博碩士論文 89323121 詳細資訊




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姓名 劉新民(Hsin-Min Liu)  查詢紙本館藏   畢業系所 機械工程學系
論文名稱 膨脹侵蝕法於影像內插運算與三維曲面重建之研究
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摘要(中) 本研究以膨脹侵蝕法為基礎,應用於影像內插技術,以改善三維影像重建之階梯化的問題。
研究首先探討以三角網格表示演算法於影像實體模型建構時,因原始二維影像資料不足,導致表面階梯化的問題癥結。為改善曲面外觀,因此提出膨脹法距離轉換與幾何距離的差異及優缺點,進而選擇以膨脹法距離轉換配合侵蝕法順利產生內插影像,彌補原始二維影像資料不足的缺點。此外,在內插過程中,還加入輪廓像素點對應的考量,建立了相應的關聯性,對於參數式平滑曲面的建構,提供了合理的對應點群,可減少曲面扭曲程度,增加曲面的正確性。
此研究直接利用曲面設計系統將二維影像重建三維模型之外,另新增影像即時展現及標籤功能,於電腦輔助醫學工程方面,讓系統使用者在診療上獲得更快速、精確、真實的應用效果。
摘要(英) In this research, image interpolation based on the dilation and erosion techniques is developed to improve the step-shape of the geometric model used in 3D medical reconstruction.
Basically, the discontinuous step-shape surface existing with the reconstructed geometric model based on the traditional Marching-Cube technique is unavoidable, if the gap between two cross sectional 2D images is large, or the image resolutions between horizontal and vertical images is not compatible. To improve this disadvantage, some interpolated images are necessary between any two cross section images. In this research, the interpolation technique based on the dilation distance and Euclidean distance is discussed respectively, and the interpolation algorithms based on the dilation/erosion transform are developed accordingly. In addition, search algorithms for different contour pixels matching are also developed, which can be used to generate suitable point sets for parametric surface reconstruction.
In the operation interface, not only the model reconstruction function, the real time cross sectional image generation and image isolines labeling are also developed, which can provide more quickly, precise, and real visual effect for medical diagnosis or inspection.
關鍵字(中) ★ 膨脹法
★ 侵蝕法
★ 影像內插
★ 像素對應
★ 曲面重建
關鍵字(英) ★ Dilation
★ Erosion
★ Image interpolation
★ correspondents of pixels
★ surface reconstruction
論文目次 摘 要 I
ABSTRACT II
致 謝 III
目 錄 IV
圖 索 引 VII
第1章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 4
1.3 研究方法 6
1.4 文獻回顧 8
1.5 論文結構 10
第2章 二維影像重建三維曲面 11
2.1 MARCHING CUBES演算法 11
2.2 MARCHING CUBES函式應用測試 14
2.3 結論 19
第3章 膨脹侵蝕法與影像內插 21
3.1 影像預處理 21
3.2 膨脹法距離轉換之概念 24
3.3 膨脹法為基礎之二維影像距離轉換 26
3.4 膨脹法距離轉換之特別情形 30
3.5 侵蝕法為基礎之內插原則 31
3.6 內插像素搜尋條件 33
3.7 膨脹侵蝕法內插應用 35
3.8 內插影像成效評量 47
第4章 影像內插與對應點 49
4.1 對應點於參數式平滑曲面建構之幫助 49
4.2 影像輪廓點對應關係 51
4.2.1 區域差像素關係記錄 51
4.2.2 距離值為基礎之對應點搜尋 53
4.2.3 對應點搜尋法則 54
4.2.4 對膨脹法距離轉換特例之修正 58
4.3 對應成果及討論 61
第5章 實例分析與影像展現 66
5.1 實例分析 66
5.1.1 範例一 66
5.1.2 範例二 67
5.2 影像展現 70
5.2.1 影像切層分割 70
5.2.2 影像標籤 71
5.3 系統功能介紹 73
第6章 結論與未來展望 76
6.1 結論 76
6.2 未來展望 77
參考文獻 78
參考文獻 [1]Berry, E., Brown, J.M., Connell, M., Craven, C.M., Efford, N.D., Radjenovic, A., and Smith, M.A., Jan 1997 “Preliminary experience with medical applications of rapid prototyping by selective laser sintering,”Med. Eng. Phys., vol. 19, pp.90-96.
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[3]Lee, T.Y., and Wang, W.H., July 2000 “Morphology-based three-dimensional interpolation,”IEEE Transaction on Medical Imaging, vol. 17, no. 7, pp.711-721.
[4]Lin, W.C., Liang, C.C., and Chen, C.T., 1988 “Dynamic elastic interpolation for 3-D medical image reconstruction from cross sections,”IEEE Transaction on Medical Imaging, vol. 7, pp.225-232, Sept.
[5]Lorensen, W.E., and Cline, H.E., July 1987 “Marching cubes:A high resolution 3D surface construction algorithm,”Computer Graphics, vol. 21, pp.163-169.
[6]Zhang, L., Li, L., Zheng, Y., and Clark, R., 2000 “3D-Visualization of CT Images under IDL Environment,”Signal Processing Proceedings, 2000. WCCC-ICSP 2000. 5th International Conference on, vol. 2, pp.869-872.
[7]王文秀,1999“體積變形技術及其在三維人體器官動態顯示之應用”, 碩士論文, 成功大學資訊工程研究所.
[8]林子源,2000“實體模型與電腦輔助技術於口腔顎面術前計劃之應用”, 碩士論文, 成功大學機械工程研究所.
[9]鐘永彬,2001“三角網面為基礎之曲面設計系統發展與應用”, 碩士論文, 中央大學機械工程研究所.
指導教授 莊漢東(Han-tung Chuang) 審核日期 2002-7-11
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