水火弯板机系统中三维重建技术的研究

医学图像三维重建的体绘制技术综述

医学图像三维重建的体绘制技术综述 摘要：体绘制技术是目前医学图像三维重建的主要方法之一，是一种能够准确反映出数据内部信息的可视化技术，是可视化研究领域的一个重要分支，是目前最活跃的可视化技术之一。本文首先分析了医学图像三维重建的两大方法及其基本思想，并将体绘制技术与面绘制技术进行了比较；然后分别描述了射线投射法、足迹法、剪切-曲变法、基于硬件的3D纹理映射、频域体绘制法以及基于小波的体绘制等典型算法；最后通过比较分析给出了各类算法的性能评价，并在此基础上展望了体绘制技术研究的发展前景。 关键字：体绘制；三维重建；可视化；性能评价 Abstract：Volume rendering techniques is one of the main methods of 3D reconstruction of medical images currently. It's also an important branch of visual technology which can reflect the inside information of data.It is one of the most active visualization technology.This paper first introduces are the two methods of 3D reconstruction of medical image and the basic thought of them,then volume rendering technology and surface rendering technology are compared.Secondly,the author introduces some kinds of algorithm for volume rendering：Ray Casting ,Splatting,Shear-Warp,3D Texture-Mapping Hardware,Frequency Domin V olume Rendering,Wavelet .Based V olume Rendering.The differences of their performances are compared and discussed in the last. Then some results are presented and their perspective are given in the end. Key words:Volume rendering techniques;3D reconstruction of medical images;visual technology;Performance evaluation

图像三维重建技术

1概述 随着计算机软硬件技术的快速发展，大规模复杂场景的实时绘制已经成为可能，这也加快了虚拟现实技术的发展，又对模型的复杂度和真实感提出了新的要求。虚拟场景是虚拟现实系统的重要组成部分，它的逼真度将直接影响整个虚拟现实系统的沉浸感。客观世界在空间上是三维的，而现有的图像采集装置所获取的图像是二维的。尽管图像中含有某些形式的三维空间信息，但要真正在计算机中使用这些信息进行进一步的应用处理，就必须采用三维重建技术从二维图像中合理地提取并表达这些 三维信息。 三维建模工具虽然日益改进，但构建稍显复杂的三维模型依旧是一件非常耗时费力的工作。而很多要构建的三维模型都存在于现实世界中，因此三维扫描技术和基于图像建模技术就成了人们心目中理想的建模方式；又由于前者一般只能获取景物的几何信息，而后者为生成具有照片级真实感的合成图像提供了一种自然的方式，因此它迅速成为目前计算机图形学领域中的研究热点。 2三维建模技术 三维重建技术能够从二维图像出发构造具有真实感的三维图形，为进一步的场景变化和组合运算奠定基础，从而促进图像和三维图形技术在航天、造船、司法、考古、 工业测量、 电子商务等领域的深入广泛的应用。3基于图像的三维重建技术 基于图像的建模最近几年兴起的一门新技术，它使用直接拍摄到的图像，采用尽量少的交互操作，重建场 景。 它克服了传统的基于几何的建模技术的许多不足，有无比的优越性。传统的三维建模工具虽然日益改进，但构建稍显复杂的三维模型依旧是一件非常耗时费力的工作。考虑到我们要构建的很多三维模型都能在现实世界中找到或加以塑造，因此三维扫描技术和基于图像建模技术就成了人们心目中理想的建模方式；又由于前者一般只能获取景物的几何信息，而后者为生成具有照片级真实感的合成图像提供了一种自然的方式，因此它迅速成为目前计算机图形学领域中的研究热点。 4 基于图像重建几何模型的方法 4.1 基于侧影轮廓线重建几何模型 物体在图像上的侧影轮廓线是理解物体几何形状的 一条重要线索１当以透视投影的方式从多个视角观察某一空间物体时，在每个视角的画面上都会得到一条该物体的侧影轮廓线，这条侧影轮廓线和对应的透视投影中心共同确定了三维空间中一个一般形状的锥体１显然，该物体必将位于这个锥体之内；而所有这些空间锥体的交则构成了一个包含该物体的空间包络１这个空间包络被称为物体的可见外壳，当观察视角足够多时，可见外壳就可以被认为是该物体的一个合理的逼近。鉴于此类算法一般需要大量的多视角图像，因此图像的定标工作就变得非常复杂。 4.2采用立体视觉方法重建几何模型 基于立体视觉重建三维几何是计算机视觉领域中的经典问题，被广泛应用于自动导航装置。近年来，立体视觉 图像三维重建技术 康皓，王明倩，王莹莹 （装甲兵技术学院电子工程系，吉林长春130117） 摘要:基于图像的三维重建属于计算机视觉中的一个重要的研究方向，从提出到现在已有十多年的历史。文章首先对三维重建技术做了详细阐述，并着重从计算机图形学的研究角度对基于图像建模技术进行了综述，介绍了 具有代表性的基于图像建模的方法及其最新研究进展,给出了这些方法的基本原理， 并对这些方法进行分析比较,最后对基于图像建模技术的未来研究给出了一些建议和应解决的问题。关键词:三维建模技术；图像建模技术；计算机图形学；虚拟现实中图分类号：TP271文献标识码：A 文章编号1006-8937（2009）11-0042-02 Three-dimensional image reconstruction technique KANG Hao,WANG Ming-qian,WANG Ying-ying （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｒｍｏｒｅｄＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｊｉｌｉｎ１３０１１７，Ｃｈｉｎａ） Abstract:Image-based Three-dimensional reconstruction is an important research direction in computer vision ,from now more than ten years'history.This article first describes three-dimensional reconstruction technique in detail and review image-based modeling techniques from the perspective of computer graphics research,introduce a representative of the method of image-based modeling and the latest research progress,give the basic principles of these methods,analysis and compare these methods,finally,give a number of recommendations and problems which should be solved on image-based modeling technology for future research. Keywords:three-dimensional modeling techniques;image modeling techniques;computer graphics;virtual reality 收稿日期：2009-03-19 作者简介：康皓（1978-），女，吉林长春人，硕士研究生，讲师，研 究方向：计算机辅助设计与编程。 TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE 2009年6月Jun.2009 企业技术开发 第28卷

数字化三维仿真模拟城市管理系统项目实施计划方案

数字化三维仿真模拟城市管理系统项目实施方案

版本控制 修改记录说明

1.概述 1.1.项目建设背景 “数字城市”是城市信息化发展的方向，是数字地球的一部分，三维地理信息是“数字城市”的重要基础空间信息。三维城市的建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息，并可以以第一人称的身份进入城市，感受到与实地观察相似的体验感。 随着二十一世纪的互联网技术、计算机技术、3S（GIS/RS/GPS）技术、虚拟现实、航空与航天技术等的飞速发展，给地理信息技术手段带来前所未有的变革，利用高分辨率卫星影像以及航空像片，通过对影像的平面、高程、结构、色彩等的数字化处理，按照统一坐标无缝拼接而成可以迅速建立基于真实影象的“三维数字城市”，人们可以直观的从三维城市上判读处山川、河流、楼宇、道路。借助传统平面地图的概念，叠加空间矢量数据，地物兴趣点数据、以及三维模型数据形成可视化“三维数字”城市展示系统。 与传统二维地图相比，“三维数字城市”展示系统突破平面地图对空间描述二维化、三维空间尺度感差、没有要素结构与纹理信息等诸多限制，通过对真实地形、地物、建筑的数字化三维模拟和三维表达，提供给使用者一个与真实生活环境一样的三维城市环境。通过数字化三维仿真模拟城市的实现对城市的管理，把传统的限于二维的城市管理范围扩展到了三维甚至多维的管理范畴，为城市建设、政务管理、企业信息发布与公众查询提供多维的、可持续发展的信息化服务，将大大提高城市整体信息化管理和经营管理水平，并有利于提高公众参与城市管理的积极性和参与性。

1.2.项目建设目标 以先进的技术手段，在三维仿真模拟城市场景中实现朝阳辖区单位、人口、部件、事件、社区绿化等相关信息的管理，进一步提高**政府城市管理水平，提高居民参与城市管理的积极性。另一方面，能够很好的展现数字朝阳的建设成果。最终为建设和谐朝阳提供技术保障，为数字奥运做出贡献。 1.3.建设内容 1.3.1.数据库内容

实景三维数字城市共享平台解决方案

. 概况 通过政务基础信息资源共享平台，各职能局可以将政务基础信息数据上载到共享平台上，供其他职能局共享使用，为领导提供可视化决策支持；也可以通过共享平台提供的数据共享访问接口方式，支撑各职能局专业应用系统的开发，不仅可以避免重复建设，促进资源的共享和有效利用，节约大量的财力、物力和人力，更是大大缩短了专业应用系统的建设周期，同时又有力地保障了系统建设的成功率。 1.1建设目标 以科学发展观为指导，建设标准统一、功能完善、高速宽带、互联互通、信息共享、安全可靠、可扩展性强的政务基础信息资源共享平台，广泛应用各类政府业务信息系统，积极推动政务基础信息资源数字化。对内，全市各部门能借助现有业务系统在共享平台上共享所需的各类数据和信息，实现科学、合理高效的行政审批和决策；对外，能方便、快捷地向社会提供相关的服务和政府信息公开。 1.2建设范围 在城建基础数据共享平台建设范围的基础上，从城建口4个部门市规划局、市国土局、市住建局、市市政管理局扩展到旅游委、公安局、国税局、地税局、民政局、计生委、统计局、工商局、质监局等其他相关政府职能单位，建设一个全市统一，应用广泛的政务基础信息资源共享平台，实现信息资源的整合、共享和交换，避免无序和低水平重复建设。 1.3建设内容 城建基础数据共享平台已建设的，将不列入政务基础信息资源共享平台项目建设内容。城建基础数据共享平台正在建设的内容主要包括统一的基础地理信息数据库建设、城建口档案电子化建设、地下管线数据库及城建口相关应用系统建设。 1.4应用范围 可应用于至少37个职能部门，既要满足各部门内部业务应用，又要实现跨部门业务协同。该项目以城管执法、旅游、领导决策、应急指挥、城市运行管理、环境保护、智能交通、户籍人口管理、食品药品监督管理、社会保障管理与服务、公共卫生、土地房屋管理、中小企业服务、地下综合管线管理、企业信用、个人信用、文化执法等领域的实际需要为驱动，为社会公众提供相关服务（影像地图服务等）以及为政府提供信息公开窗口（政务基础信息公开查询等）。 2建设必要性 2.1建设背景 随着城市管理建设对城市地上、地下空间数据的要求越来越迫切，开展城建基础数据共享平台建设工作，实现对城建基础信息资源的科学有效管理, 以满足各类空间地理信息的管理应用和城建口部门间共享的迫切；随后应政府各职能部门的要求，市政府决定将数据共享范围从城建口部门扩展到全市各职能部门，同时将城建基础信息数据范围从地理信息拓展到人口、法人、经济等领域，搭建起城建基础数据共享平台为基础政务基础信息资源共享平台。 目前各部门存在“多系统、多平台、少共享”的现象。旅游、国土资源、工商、水务、住建、交通、交警大队、规划、城管、工商、卫生各部门都有自己的信息系统或者平台。例如，系统方面已有数字城管、工商的企业管理系统、国土的电子政务平台、规划的办公业务系统、交警的视频

CT三维重建的指南

CT三维重建指南 1、脊柱重建： 腰椎： 西门子及GE图像均发送至西门子工作站，进入3D选项卡 A、椎体矢状位及冠状位： a. 选择骨窗薄层图像（西门子 1mm 70s；GE 0.625mm BONE），载入3D重建，调整定位线，使椎体冠状位、矢状位定位线与解剖位置一致，并将横断位定位线与两者垂直，将三幅图像模式改为MPR； b. 横断位作为定位相，做矢状位重建，打开定位线选项卡，点击垂直定位线，变换数字顺序，使其从右向左，选择层厚3mm，层间距3mm，方向平行于棘突-椎体轴线，两边范围包全椎体及横突根部（一般为19层），点击确定，保存； c. 矢状位作为定位相，打开曲面重建选项卡，沿各椎体中心弧度画定位相曲线，范围包全，双击结束，选择层厚3mm，层间距3mm，变换数字顺序，使其从前向后，范围前至椎体前缘，后至棘突根部（一般为19层），点击确定，保存。 B、椎间盘重建： a. 选择软组织窗薄层图像（西门子 1mm 30s；GE 0.625mm STND），载入3D重建，调整定位线，使椎体冠状位、矢状位定位线与解剖位置一致，并将横断位定位线与两者垂直，将三幅图像模式改为MPR； b. 矢状位作为定位相，做椎间盘重建，打开定位线选项卡，点击水平定位线，变换数字顺序，使其从上向下，选择层厚3mm，层间距3mm，层数5层，方向沿椎间隙走行方向，做L1/2-L5/S1椎间盘，注意右下角图像放大，逐个保存。 注意：脊柱侧弯患者，椎间盘重建过程中需不断调整冠状位定位相上矢状定位线（红色），使其保持与相应椎间隙垂直。 C、椎体横断位重建： 椎体骨质病变者，如压缩性骨折、骨转移、PVP术后等病人，加做椎体横断位重建，矢状位图像做定位相，沿病变椎体轴向，做横断位重建，注意重建图像放大，保存。 打片： 矢状位及冠状位二维一张：8×5；椎间盘一张：6×5； 若为椎体骨质病变者，椎间盘图像不打，打椎体横断位重建图像，共两张胶片。

机器视觉—三维重建技术简介

三维重建技术简介 一、视觉理论框架 1982年，Marr立足于计算机科学，首次从信息处理的角度系统的概括了心理生理学、神经生理学等方面已经取得的重要成果,提出了一个迄今为止比较理想的视觉理论框架。尽管Marr提出的这个视觉理论框架仍然有可以进行改进和完善的瑕疵,但是在近些年,人们认为,计算机视觉这门学科的形成和发展和该框架密不可分。 第一方面,视觉系统研究的三个层次。 Marr认为,视觉是一个信息处理系统,对此系统研究应分为三个层次:计算理论层次,表示与算法层次,硬件实现层次,如下图所示: 计算机理论层次是在研究视觉系统时首先要进行研究的一层。在计算机理论层次，要求研究者回答系统每个部分的计算目的与计算策略，即视觉系统的输入和输出是什么，如何由系统的输入求出系统的输出。在这个层次上，将会建立输入信息和输出信息的一个映射关系，比如，系统输入是二维灰度图像，输出则是灰度图像场景中物体的三维信息。视觉系统的任务就是研究如何建立输入输出之间的关系和约束，如何由二维灰度图像恢复物体的三维信息。 在表示与算法层次，要给出第一层中提到的各部分的输入信息、输出信息和内部信息的表达，还要给出实现计算理论所对应的功能的算法。对于同样的输入，如果计算理论不同，可能会产生不同的输出结果。 最后一个层次是硬件实现层次。在该层次，要解决的主要问题就是将表示与算法层次所提出的算法用硬件进行实现。 第二方面，视觉信息处理的三个阶段。 Marr认为，视觉过程分为三个阶段，如表所示：

第一阶段，也称为早期阶段，该阶段是求取基元图的阶段，该阶段对原始图像进行处理，提取出那些能够描述图像大致三维形状二维特征，这些特征的集合构成所构成的就是基元图(primary sketch)"。 第二阶段也称中期阶段，是对环境的2.5维描述，这个阶段以观察者或者摄像机为中心，用基元图还原场景的深度信息，法线方向(或一说物体表面方向)等，但是在该阶段并没有对物体进行真正的三维恢复，因此称为2.5维。 第三阶段也称为后期阶段，在一个固定的坐标系下对2.5维图进行变换，最终构造出场景或物体的三维模型。 二、三维重建技术现状 目前三维重建的方法大致可分为三类，即:用建模软件构造的方式，多幅二维图像匹配重建的方式以及三维扫描重建的方式。 对于第一种方式，目前使用比较广泛的是3D Max, Maya, Auto Cad以及MultiGen-Creator等软件。这些三维建模软件，一般都是利用软件提供的一些基本几何模型进行布尔操作或者平移旋转缩放等操作，来创建比较复杂的三维模型。这样所构建出来的模型，比较美观，而且大小比例等非常精确。然而，这需要建模者精确知道三维场景的尺寸、物体位置等信息，如果没有这些信息，就无法建立精准的模型。 第二种方式是利用实时拍摄的图像或者视频恢复场景的三维信息。这种方式是基于双目立体视觉，对同一物体拍摄不同角度的图像，对这些图像进行立体匹

三维重建与可视化技术的进展

医学图像的三维重建与可视化技术的进展随着20世纪七十年代计算机断层技术（Computerized Tomography, CT）、核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）等医学影像技术的应用，可以得到病人病变部位的一组二维断层图像，通过这些二维断层图像医生可以对病变部位进行分析，从而使得医学诊断和治疗技术取得了很大的发展。 但是，这些医疗仪器只能提供人体内部的二维图像，二维断层图像只是表达某一界面的解剖信息，医生们只能凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状，“构思”病灶与其周围组织的三维几何关系，这就给治疗带来了困难。在放射治疗应用中，仅由二维断层图像上某些解剖部位进行简单的坐标叠加，也不能给出准确的三维影像，造成病变定位的失真和畸变。 三维重建与可视化技术利用一系列的二维图像重建为具有直观、立体效果三维图像模型，并进行定性、定量分析。该技术不仅给医生提供了具有真实感的三维图形，并让医生从任意角度观察图像，还可以从二维图像中获取三维结构信息，提供很多用传统手段无法获得的解剖结构信息，帮助医生对病变体和周围组织进行分析，极大地提高医疗诊断的准确性和科学性，从而提高医疗诊断水平。同时，三维重建与可视化技术还在矫形手术、放射治疗、手术规划与模拟、解剖教育和医学研究中发挥着重要作用。 本文首先介绍了医学图像三维重建的几种经典方法，以对该技术有个总体性的大致的了解；然后结合相关文献，深入研究了一个改进的MC（Marching Cubes）算法以及基于寰椎的X线图像的三维形态重建。 一、医学图像的三维重建的几种常见方法 目前，医学图像三维重建的方法主要有两大类：一类是通过几何单元拼接拟合物体表面来描述物体的三维结构，称为基于表面的面绘制方法；另一类是直接将体素投影到显示平面的方法，称为基于体数据的体绘制方法，又称直接体绘制方法。其中面绘制方法是基于二维图像边缘或轮廓线提取，并借助传统图形学技术及硬件实现的，而体绘制方法则是直接应用视觉原理，通过对体数据重新采样来合成产生三维图像。近来，产生了结合面绘制和体绘制两者特点的混合绘制方法，可以称为第三类三维重建方法。

探究三维激光扫描技术在数字城市中的应用

探究三维激光扫描技术在数字城市中的应用 摘要：三维激光扫描技术是随空间点阵扫描技术和激光无反射棱镜长距离快速 测距技术发展而产生的一项新测绘技术，是一种崭新的革命性的测量工具。本文 主要探讨了三维激光扫描技术在数字城市中的应用。 关键词：三维激光扫描技术；数字城市；应用 数字城市的建设给城市提供了有效的规划与管理，为城市的经济发展带来更 大的机遇和美好的前景。三维激光扫描技术是发展迅速的一种技术，它已成为空 间数据获取的一种重要技术手段，三维地面激光扫描仪可用于城市三维重建和局 部区域空间信息获取，目前正引起广泛的关注，与传统的测量手段相比，三维激 光扫描技术具有独特的优势，可以把三维模型转换到城市坐标系统中，此外可以 通过生成模型平台实现虚拟场景的漫游，为数字城市提供基础数据和信息浏览。 1三维激光扫描技术和数字城市概述 1.1三维激光扫描技术概述 三维激光扫描技术不同于单纯的测绘技术，它主要面向高精度逆向三维建模 及重构，传统测绘技术主要是单点精确测量，但用它做建模工作时就爱莫能助了，因为描述目标结构的完整属性需要大量的测绘点采集，少则几万个，多则几百万 以上，这样才能把目标完整的搬到电脑中来，所以，用现代高精度传感技术做辅 助就解决了这个问题，三维激光扫描技术就是这类全自动高精度立体扫描的技术。三维激光扫描技术的应用面非常宽广，它是正向建模(如：由人工操作CA—TIA、UG、CAD…．)的对称应用，所以说它为逆向建模技术(如：从实体或实景中直接还 原出模型)。逆向建模可以将设计、生产、实验、使用等过程中的变化内容重构回来，然后进行各种结构特性分析(如：形变、应力、效能、过程、工艺、姿态、预 测等)、检测、模拟、仿真、CIMS、CMMS、虚拟现实、柔性制造、虚拟制造、虚 拟装配等，这对于有限元分析、工程力学分析、流体动力分析等软件来说是非常 重要的，对于精度适合的工作还可以进行后处理测绘、计量等。地面三维激光扫 描技术的出现是以三维激光扫描仪的诞生为代表的，有人称“三维激光扫描系统” 是继GPS(Global Position)以来，测绘领域的又一次技术革命。 1.2数字城市概述 数字城市的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。数字城市组织结构，即数字城市工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台，整 合城市信息资源，建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。数字城市是城市信息技术的综合应用，也是当前信息技术应用最广泛的领域。就 这个意义而言，数字城市应用十分广泛，归纳起来主要有十二个方面：电子政务、电子商务、城市智能交通、市政基础设施管理、公共信息服务、远程教育、社会 医疗保障、社区管理、突发事件处理、城市环境检测、智能化小区、水网调配等。 数字城市的体系结构包括：(1)数据获取与更新体系。包括城市地表、上空及 地下等自然地理数据的自动获取系统，城市基础设施数据的实时获取和更新体系，城市人文、经济、政论等社会数据的变更与监控系统等。(2)数据处理储存体系。 包括高密度高速率的海量数据储存设施、多分辨率海量数据实时地存贮、压缩、 处理技术、元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)信息提取与分机体系。包括数 据互操作、多元数据集成、信息智能提取分机、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高宽带网络、智能网络，支持基于网 络的分析式计算操作系统，基于对象的分布式网络服务，分布处理和互操作协议

CT三维重建技术

CT三维重建技术 医学三维重建(three dimensions reconstructure，3D)是近10年发展起来的借助计算机对生物组织结构影像的连续图像进行后处理,获得三维图像并能进行定量测量的一项形态学研究的新技术与新方法。 传统医学影像获得的是二维图像，临床医师需要在此基础上通过空间思维综合过程建立起抽象的三维立体图像，由于患者个体的差异及手术医师个人思维方式的不同，容易对手术的精确性产生不利影响。螺旋CT(spiral CT, SCT)扫描设备用多排高速螺旋CT, 扫描基线与病变部位横径平行，通过调整扫描层厚度、扫描时间等条件，可满足不同图像要求。CT扫描数据传送到计算机工作台，采用3D重建软件进行处理，选用合适的重建算法完成图像重建，按人体解剖坐标轴的原则，图像逐层显示并围绕X轴(身体左右轴)和Z轴(身体上下纵轴)旋转，选择对病变显示良好，或对手术有参考价值的层面摄取图像。同时，在显示整体结构的基础上，通过立体切割法，可以去除部分解剖结构，使感兴趣的结构更为清晰并有利于各种数据的测量。 CT三维重建技术在骨科疾病的诊断中应用广泛。比如重叠因素较多的脊柱病变、髋臼骨折、胫骨平台骨折等。3D图像可以立体地、多角度地显示骨骼与其相邻结构的解剖关系，指导手术方案，模拟手术切除，预测手术的可能性。

在心脏介入手术方面，对于有冠脉变异但又需要做冠脉搭桥手术的病人，术前的三维重建对手术的可行性具有重要意义。在其它复杂而又需要明确解剖结构的部位，三维重建也具有重要的应用价值，例如下颌骨的隐匿性骨折的诊断等。

三维重建技术能清晰地、立体地显示解剖结构及病变，明确毗邻关系，提高诊断的准确率，有利于治疗方案的选定和手术效果的预测。该技术还可大大减少扫描过程中病人因呼吸或疼痛等原因引起的伪影，尤其适用于危急病人的检查。同时，它作为一种新的影像学技术，在医学教育中也有广泛应用前景，如虚拟手术及解剖教学等。

二三维一体化数字数园区解决规划方案.docx

二三维一体化数字园区解决方案 1.建设背景 “数字园区”是城市信息化发展的方向，是数字城市的一部分， 三维地理信息是“数字园区”的重要基础空间信息。二三维园区的 建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的 场景信息，并可以以第一人称的身份进入城市，感受到与实地观察相 似的体验感。 随着二十一世纪的互联网技术、计算机技术、 3S（GIS/RS/GPS）技术、虚拟现实、航空与航天技术等的飞速发展，给地理信息技术手 段带来前所未有的变革，利用高分辨率卫星影像以及航空像片，通过对影像的平面、高程、结构、色彩等的数字化处理，按照统一坐标无缝拼接而成可以迅速建立基于真实影像的“三维数字园区”，人们可以

直观的从三维社区上判读社区建筑、楼宇、道路。借助传统平面地图 的概念，叠加空间矢量数据，地物兴趣点数据、以及三维模型数据形 成可视化“三维数字”园区展示系统。为城市园区建设、政务管理、企业信息发布与公众查询提供多维的、可持续发展的信息化服务，将大大提高城市园区整体信息化管理和经营管理水平，并有利于提高公众 参与城市管理的积极性和参与性。 1.1 国内园区信息化现状及趋势 1）国内园区的信息化发展起步相对较晚 2）学校资源相对分散 3）无统一的资源管理模式 4）各部门间沟通协作效率比较低 1.2 园区管理面临问题 1）园区面积增大。 2）综合设施增长。 3）规划建设。 4）地上和地下管网管理。 5）安全管理。 随着信息化意识的不断提高，计算机技术与GIS 技术的不断成熟，园区在业务需求方面的不断变更，以上三点为园区相关部门建立起一 套完善，高效，用于管理和分析决策的园区地理信息系统提供了扎实 的基础条件。

MC算法在医学图像三维重建中的应用

MC算法在医学图像三维重建中的应用 摘要：详细介绍了mc算法，提出了优化网格模型简化算法。优化网格模型简化算法选取坐标点的原则是，尽可能地接近原始网格，通常采用子集选择法或优化选择法。在尽可能保证图像精度的前提下，优化网格模型简化算法可以提高运算速度，而单纯的网格算法由于失真严重而缺乏实用价值。基于体绘制的网格化简化算法重建的三维模型比较完全，且算法简单，在多排螺旋ct等医学图 像三维重建中有较好的应用。 关键词：三维重建；移动立方体算法；面绘制 abstract： 3d reconstructions has been widely used in the field of medical disease diagnosis and marching cube algorithm (mc) is the most representative structure in the face of 3d reconstructions. the authors introduce in the paper the principle of mc algorithm, and present a simplified algorithm based on optimized grid model. the simplified algorithm selects points as close to original grid as possible, usually using the subset selection method or the optimized selection method. to ensure the best possible result in image accuracy, the simplified algorithm will improve the computation speed, while the pure grid algorithm is not practical due to serious distortion. the experiments show

医学影像三维重建系统的研究与实现

电子科技大学 UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 专业学位硕士学位论文MASTER THESIS FOR PROFESSIONAL DEGREE 论文题目医学影像三维重建系统的研究与实现 专业学位类别工程硕士 学号 201322070532 作者姓名 卢开文 指导教师蒲立新副教授

分类号密级 UDC注1 学 位 论 文 医学影像三维重建系统的研究与实现 （题名和副题名） 卢开文 （作者姓名） 指导教师 蒲立新 副教授 电子科技大学 成 都 （姓名、职称、单位名称） 申请学位级别 硕士 专业学位类别 工程硕士 工程领域名称 控制工程 提交论文日期2016年4月28日论文答辩日期2016年5月9日学位授予单位和日期 电子科技大学2016年6月28日答辩委员会主席 邹见效 评阅人 金卫 王子斌 注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。

RESEARCH AND IMPLEMENTAION OF MEDICAL IMAGE 3D RECONSTRUCTION SYSTEM A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Master of Engineering Author: Lu Kaiwen Advisor: Pu Li-xin School : School of Automation Engineering

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 作者签名：日期：年月日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名：导师签名： 日期：年月日

实景三维数字城市共享平台解决处理方案

概况 通过政务基础信息资源共享平台，各职能局可以将政务基础信息数据上载到共享平台上，供其他职能局共享使用，为领导提供可视化决策支持；也可以通过共享平台提供的数据共享访问接口方式，支撑各职能局专业应用系统的开发，不仅可以避免重复建设，促进资源的共享和有效利用，节约大量的财力、物力和人力，更是大大缩短了专业应用系统的建设周期，同时又有力地保障了系统建设的成功率。 1.1建设目标 以科学发展观为指导，建设标准统一、功能完善、高速宽带、互联互通、信息共享、安全可靠、可扩展性强的政务基础信息资源共享平台，广泛应用各类政府业务信息系统，积极推动政务基础信息资源数字化。对内，全市各部门能借助现有业务系统在共享平台上共享所需的各类数据和信息，实现科学、合理高效的行政审批和决策；对外，能方便、快捷地向社会提供相关的服务和政府信息公开。 1.2建设范围 在城建基础数据共享平台建设范围的基础上，从城建口4个部门市规划局、市国土局、市住建局、市市政管理局扩展到旅游委、公安局、国税局、地税局、民政局、计生委、统计局、工商局、质监局等其他相关政府职能单位，建设一个全市统一，应用广泛的政务基础信息资源共享平台，实现信息资源的整合、共享和交换，避免无序和低水平重复建设。 1.3建设内容 城建基础数据共享平台已建设的，将不列入政务基础信息资源共享平台项目建设内容。城建基础数据共享平台正在建设的内容主要包括统一的基础地理信息数据库建设、城建口档案电子化建设、地下管线数据库及城建口相关应用系统建设。 1.4应用范围 可应用于至少37个职能部门，既要满足各部门内部业务应用，又要实现跨部门业务协同。该项目以城管执法、旅游、领导决策、应急指挥、城市运行管理、环境保护、智能交通、户籍人口管理、食品药品监督管理、社会保障管理与服务、公共卫生、土地房屋管理、中小企业服务、地下综合管线管理、企业信用、个人信用、文化执法等领域的实际需要为驱动，为社会公众提供相关服务（影像地图服务等）以及为政府提供信息公开窗口（政务基础信息公开查询等）。 2建设必要性 2.1建设背景 随着城市管理建设对城市地上、地下空间数据的要求越来越迫切，开展城建基础数据共享平台建设工作，实现对城建基础信息资源的科学有效管理, 以满足各类空间地理信息的管理应用和城建口部门间共享的迫切；随后应政府各职能部门的要求，市政府决定将数据共享范围从城建口部门扩展到全市各职能部门，同时将城建基础信息数据范围从地理信息拓展到人口、法人、经济等领域，搭建起城建基础数据共享平台为基础政务基础信息资源共享平台。 目前各部门存在“多系统、多平台、少共享”的现象。旅游、国土资源、工商、水务、住建、交通、交警大队、规划、城管、工商、卫生各部门都有自己的信息系统或者平台。例如，系统方面已有数字城管、工商的企业管理系统、国土的电子政务平台、规划的办公业务系统、交警的视频监控平台等。数据方面已有国土、规划的基础地理信息数据、民政的地名地址数据、公安的人口数据、质监和工商的法人单位数据等。

无人机影像匹配点云滤波处理与三维重建

西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｖ页 目录 第１章绪论…………………………………………………………………………………．１１．２国内外研究现状……………………………………………………………………２１．２．１点云数据获取研究现状……………………………………………………．２ １．２．２点云数据滤波和分类研究现状……………………………………………．４ １．２．３建筑物三维重建研究现状…………………………………………………．６１．３论文的主要内容和结构……………………………………………………………９第２章无人机影像匹配点云………………………………………………………………１０２．１无人机影像匹配点云提取关键技术……………………………………………．．１０２．１．１相机标定……………………………………………………………………１０ ２．１．２ＰＯＳ辅助空中三角测量……………………………………………………１１ ２．１．３影像匹配点云提取…………………………………………………………１２２．２无人机影像匹配点云精度评估…………………………………………………．．１７２．２．１精度评定方法………………………………………………………………１７ ２．２．２精度评估实验………………………………………………………………１８２．３本章小结…………………………………………………………………………．．２１第３章改进形态学滤波算法的点云数据滤波……………………………………………２２３．１改进的数学形态学滤波算法……………………………………………………．．２２３．１．１渐进窗口尺寸的形态学滤波算法…………………………………………２３ ３．１．２虚拟格网对点云数据组织方式的改进……………………………………２６３．２基于改进的形态学滤波算法实验………………………………………………．．２７３．２．１关键参数设置………………………………………………………………２８ ３．２．２滤波实验与分析……………………………………………………………２８３．３本章小节…………………………………………………………………………．．３４第４章基于参数化技术的三维重建………………………………………………………３５４．１参数化三维建模技术……………………………………………………………．．３６４．２基于ＣｉｔｙＥｎｇｉｎｅ参数化建模……………………………………………………．３６

数字化三维仿真模拟城市管理系统建设方案详细

数字化三维仿真模拟城市管理系统 建设方案

1.概述 1.1.项目建设背景 “数字城市”是城市信息化发展的方向，是数字地球的一部分，三维地理信息是“数字城市”的重要基础空间信息。三维城市的建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息，并可以以第一人称的身份进入城市，感受到与实地观察相似的体验感。 随着二十一世纪的互联网技术、计算机技术、3S（GIS/RS/GPS）技术、虚拟现实、航空与航天技术等的飞速发展，给地理信息技术手段带来前所未有的变革，利用高分辨率卫星影像以及航空像片，通过对影像的平面、高程、结构、色彩等的数字化处理，按照统一坐标无缝拼接而成可以迅速建立基于真实影象的“三维数字城市”，人们可以直观的从三维城市上判读处山川、河流、楼宇、道路。借助传统平面地图的概念，叠加空间矢量数据，地物兴趣点数据、以及三维模型数据形成可视化“三维数字”城市展示系统。 与传统二维地图相比，“三维数字城市”展示系统突破平面地图对空间描述二维化、三维空间尺度感差、没有要素结构与纹理信息等诸多限制，通过对真实地形、地物、建筑的数字化三维模拟和三维表达，提供给使用者一个与真实生活环境一样的三维城市环境。通过数字化三维仿真模拟城市的实现对城市的管理，把传统的限于二维的城市管理范围扩展到了三维甚至多维的管理范畴，为城市建设、政务管理、企业信息发布与公众查询提供多维的、可持续发展的信息化服务，将大大提高城市整体信息化管理和经营管理水平，并有利于提高公众参与城市管理的积极性和参与性。 1.2.项目建设目标 以先进的技术手段，在三维仿真模拟城市场景中实现朝阳辖区单位、人口、部件、事件、社区绿化等相关信息的管理，进一步提高**政府城市管理水平，提高居民参与城市管理的积极性。另一方面，能够很好的展现数字朝阳的建设成果。最终为建设和谐朝阳提供技术保障，为数字奥运做出贡献。

计算机三维重建技术发展与应用

计算机三维重建技术发展与应用 [摘要] 叙述了三维重建的社会背景及三维重建研究的重要意义。提出了利用三维重建技术建立专家系统,对工程图二个视图的识别与匹配实现智能识图,重建三维模型,通过判断反馈系统,实现人机交互,是一种比较理想的ICAI系统。 [关键词] 计算机；三维重建技术；发展；应用 一、三维重建的发展现状 三维重建长久以来一直是计算机视觉中的一个热门研究领域，它的目标是构建出真实世界对象的数字化表示，并将其在屏幕上显示出来，并给人以真实的感觉。西方的发达国家在三维建模方面的研究起步更是远远早于我们中国，而且他们研究得也比我们深入。日本，美国和英国、法国、德国等国在该方面研究较多 国外在三维重建方面研究最多的国家属日本,近年来，我国在该研究领域逐渐加强了重视程度，真实感的模型三维重建的研究一直关注在如何利用图序列恢复真实物体的三维几何信息和纹理信息，而具有照片级真实感的(Photo一Reallstic)三维模型重建更加人关注。因为照片级真实感的三维模型可以广泛应用在文化遗产保护、文物研究以及动画电影制作等数字娱乐领域，并拥有很乐观的应用前景。 二、计算机三维重建的时代意义 计算机三维重建是计算机辅助设计与计算机图形学中一个重要的研究领域，实现了物体的三维空间点云稀疏重建与稠密重建，并对点云后处理以及基于多幅图像的三维重建。图像的三维重建是综合计算机视觉、图像处理和计算机图形学等学科知识的新兴技术，它具有二维图形所不可比拟的特质，其模型可以从多个不同的角度进行直观的观测、并且具有逼真的效果、达到实时虚拟、实时互动等。使用相机等工具获取景物的多角度图像，通过图像处理、空间几何等知识估计物体几何结构，通过物体的两个以上二维投影图的输入后,计算机进行了自动检索,获取物体的二维几何信息和拓扑信息,并建立起三维立体模型。 面对现代化生产的快速发展和需求，三维建模能够应用在减少设计费用和缩短设计周期等方面，并且能够为社会生活创造出巨大的经济效益。因此，三维建模是一项前景十分有趣又诱人，可以应用到很多领域，有着很高的研究和利用价值。 三、三维建模方法及分类 基于图像的三维真实感模型的重建主要有两个工作，首先要从图像中提取物体的几何特征，建立起物体的几何拓扑结构，然后再从图像中提取物体的纹理信

医学图像三维重建中的关键算法

医学图像三维重建中的关键算法 罗东礼，徐大宏，赵于前 (中南大学信息物理工程学院生物医学工程研究所，长沙410083) 摘要：本文主要讨论了基于序列图像的三维重建中的两个关键算法：特征数据点列的重采样算法与三角化算法。本文把Douglas-Peucker线性简化算法应用在特征边界的重采样上，数据的压缩比得到了明显的改善，也显著地提高了可视化速度。并使用一种简单的三角化算法，对重采样后的数据点列进行三角化，实现目标的三维重建。 关键词：图像序列，三维重建，重采样，三角化 The Algorithm about 3D Reconstruction of Image Sequences Luo Dongli，Xu Dahong，Zhao Yuqian (Institute of biomedical Engineering, School of Info-Physics Geomatics Engineering, CSU, Changsha 410083) Abstract This paper discusses two important algorithms in 3D reconstruction of image sequences, i.e. re-sampling algorithm and triangulation algorithm. An improved algorithm for Doulas-Peucker Line-Simplification is presented. This algorithm can improve the performance of re-sampling and 3D data field visualization. Triangulation is implemented by using a simple triangulation algorithm. Sequentially, 3D object reconstruction is achieved. Keywords Image Sequence, 3D Reconstruction, re-sampling, Triangulation 0 引言 随着计算机软硬件技术，以及医学成像技术的日益发展，基于数字图像技术的医学应用系统也逐渐得到了长足的发展。在这些医学应用系统中，在有效精确地提取出医学图像中相应目标特征量的基础上，进行人体组织或器官的三维重建[1,2]，是很多实用系统的基础，如基于图像的病理分析[3]、基于图像的手术导引与增强[4,5,6,8]、虚拟手术平台[7]等应用系统，因此医学图像的三维重建一直是国内外医学界及图像领域的研究与应用热点之一。 三维重建的目的是从一系列二维切片数据（图像）中得到物体的三维表示，一般使用网格的形式来表示。目前，三维重建过程中经常延用的一种经典算法是Lorensen等人于1987年提出的Marching Cubes方法[10]，其原理简单，易于实现。但这种方法计算效率低，输出的三角网格数量巨大。因此近些年来，仍然有研究者们从不同角度对该算法进行改进[9,11,12]。本文在文献[13]的基础上提出了一种改进重采样算法结合文献[9]基于轮廓的三维重建方法，运用并改进了相关算法，与直接运用文献[9]所提出的算法相比较，本文所提出并改进的方法处理速度更快，输出的三角网格数量也较少，而且三角网格的形态也比较理想。 在第1小节中对算法作了描述，第2小节总结并分析了本文所提出方法的一些性能。 1 算法描述 作者实现基于序列图像三维重建的主要思路如下： (1) 特征提取：在序列图像中提取出需要重建目标的轮廓；