軟骨斷層圖像拼接和三維重建系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電子技術(shù)的發(fā)展，研發(fā)用于人工生物材料分析的電子系統(tǒng)成為醫(yī)學(xué)研究類電子設(shè)備開(kāi)發(fā)的主要方向之一。軟骨在人體結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著承重負(fù)荷、減少關(guān)節(jié)間骨骼摩擦等重要的作用，對(duì)于一些不可恢復(fù)損傷則需要利用人工軟骨進(jìn)行替代。在人工軟骨組織的培養(yǎng)過(guò)程中，軟骨組織的三維受力能力非常重要，因此，針對(duì)軟骨組織的電子仿真分析系統(tǒng)具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。軟骨組織的斷層圖像拼接和三維重建技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　本文在閱讀了國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)斷層

2、圖像的拼接和三維重建的方法進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)了軟骨組織斷層圖像拼接和三維重建系統(tǒng)。系統(tǒng)功能包括兩部分:局部斷層圖像的無(wú)縫拼接和連續(xù)斷層圖像的三維重建及顯示。
　　在三維重建前，由于電子顯微鏡的高分辨率而導(dǎo)致鏡頭視角小，無(wú)法一次獲取整張切片圖像，故本文首先進(jìn)行了切片拼接的研究。本文利用SIFT算法對(duì)圖片進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)，再對(duì)兩張部分重疊的圖像進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)匹配，匹配點(diǎn)數(shù)在閾值內(nèi)的，即判定為重疊區(qū)域，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)兩幅圖像的拼接功能。接著本文

3、對(duì)斷層圖像進(jìn)行三維重建的研究。先對(duì)拼接后的圖像進(jìn)行去噪、灰度變換等步驟的圖像增強(qiáng)處理，再對(duì)其進(jìn)行三維重建。三維重建采用體繪制方法中的光線投射算法，利用光線穿越半透明物質(zhì)的光學(xué)理論，先對(duì)三維對(duì)象進(jìn)行色彩合成操作，再投影到窗口以輸出三維重建圖像，對(duì)該三維圖像可進(jìn)行人機(jī)交互式顯示。
　　本系統(tǒng)工作在Visual Studio2010平臺(tái)下，結(jié)合開(kāi)源計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)、圖像分割與配準(zhǔn)工具箱和可視化工具箱，采用C和C++語(yǔ)言混合編程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)