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恒牙的三维重构及相关测量

作　者: 冷栋
导　师: 周廷美
学　校: 武汉理工大学
专　业: 测试计量技术与仪器
关键词: VTK 三维重建 轮廓拼接算法 STL 测量
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 17次
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内容摘要


随着计算机软硬件水平的不断提高,三维模型已经深入到我们生活、工作、娱乐的各个方面。如何获取逼真的三维模型,是计算机视觉与计算机图形学领域的一个重要研究课题。三维重建技术是计算机视觉、人工智能、虚拟现实等前沿领域的热点和难点,是人类在基础研究和应用研究中面临的重大挑战之一。基于图像的三维重建是图像处理的一个重要研究分支,是三维建模中的一个重要手段。作为当今热门的虚拟现实和科学可视化的基础,它被广泛应用于检测和观察中,医学图像的三维重建具有深远的意义。本文主要研究了以下三个部分：恒牙及牙根管的三维表面重建。通过获取的恒牙的Micro-CT序列图片,针对牙体形态的测量问题,研究了恒牙以及牙根管的三维重建,采用面绘制的方法,构建了恒牙的三维可视化模型。借助于三维可视化工具包VTK的强大功能,在VS2008的编程环境中,使用轮廓拼接法,完成了恒牙以及牙根管的三维重建。恒牙及牙根管的实体重建。将重建的结果保存为三维造型软件通用的格式文件,即STL格式文件,将其导入到三维造型软件UG中,通过UG中的曲线、曲面造型功能,完成了恒牙牙体以及牙根管的实体重建工作。牙根管的相关测量。通过牙根管颊舌向、近远中向2D曲线反求牙根管中心线3D曲线,对其进行曲线拟合,得到近似于牙根管中心线的光滑曲线,在UG软件的分析命令下,测量牙根管中心线的长度,峰值位置,曲率峰值等相关参数。本文将三维可视化工具包VTK, Visual Studio2008,以及三维建模软件UG在医学上的应用无缝地结合起来,完成人恒牙的三维表面重构以及实体重构,得到了牙根管的相关参数,为建立高分辨率中国人恒牙数学模型和相应的几何学测量标准做了些探索性的研究。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 问题的提出  9
  1.2 研究目的与意义  9-10
  1.3 国内外研究现状  10-13
    1.3.1 三维重构的研究现状  10-11
    1.3.2 牙体测量的研究现状  11-13
  1.4 主要研究内容  13
  1.5 主要研究方法与技术路线  13
  1.6 论文组织结构  13-14
  1.7 本章小结  14-15
第2章 牙体的三维表面重构  15-35
  2.1 VTK介绍  15-23
    2.1.1 VTK的由来与发展历程  15-16
    2.1.2 VTK的基本特点  16-17
    2.1.3 构成VTK的类库的机制  17-18
    2.1.4 VTK类库的可视化结构  18-20
    2.1.5 VTK的两种基本对象  20-22
    2.1.6 VTK的绘制过程  22-23
  2.2 恒牙的三维重建  23-31
    2.2.1 Micro-CT断层图片的获取  23-26
    2.2.2 体数据的获取  26-27
    2.2.3 对体数据进行预处理  27-28
    2.2.4 表面重构  28-30
    2.2.5 绘制与显示  30-31
  2.3 恒牙牙体的三维表面重建结果  31-34
    2.3.1 恒牙的三维表面重建结果显示  31-32
    2.3.2 牙根管的三维表面重建结果显示  32-34
  2.4 本章小结  34-35
第3章 牙体的实体重建  35-49
  3.1 三维模型的表面简化与平滑  36-37
    3.1.1 表面的简化  36-37
    3.1.2 表面模型的平滑处理  37
  3.2 三维重构表面模型的保存  37-38
  3.3 STL格式的保存  38-41
    3.3.1 STL格式的基本介绍  38-39
    3.3.2 STL文件格式的保存  39-41
  3.4 UG实体建模  41-48
    3.4.1 UG简介  41-42
    3.4.2 UG逆向造型设计遵循的原则  42-44
    3.4.3 UG恒牙三维重构的过程  44-45
    3.4.4 恒牙实体建模结果显示  45-47
    3.4.5 牙根管实体建模结果显示  47-48
  3.5 本章小结  48-49
第4章 牙根管的相关测量  49-60
  4.1 牙根管测量的几种基本方法  49-52
    4.1.1 直接测量法  49-50
    4.1.2 间接测量法  50-52
  4.2 牙根管中心线近似曲线的构建  52-56
  4.3 牙根管中心线近似曲线的分析  56-58
  4.4 牙根管相关参数的测量  58-59
  4.5 本章小结  59-60
第5章 总结与展望  60-61
  5.1 全文总结  60
  5.2 展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
作者在攻读硕士研究生期间发表的学术论文  65

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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