福建省科技计划重点项目(2011H0027)
- 作品数：17 被引量：27H指数：3
- 相关作者：陈国栋陈怡王娜李杰潘翔更多>>
- 相关机构：福州大学福建师范大学更多>>
- 发文基金：福建省科技计划重点项目福建省自然科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 基于移动最小二乘法的无网格肝脏形变研究被引量：2
- 2015年
- 在手术虚拟仿真对软组织形变研究中,采用传统的网格形变方法,由于出现网格畸变、网格重构会影响形变效果的问题。针对手术虚拟仿真要求尽可能逼真地模拟形变以达到良好的真实感,提出了一种基于移动最小二乘法的无网格方法对以肝脏为对象的软组织进行形变研究,考虑肝脏软组织生物力学特性,采用Voigt模型对肝脏软组织进行物理建模。同时,针对无网格肝脏模型的碰撞检测,提出AABB包围盒与八叉树空间分割相结合的碰撞检测算法,在肝脏模型体节点的合理布局基础上可以对碰撞进行有效准确的检测。实验结果表明,无网络方法实现简单且具有较好的形变真实感,对虚拟手术中软组织形变研究具有重要的指导意义。
- 许少剑陈国栋
- 关键词：无网格法物理建模碰撞检测
- 基于改进SPH的皮肤表面血流模拟算法
- 2016年
- 针对现有血流真实感绘制中采用的动力学模型精度较低的问题,提出一种基于改进光滑粒与动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)的皮肤表面血流模拟算法。首先对血液模拟算法进行分析,选取Casson流体作为血液流动现象的流体动力学模型;然后,根据Casson流体的动力学方程的特点,对传统的SPH方法进行改进,并用改进后的方法对血液流动现象进行数值计算;最后将得到的血液粒子运动学信息用于模拟皮肤表面的血流过程。试验结果证明,该方法降低了传统方法的复杂度,提高程序的计算精度,为虚拟手术中对皮肤切口出血的仿真研究提供了新思路。
- 王娜陈国栋陈怡
- 关键词：虚拟手术血流动力学模型
- 肝脏管道参数化三维建模方法研究
- 2014年
- 为了提高虚拟手术的模拟价值,方便血管管道的医学研究,通过分析管道结构以及几何形态的相似性,将树木等多分枝物体的三维参数化建模思想应用于血管管道的三维建模上,在肝脏门静脉三维骨架提取的工作基础上研究了一种以B样条曲线为基元重建肝脏管道模型的方法。血管三维形态由广义柱模型来定义,以B样条曲线进行空间骨架线的三维拟合,绘制出以特征点为圆心且垂直于切线的横截圆,根据横截圆上的轮廓点进行表面重构绘制出血管管道。实验结果表明,利用该方法可以对重建的血管管道模型进行实时操控、变形及编辑,直观方便,对于需要用户进行频繁交互的虚拟手术有重要的指导意义。
- 陈国栋叶楠
- 关键词：参数化可视化
- 复用计算的虚拟肝脏体纹理合成与映射方法被引量：1
- 2015年
- 虚拟手术中器官纹理能够给用户直观反映,加强临场感和操作感。研究在虚拟肝脏手术中纹理的表现技术,先合成体纹理空间,把二维情况下基于复用计算的纹理合成技术进行改进,扩展至三维空间中进行体纹理块分布并着色;同时计算每个三角面片内部点集并着色,以此增加纹理的真实感;切割肝脏体能看到内部纹理。实验结果表明,该方法能够生成具有高度真实感以及同样本体纹理相似的三维纹理,且合成速度能够满足虚拟手术要求。
- 陈国栋潘翔何汉鑫
- 关键词：虚拟手术肝脏纹理映射
- 最小能量约束与ARDP算法混合的病灶点云重建
- 2017年
- 针对传统面绘制方法随真实感的提升效率急剧下降,且交互性及灵敏度较差的问题,基于CT点云数据提出了一种肝脏病灶的表面重建方法。首先改进了点云数据的插值和自适应精简方法;然后提出将模型重构过程分为两部分,先通过最小能量约束和简化的MC算法由点云距离场快速创建粗糙的基底模型,接着提出一种线性最优化的ARDP算法用于自动计算点元投影向量,从而将当前模型表面节点直接映射至点云,通过交互式地确定迭代次数可按需逐步提高模型精确度,最终获取高质量模型,实现散乱点到平滑面的直接过渡。实验结果表明,利用该算法生成平均误差小于0.000 1的高精模型将大大缩短时间,且对不规则病灶模型有着良好的适应性。
- 陈国栋王霏霏
- 关键词：点云精简
- 基于改进GA的肝脏管道个性化建模方法被引量：1
- 2016年
- 针对传统肝脏管道建模技术需要根据每个人的不同信息多次建模的问题,本文将分形几何的思想引入肝脏管道建模,用模拟动态生长的迭代方法构建了肝脏管道的骨架结构,提出了一种基于改进遗传算法(GA)的肝脏管道个性化建模方法.首先,初始化骨架个体库后即开始进行新集合的适应度评估;然后,判定骨架线样本是否已存在于个体库中,若已存在则取出该个体的适应度,若不存在即可开始计算该个体对应的适应度;最后,将计算出的结果和该个体本身加入到个体库中.实验证明,该方法可以有效地用于虚拟手术中肝脏管道的三维重建,能够满足医生对病人管道模型的互动操作要求,具有一定的实用性.
- 王娜陈国栋李杰
- 关键词：遗传算法骨架线
- 改进的B-Snake模型肝脏CT图像分割算法被引量：3
- 2015年
- 肝脏模型的个性化是肝脏虚拟手术系统中的一个关键技术,而肝脏模型的个性化又是以肝脏CT图像的三维分割为前提的。针对B-Snake模型的特点,提出一种结合区域填充的改进B-Snake模型图像分割算法。将相邻的上一张切片的分割结果映射到当前切片上,根据一定的规则进行区域填充,并将填充后的结果与前一张切片的分割结果按一定的算法进行比较,进一步优化。得到的初始轮廓很接近肝脏的真实边界,而且大部分曲线已在边界上,将其作为改进的B-Snake模型算法的初始轮廓,只需对其进行部分控制点的优化调整,就可得到准确的分割结果。以此类推,直到处理完所有切片图。实验表明,该算法能有效提高分割的准确度,获得较满意的分割结果。
- 王杰雄陈国栋陈怡
- 关键词：肝脏图像分割活动轮廓模型
- 一种肝脏体纹理压缩方法
- 2015年
- 文章针对肝脏体纹理色彩锐变图像的局部特征,提出了基于块的游程编码和改进的S3TC混合编码方法。按照4×4像素对肝脏体纹理图像进行分块,直接抽取四种15 bits RGB565颜色作为四色查找表,而不进行插值计算,然后进行混合编码。实验证明,此算法对肝脏体纹理锐变图像较之传统的S3TC编码具有更高的压缩比和更好的图像重建品质。该方法对肝脏体纹理压缩具有较高的参考价值和实用价值。
- 陈思喜陈国栋
- 关键词：纹理压缩游程编码虚拟手术
- 空间各向异性肝动脉体纹理合成方法研究被引量：1
- 2016年
- 针对空间上具有各向异性的体纹理,提出一种基于样本的体纹理合成方法,把二维情况下基于二维纹理样本块的粘贴技术扩展至三维,应用到构建好的肝动脉模型。根据用户在四面体网格上定义的张量场,以四面体为合成单元,粘贴各向异性的三维纹理样本块。实验结果与理论分析表明,该方法可以在任意三维区域根据用户的交互合成预期的纹理效果,且能够较好地模拟肝动脉的内部结构,实现切割的实时可视化。
- 曾惠燕陈国栋
- 关键词：肝动脉各向异性
- 基于改进Marching Cubes算法的血流实时仿真研究
- 2016年
- 针对传统的Marching Cubes算法空体元检测时间过多影响执行效率的问题,设计了一种针对流体表面绘制的Marching Cubes改进算法。在算法中,首先检测了规则点阵的密度,然后通过设定阈值将粒子密度低于阈值的区域与密度高于阈值的区域分离,仅将密度较高的区域使用简化版Marching Cubes算法绘制。仿真实验证明,与球形渲染算法和Marching Cubes算法相比,本文提出的算法减少了对空体元的访问,提高了显示的质量,从而使得整体绘制算法符合实时渲染的要求。
- 王娜陈国栋陈怡
- 关键词：MARCHING体元血流等值面
