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基于ICT切片图像的反求重构技术研究

任景英  
【摘要】:反求工程是指根据已有的产品或产品原型构造其三维模型的过程。目前,反求工程已成为世界各国消化、吸收国内外先进技术和对现有产品进行改进的一个重要手段。本文主要研究基于ICT(Industrial Computed Tomography)切片图像的反求重构技术,旨在探索ICT技术在反求工程中的应用。 基于ICT切片图像的反求重构技术在本文中主要分为三个部分进行研究,归纳如下: 1.ICT断层扫描图像预处理,主要包括图像平滑处理、二值化处理、边缘检测和轮廓跟踪。研究了邻域平均滤波、保持边缘的滤波和中值滤波三种图像平滑方法,采用了中值滤波对原始图像进行平滑处理;在图像分割中研究了平均灰度值法、最大熵法、类别方差自动门限法,并提出了基于边缘特征的二值化算法对图像进行分割,实验表明较好的保留了图像的边缘特征;在边缘检测方面采用改进的Sobel算子和Canny算子对图像进行边缘检测,然后根据轮廓跟踪准则对边界点进行排序,将图像数据转化为具有单像素宽的轮廓环。 2. 断层图像间的插值,由于采集到的ICT图像断层间的距离比断层图像像素间的距离大得多,这就需要用插值的方法来提高层间的分辨率。本文在研究传统的插值方法的基础上,根据课题的特点,提出了一种基于距离变换的目标图像插值方法,它是根据形状插值的思想,并借鉴已有的轮廓插值的算法在断层图像之间进行二值图像的插值,结合了对象插值和轮廓插值两种插值方法的优点,得到了较好的结果。 3. 曲面拟合及重构,为了解决重构曲面连续性、光滑性问题,首先采用B样条曲线对曲面进行拟合,其实质就是在纵横两个方向分别进行B样条曲线拟合;然后采用体绘制的方法对断层图像进行重构,也近一步验证了B样条曲面拟合的效果。 本课题的研究工作具有重要的理论意义和应用价值,这些技术对于国防建设、高技 WP=5 术跟踪、机械设计制造行业的科技进步,推动地方经济建设和发展,都起着十分重要的作用。


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