[發(fā)明專(zhuān)利]混凝土CT圖像三維重構(gòu)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210015951.7
• 申請(qǐng)日: 2012-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102609980A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙亮;李昌華;黨發(fā)寧;陳登峰;徐勝軍;王宏波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué);西安萬(wàn)方工業(yè)自動(dòng)化有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T17/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.混凝土CT圖像三維重構(gòu)方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

第一步，采用醫(yī)用CT或工業(yè)CT掃描混凝土試件斷面，獲得混凝土靜力壓縮CT二維斷層圖像數(shù)據(jù)；

第二步，運(yùn)用三維重構(gòu)可視化技術(shù)對(duì)混凝土靜力壓縮CT二維斷層圖像進(jìn)行立體重構(gòu)，生成混凝土CT三維顯示圖像；

第三步，對(duì)混凝土CT三維顯示圖像進(jìn)行三維優(yōu)化，最終完成混凝土CT圖像三維重構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土CT圖像三維重構(gòu)方法，其特征在于，所述第二步驟中，運(yùn)用三維重構(gòu)可視化技術(shù)對(duì)混凝土CT二維斷層圖像進(jìn)行立體重構(gòu)，采用光線投影算法按照設(shè)定視線的方向，從混凝土靜力壓縮CT二維屏幕上的每個(gè)像素點(diǎn)出發(fā)，發(fā)出一條射線，沿著該射線按照一定的步長(zhǎng)進(jìn)行等距采樣；對(duì)距離某個(gè)采樣點(diǎn)最近的八個(gè)體素的屬性值做三線性插值運(yùn)算，得到該采樣點(diǎn)的屬性值，對(duì)得到的每個(gè)采樣點(diǎn)的屬性值進(jìn)行逐點(diǎn)合成，從而得到所對(duì)應(yīng)的屏幕上該像素點(diǎn)的顏色值和不透明度值，最終生成混凝土CT三維顯示圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土CT圖像三維重構(gòu)方法，其特征在于，所述對(duì)得到的每個(gè)采樣點(diǎn)的屬性值按照由后向前的圖像合成和由前向后的圖像合成的圖像合成算法進(jìn)行逐點(diǎn)合成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土CT圖像三維重構(gòu)方法，其特征在于，所述第三步驟中，對(duì)混凝土CT三維顯示圖像進(jìn)行三維優(yōu)化過(guò)程包括下述步驟：

①數(shù)據(jù)預(yù)處理優(yōu)化：使用包圍盒技術(shù)對(duì)三維空間數(shù)據(jù)場(chǎng)進(jìn)行裁剪，在平行光線的投影下，利用規(guī)則網(wǎng)格數(shù)據(jù)場(chǎng)特點(diǎn)，使用Graham方法實(shí)現(xiàn)用一個(gè)能把三維體數(shù)據(jù)場(chǎng)中的有用信息都包圍起來(lái)的最小長(zhǎng)方體包圍盒，把目標(biāo)體數(shù)據(jù)限定在其中；把包圍盒投影到成像屏幕上，形成一個(gè)投影多邊形；對(duì)所得到的最優(yōu)投影多邊形進(jìn)行一次掃描轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)投射光線的生成；

②投射光線體素化及重采樣優(yōu)化：通過(guò)圖像空間坐標(biāo)計(jì)算轉(zhuǎn)換為物體空間坐標(biāo)，接著在物體空間坐標(biāo)系OXYZ中利用Bresenham方法推廣到三維，對(duì)投射光線進(jìn)行體素化和求交處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種混凝土CT圖像三維重構(gòu)方法，其特征在于，所述步驟①中，用Graham求解最小包圍盒凸殼的算法過(guò)程如下：

a)先計(jì)算平面凸集中所有點(diǎn)的y坐標(biāo)，記錄y值最小點(diǎn)，之后把它與凸集中所有剩余點(diǎn)進(jìn)行連接形成線段，接著計(jì)算所得到的線段與水平線之間的夾角；然后對(duì)這些點(diǎn)先按照夾角大小進(jìn)行排序，如果夾角相同，就按照與y值最小點(diǎn)的距離排序，依次連接得到的序列點(diǎn)集p1，p2，…，pn，從而形成一個(gè)多邊形；

b)通過(guò)判斷某兩個(gè)點(diǎn)是不是在某一條指定線段的同側(cè)，把p3到pn-1中不是凸殼頂點(diǎn)的點(diǎn)刪除；

c)最后把經(jīng)過(guò)刪除所得到的凸殼頂點(diǎn)進(jìn)行輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種混凝土CT圖像三維重構(gòu)方法，其特征在于，所述步驟②中，投射光線體素化及重采樣優(yōu)化，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是通過(guò)下述迭代關(guān)系式實(shí)現(xiàn)的：

p2′.x＝p2.x+r₀；p2′.y＝p2.y+r₃；p2′.z＝p2.z+r₆

其中，(p2.x，p2.y，p2.z)是點(diǎn)p1在物體空間坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)p1′的坐標(biāo)；r₀、r₃、r₆分別表示像素在x，y，z軸上的物體空間坐標(biāo)位置。