔn)改進(jìn)策略
        4.2.1 加入幾何特征的ICP算法改進(jìn)
        4.2.2 精細(xì)配準(zhǔn)步驟
    4.3 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)分析與實(shí)現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)功能及流程
        5.1.1 系統(tǒng)模塊分析
    5.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 系統(tǒng)開發(fā)所需軟硬件配置
        5.2.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
    5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    本文總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用曲率特征虛擬拼接青銅器小碎片的方法[J]. 藺素珍,王棟娟,鐘家讓,朱小紅,張商珉.  西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]三維顱骨特征點(diǎn)的自動(dòng)標(biāo)定[J]. 馮筠,陳雨,仝鑫龍,賀小偉,周明全.  光學(xué)精密工程. 2014(05)
[3]應(yīng)用改進(jìn)迭代最近點(diǎn)方法的點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)[J]. 王欣,張明明,于曉,章明朝.  光學(xué)精密工程. 2012(09)
[4]數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的顱骨面貌復(fù)原方法[J]. 稅午陽,周明全,武仲科,鄧擎瓊.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[5]基于CT的頭顱骨三維表面重建[J]. 張宗華,彭翔,劉常青,胡小唐.  中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2004(05)

碩士論文
[1]基于激光掃描的深度影像配準(zhǔn)方法的研究[D]. 陳楚.武漢大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3642940