[發(fā)明專利]對(duì)三維目標(biāo)建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310450402.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN103489220A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志成;陳墾;熊璟;陳鳴閩;王麗艷;劉勇;孟書先;李生廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T7/00;A61B6/03
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 沈祖鋒;郝明琴

1.一種對(duì)三維目標(biāo)建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法，包括以下步驟：S10、基于醫(yī)學(xué)成像技術(shù)獲取所述目標(biāo)的二值原始體數(shù)據(jù)；S20、采用形態(tài)學(xué)閉操作去除所述原始體數(shù)據(jù)中的孔洞；S30、對(duì)去除孔洞后的原始體數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理；S40、采用等值面提取算法將平滑后的原始體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三角化表面三維數(shù)據(jù)；S50、采用保角映射算法將所述三角化表面三維數(shù)據(jù)映射至單位球體表面；S60、獲取與所述單位球體表面頂點(diǎn)距離最短的點(diǎn)集，并進(jìn)行逆映射以及初始對(duì)齊操作，得到第一形狀訓(xùn)練集；S70、采用體素化算法將所述第一形狀訓(xùn)練集轉(zhuǎn)換為中間體數(shù)據(jù)；S80、對(duì)所述中間體數(shù)據(jù)采用兩次非參數(shù)化彈性配準(zhǔn)方法，得到建立對(duì)應(yīng)關(guān)系的第二形狀訓(xùn)練集；S90、對(duì)所述第二形狀訓(xùn)練集運(yùn)行主成分分析，獲取其平均值、非零單位特征根以及特征向量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法，其特征在于，步驟S60包括以下步驟：S61、對(duì)所述單位球體表面進(jìn)行三角形片面劃分，得到第一點(diǎn)集；S62、基于所述第一點(diǎn)集，獲取與所述單位球體表面頂點(diǎn)距離最短的第二點(diǎn)集；S63、對(duì)所述第二點(diǎn)集進(jìn)行逆映射操作；S64、隨機(jī)選取一逆映射形狀作為參考形狀，采用Procrustes算法執(zhí)行初始對(duì)齊操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法，其特征在于，在步驟S61中，對(duì)所述單位球體表面進(jìn)行三角形片面均勻劃分，得到等間隔的所述第一點(diǎn)集。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法，其特征在于，步驟S80具體包括以下步驟：第一次配準(zhǔn)、隨機(jī)選取所述中間體數(shù)據(jù)中的一例形狀作為參考圖像，將其余體數(shù)據(jù)與參考圖像進(jìn)行Demons彈性配準(zhǔn)，得到第一形變場(chǎng)，采用所述第一形變場(chǎng)對(duì)所述第一形狀訓(xùn)練集中的三角化表面形狀進(jìn)行彈性形變，得到中間形狀訓(xùn)練集；第二次配準(zhǔn)、求取所述中間形狀訓(xùn)練集的平均形狀，采用體素化算法將所述平均形狀與中間形狀訓(xùn)練集轉(zhuǎn)化為二值圖像體數(shù)據(jù)A、B，以A為參考圖像，將B中體數(shù)據(jù)與參考圖像進(jìn)行Demons彈性配準(zhǔn)，得到第二形變場(chǎng)，采用所述第二形變場(chǎng)對(duì)中間形狀訓(xùn)練集中的三角化表面形狀進(jìn)行彈性形變，得到所述第二形狀訓(xùn)練集。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法，其特征在于，基于形態(tài)學(xué)原理，步驟S20包括對(duì)所述原始體數(shù)據(jù)依次進(jìn)行以下操作：S21、膨脹處理；S22、腐蝕處理；S23、泛洪填充處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法，其特征在于，在步驟S30中，采用高斯平滑算法、非線性平滑算法或均值平滑算法對(duì)去除孔洞后的原始體數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟S40后、執(zhí)行步驟S50前，采用Crust算法重新生成三角化表面三維數(shù)據(jù)，再采用Ball-Pivoting算法得到優(yōu)化后的三角化表面三維數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法，其特征在于，采用CT或MRI成像技術(shù)獲取所述原始體數(shù)據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立統(tǒng)計(jì)形狀模型的方法，其特征在于，所述目標(biāo)本體區(qū)域的二值體數(shù)據(jù)值為1，所述目標(biāo)非本體區(qū)域的二值體數(shù)據(jù)值為0。