三维图像重建方法及应用研究

摘要.......................................................................................................................................I Abstract....................................................................................................................................II 1绪论 (1)

1.1研宄背景 (1)

1.2国内外研宄现状 (2)

1.3研宄内容和组织结构 (5)

2相关方法与理论基础 (7)

2.1 二维图像的处理方法 (7)

2.1.1图像去噪方法 (7)

2.1.2图像分割方法 (8)

2.1.2.1阈值分割方法简介 (9)

2.1.2.2区域分割方法简介 (9)

2.1.2.3边缘分割方法简介 (10)

2.2三维图像重建方法 (12)

2.3本章小结 (14)

3层叠法三维重建 (15)

3.1相关知识 (15)

3.1.1 CT 图像 (15)

3.1.2脑出血及其出血量的测定 (16)

3.2脑C T图像的血块提取 (17)

3.2.1预处理 (18)

3.2.2区域生长法分割图像 (19)

3.3层叠法三维重建及出血量计算 (22)

3.4实验结果与分析 (22)

3.5 本章小结 (24)

4基于相关点搜索的等值面快速提取方法 (25)

4.1相关点搜索 (25)

4.2中点法简化计算 (28)

4.3算法实现 (30)

4.4实验结果与分析 (32)

4.5 本章小结 (33)

5总结与展望 (34)

参考文献 (36)

致谢 (40)

攻读学位期间发表的论文 (41)

附录一表目录 (42)

附录二图目录 (43)

烟台大学硕士学位论文

1绪论

1.1研究背景

随着时代的发展，传统的二维图像已经无法满足于人类在视觉上的感受，三维立体图像的出现给人类带来了视觉冲击，同时三维重建也成为一个研宄热点。三维重建是结合计算机图形图像技术和计算机视觉而产生的一种新技术，它是通过摄像设备获取到的二维图像，采用某种技术手段将其恢复成为物体的三维形状。主要包含二维图像的获取、标定摄像设备、提取特征、立体匹配和三维重建这几个过程。其中，图像的特征提取及三维重建的过程成为学者们研宄的重点。

当前，计算机技术及数字图像处理技术的成熟度越来越高，如何使计算机或其它机器具有人类的视觉功能已成为当前的一个研宄热点。其中，对图像特征的提取也是研宄计算机视觉的学者们一直关注的重点。一般来说，提取图像特征包含图像预处理、图像分割等方面。图像预处理是为进一步处理图像而必不可少的过程，其中包含图像灰度化、图像增强、图像去噪、图像滤波、图像二值化等多个方面。图像分割的方法主要分为：基于阈值的分割方法、基于区域的分割方法、基于边缘的分割方法以及基于特定理论的分割方法等。自1998年以来，研宄人员不断创新改进，并提出了一些新的理论及方法用于图像分割。图像分割技术已经被广泛应用到了医学影像[1]、交通控制系统m、卫星图像p]、人脸识别[4]、指纹识别[5]等领域。

三维重建已得到了研宄人员和学者们的广泛关注，根据重建出的三维模型能够为研宄人员提供更逼真的信息，特别是在医学领域，使得医生在面对疾病时能够多角度、多层次的观察和处理。获取物体三维模型的方法通常有三种：一是通过各种仪器设备获取；二是利用建模软件构造三维模型；三是利用二维图像重建三维模型。基于二维图像的三维重建所需成本较低，且具有可操作性和灵活性，可以简单的实现三维重建，因此，这方面的研宄受到学者们的广泛关注，而且其中许多技术方法在医学、地矿、军事等方面得到广泛应用。

1、医学研宄及临床诊断

随着计算机断层成像（Computed Tomography，简称C T)、核磁共振成像