基于图像的三维心脏表面模型重建

【摘要】心脏三维模型对于心脏疾病的诊断和治疗具有很重要的作用,为满足心肌缺血可视化的显示需求,本文提出了一种基于图像重建三维心脏表面模型的新方法。该方法将一个标准心脏模型固定在精密旋转台之上,然后用一部标定内参矩阵的数码相机拍摄该心脏模型随旋转台旋转一周的多幅图像。利用SIFT算法完成每幅图像的特征点检测和多视图之间特征点的匹配。通过对满足极对应关系的多视图进行两两匹配,求出图像间对应点的坐标。再利用匹配到的对应点坐标和标定好的相机内参数求出极对应图像的外参数矩阵。进而实现两幅图像间对应点的三维重建。在两视图三维重建的基础上,本文提出了一种多视图三维重建方法来重建三维心脏表面模型。该方法先完成标准心脏模型多视图中任意两幅图像的三维重建,然后将所有两视图重建得到的三维点,通过坐标系的相似变换,统一到一个世界坐标系下,从而得到整个心脏表面的三维点云。最后用Meshlab软件对重建得到的心脏表面点云进行网格化处理,得到三维心脏面片模型。实验结果表明,该方法成功地重建了三维心脏表面模型,并且成本低、效率高,重建的模型能满足心肌缺血可视化的显示需要。本文的创新在于将心脏模型的重建和计算机视觉结合到了一起,利用成熟的图像重建技术实现了特定需求下的三维心脏模型的获得。另外一项创新是在多视图的三维重建方面,以多视图中两两图像的三维重建为基础,利用三维空间点坐标系的相似变换为手段,将分散的三维空间点进行连接融合,实现整体三维点的获得。
【作者】张韶宇；
【导师】杨圣；
【作者基本信息】中国科学技术大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】心脏模型；三维重建；单相机；多视图；SIFT算法；

【参考文献】
[1]李斌,孙涛,宋轶民,刘建平.多排行星齿轮动力耦合器的构型综合方法[J].天津大学学报.
[2]范明,乐嘉锦.前言[A].中国计算机学会数据库专业委员会.第十九届全国数据库学术会议论文集（研究报告篇）[C].中国计算机学会数据库专业委员会:,2002:1.
[3]郑琳.基于4Rs营销理论的招商证券经纪业务营销创新研究[D].厦门大学,工商管理,2014,硕士.
[4]蒋冬芹.以思想政治理论课为载体推进高校马克思主义大众化研究[D].安徽大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[5]石丽君.基于B/S结构的高职教务管理系统的设计与实现[D].东北大学,计算机软件与理论,2010,硕士.
[6]占慧.MKL公司电子商务发展战略研究[D].上海交通大学,工商管理（EMBA）,2013,硕士.
[7]明星.双歧杆菌黏附蛋白生物学功能的初步探究[D].南昌大学,微生物学,2014,硕士.
[8]郑冬冬.中国专家香山会议探讨石墨烯发展前景[J].半导体信息,2012,06:5-6.
[9]李志华.真空中煤还原氧化镁的研究[D].昆明理工大学,2004.
[10]邹兆年,李建中,高宏,张硕.从不确定图中挖掘频繁子图模式[J].软件学报,2009,11:2965-2976.
[11]伊双艳.老年冠心病合并慢性肾脏病远期预后及相关危险因素临床研究[D].中国人民解放军医学院,老年医学,2013,硕士.
[12]王萨日娜.蒙古族传统皮制品的制作工艺及其审美特征[D].内蒙古师范大学,中国少数民族艺术,2013,硕士.
[13]周海滨.我国棉花期货市场跨期套利研究[D].新疆财经大学,金融学,2013,硕士.
[14]刘亮.柔性MEMS流量传感器的研发[D].哈尔滨工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[15]孟强强.若干金属氧化物电子结构的第一性原理研究[D].中国科学技术大学,化学物理,2014,博士.
[16]乔立红,考书婷,杨志兵.三维数字化工艺模型及其表达框架[J].ChineseJournalofMechanicalEngineering.
[17]汪灿飞.不同叶型全开式叶轮离心泵的数值计算与试验研究[D].浙江理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[18]钱少明,都明宇,杨庆华.3自由度气动柔性手指包络抓持力模型研究[J].农业机械学报,2014,02:66-72.
[19]宋敏青.数据挖掘在Web中的研究与应用[J].现代情报,2002,03:59-61+27.
[20]记者李明.1月减持九次上海新梅业绩不佳被两大股东“抛弃”?[N].第一财经日报,2013-03-29C03.
[21]杨荣.房县农村初级中学体育伤害事故调查研究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[22]钱鑫.苏州构建多元主体协同创建文明城市路径的探索及其完善[D].苏州大学,行政管理,2013,硕士.
[23]何斐.Y掺杂下α-Al_2O_3涂层的低温等离子复合渗法制备与性能研究[D].南京航空航天大学,材料加工工程,2013,硕士.
[24]邓菲菲.新疆棉铃虫不同地理种群遗传多态性研究[D].新疆农业大学,动物学,2012,硕士.
[25]陈志强.县级电力局营销辅助决策系统的应用研究[D].华北电力大学（河北）,2004.
[26]王爽.论“自媒体”到“自媒体图书”的衍生及思考[D].山东工艺美术学院,艺术设计,2014,硕士.
[27]原思成.青藏铁路冻土区典型地段路基变形分析[D].北京交通大学,2007.
[28]张馨誉.公司僵局下小股东的权益保护[D].兰州大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[29]杨明,孙志挥,宋余庆.快速更新全局频繁项目集[J].软件学报,2004,08:1189-1197.
[30]安晓雷.杏仁核多巴胺D2受体及其相关神经递质和受体对棕色田鼠行为调节的作用[D].陕西师范大学,生理学,2014,博士.
[31]姚海娟.创造性思维与认知抑制：机制和影响因素[D].天津师范大学,发展与教育心理学,2014,博士.
[32]余娟清.基于遥感和GIS的土地利用变化及其环境效应分析[D].福建师范大学,自然地理学,2004,硕士.
[33]梁亚婷.地铁火灾烟气流动规律的数值模拟研究[D].西安科技大学,安全工程,2013,硕士.
[34]程永强.基于FRFT和Gabor小波的遥感图像变化检测研究[D].西南交通大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[35]樊博.49例髓母细胞瘤的临床特点以及预后的回顾性研究[D].河北医科大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[36]任鹏.水彩风景画中的意境[D].内蒙古师范大学,艺术（专业学位）,2013,硕士.
[37]胡峰.变系数线性模型参数的递推估计[J].自动化学报,1994,05:628-631.
[38]俞顺平.中国农业银行安徽省分行业务流程再造研究[D].西安理工大学,2005.
[39]俞伟飞.一种基于虚拟打印的医疗信息集成技术开发[D].浙江大学,生物医学工程（专业学位）,2013,硕士.
[40]王恺.事业单位专业技术人员绩效考核体系研究及再设计[D].首都经济贸易大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[41]张苑.英汉情景喜剧的情感资源对比研究[D].长安大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[42]郑哲.马氏珠母贝珍珠质形成microRNA的筛选和功能研究[D].广东海洋大学,海洋生物学,2013,硕士.
[43]郭银.我国商品交易市场区域差异及影响因素分析[D].重庆工商大学,产业经济学,2014,硕士.
[44]曾国湘.时间序列突变点检测理论方法及其应用[D].扬州大学,概率论与数理统计,2012,硕士.
[45]米霞.XBRL与注册会计师行业的互动研究[D].山东财经大学,会计学,2014,硕士.
[46]于志江.科学技术作为社会众人地标准的局限性[D].辽宁大学,马克思主义哲学,2012,硕士.
[47]周品.污泥—秸秆复合基活性炭的制备，性能研究及应用[D].广西科技大学,生物化工,2013,硕士.
[48]李淑芬.光场的熵压缩性质及量子非局域性[D].福建师范大学,理论物理,2004,硕士.
[49]王仲旭.基于电磁扫描的高密度电路模块检测技术研究[D].西安电子科技大学,计算机应用技术,2011,硕士.
[50]王勇.大连胜狮国际集装箱有限公司发展战略研究[D].大连理工大学,MBA（专业学位）,2012,硕士.