亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于X射線照片的三維造型重構(gòu)

        2013-08-10 10:21:54陳鵬
        電子設(shè)計工程 2013年10期
        關(guān)鍵詞:X射線矢量像素

        陳鵬

        (福建省電子產(chǎn)品監(jiān)督檢驗所 福建 福州 350003)

        圖像處理被廣泛使用于諸如軍事目標(biāo)識別[1]和血液測試[1]等不同場合。本研究針對X射線照片進行圖像處理??偟恼f來,商業(yè)軟件功能相當(dāng)強大;然而,商業(yè)軟件經(jīng)常是捆綁式的,所以它們無論在費用、物理平臺或者操作上都占用大量資源,這就造成本研究的需要,也就是開發(fā)簡單實用便宜的小型軟件以滿足具體需要。對于X射線圖像處理的研究已經(jīng)有據(jù)可查[2-3]。 本文討論的是基于文件格式為BMP(BitMap的縮寫)的X射線照片進行三維形狀成型,這也方便以后在無損探測等領(lǐng)域中使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對物體的厚度及材料等進行分析。本文利用編程技巧處理X射線照片以便產(chǎn)生三維實物圖像并和商業(yè)軟件進行交互。下述段落給出了軟件開發(fā)、設(shè)計原理和結(jié)果的闡述。

        1 軟件開發(fā)

        X射線照片的獲取途徑很多,包括互聯(lián)網(wǎng)。為了很方便地將此類BMP圖片裝載到圖片框中 (見圖1,軟件采用Visual Basic 6.0編程[4]),本設(shè)計編寫了一段子程序用來按比例縮小過大的圖片從而讓整張照片顯示并使得照片的清晰度不受影響。在此步驟之后,Windows的 API(Application Programming Interface的縮寫)函數(shù)被使用來分析圖片中每一像素的R,G,B矢量。 考慮到特定區(qū)域的圖片分析,本設(shè)計允許用戶選定具體的矩形區(qū)域進行操作。根據(jù)三維物體幾何學(xué),三維物體的運動,包括平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、被遮蔽表面的去除以及上色可以在軟件中實現(xiàn)。同時,本設(shè)計采用三角形面片離散地近似表示三維模型,其中所產(chǎn)生的X射線照片像素信息分別以Pro-Engineer軟件(.STL文件)和Paraform[5]軟件(.XYZ文件)相應(yīng)格式存放。另外,軟件本身不但能夠產(chǎn)生STL格式的文件,而且可以顯示(見圖2)經(jīng) Pro-Engineer軟件所產(chǎn)生的STL文件格式的各種文件。

        圖1 裝載X射線圖像Fig.1 Loading the X-ray image

        圖2 STL文件顯示Fig.2 STL file display

        圖3 STL格式Fig.3 STL format

        圖4 點云格式Fig.4 Point cloud format

        由于圖片的區(qū)域可以指定(比如為了檢測物體的缺陷或者分析某部分高度),本軟件考慮利用鼠標(biāo)選擇矩形區(qū)域。通過拖動鼠標(biāo),該矩形區(qū)域可以被指定或者放棄。為了能夠觀看選擇區(qū)域的三維造型,用戶可以和使用Pro-Engineer軟件觀看STL格式文件一樣的方式來查看。同樣,用戶可以使用本軟件來查看上述三維造型。另外,通過和STL數(shù)據(jù)產(chǎn)生類似的方法,點云(point cloud)格式的數(shù)據(jù)(.XYZ文件)也在鼠標(biāo)拖動下產(chǎn)生。同張金屬重疊(鋁和銅)X射線照片的類似區(qū)域的三維造型分別見圖3(STL格式,本軟件顯示)和圖4(點云格式,商業(yè)軟件顯示)。從圖中可以清楚看出重疊部分包含有臺階,從而確定金屬的塊數(shù)等。

        2 設(shè)計原理及結(jié)果

        有許多關(guān)于三維物體運動控制的參考[6]。相關(guān)的控制基本上是原始數(shù)據(jù)包括歸一化及點(本研究就是像素)坐標(biāo)的矩陣操作。很明顯,每個像素都可以分解為相應(yīng)的R,G,B矢量。為了能夠?qū)⒔o定圖形繪制成三維,本設(shè)計使用了若干API函數(shù)將成功裝載并完全顯示之后的圖片的每個像素的R,G,B矢量產(chǎn)生。本設(shè)計將圖5三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)X定義為圖5圖片框中的坐標(biāo)X的對應(yīng)項;將圖5三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)Y定義為圖5圖片框中的坐標(biāo)Y的對應(yīng)項;將圖5三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)Z定義為圖5圖片框中的像素點(X,Y)的對應(yīng)R,G,B矢量的合成項。

        圖5 圖片框坐標(biāo)系與三維坐標(biāo)系Fig.5 Picture box coordinate&3D plot coordinate

        當(dāng)所有的像素點沿著X方向相連(Y為定值),然后再將Y增加1并重復(fù)上述步驟時可以形成該圖片的三維圖。而且,表面與底部也將分開 (Z值是個變量可以因具體情況而改變比例)。同時,隱藏線的去除也是必要的,因為靠近讀者的前面的線條會擋住后面線條的視線,這種情況發(fā)生于后面線條的Z值不大于前面線條的Z值的條件下。圖6給出了隱藏線條未去除的錯誤成形情況和采取措施后的情況。

        圖6 未使用隱藏線去除和已使用隱藏線去除Fig.6 No hidden line removal&hidden line removal

        本設(shè)計還包括表面的上色,物體表面的上色需要收集表面數(shù)據(jù)。按圖7所示,將像素格子分開并組成三角形來形成表面??梢詫⑾袼刈鴺?biāo)定義成格式如(X1,Y1,Z(X1,Y1)), (X2,Y1,Z(X2,Y1))……,其中 Z 是相關(guān) R,G,B 的復(fù)合值。 圖 7 中的三角形被順次連接并進而形成圖中X-Y平面上的投影。軟件根據(jù)前后位置找出看得見的三角形并對其上色,其中還涉及每一個三角形的歸一化(normalization)處理。

        當(dāng)歸一化處理之后,所有的數(shù)據(jù)將被產(chǎn)生成文本格式的STL文件,也就計算出各個三角形頂點坐標(biāo)值及三角形平面的法向量從而形成實體造型顯示于本軟件界面。另外,當(dāng)用戶對圖片的運動進行改變(包括旋轉(zhuǎn)移動等)時,軟件便重新進行歸一化以便從相應(yīng)的視角進行表面的上色。圖8給出了人體X射線照片[7]及相應(yīng)的上色后的三維造型。

        圖7 像素點和三角形矢量的產(chǎn)生Fig.7 Pixel vector&triangle vector generation

        3 結(jié)束語

        文中論述了一種比較簡單易行且實用的基于單張X射線照片的三維造型方法。基于此法的軟件分析BMP格式圖片的像素、產(chǎn)生必要的三角形坐標(biāo)系、計算面矢量值、去除隱藏線并對三角形表面進行上色形成三維圖。軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)被存儲成STL文件格式或者點云文件格式。通過金屬重疊照片分析和人體胸部射線照片分析表明本軟件較好地顯示出X射線圖片的三維成形造型效果。

        圖8 人體射線照片及三維圖Fig.8 X-ray image and the 3D plot

        [1]Hecht-Nielsen R.Neural networks for image analysis[C]//Neural Networks for Vision and Image Processing.Massachusetts:The MIT Press,1992:449-460.

        [2]Wojcik R,Majewski S,Parker F R,et al.Single shot dual energy reverse geometry X-radiography [C]//Nuclear Science Symposium.USA:IEEE,1996:811-815.

        [3]Engler P,F(xiàn)riedman W D.Review of dual-energy computed tomography techniques[J].Material Evaluation,1990,48(5):623-629.

        [4]楊章偉.Visual Basic完全自學(xué)寶典[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.

        [5]Paraform Inc.Paraform Software.[EB/OL].[2003-04-08].http://www.paraform.com.

        [6]Stephens R.Visual Basic (r)graphics programming:handson applications and advanced color development[M].2nd ed.[s.l.]:John Wiley&Sons,1999.

        [7]X-ray Image.[EB/OL].[2012-12-01].http://edu.glogster.com/media/4/26/12/85/26128508.jpg.

        猜你喜歡
        X射線矢量像素
        “X射線”的那些事兒
        趙運哲作品
        藝術(shù)家(2023年8期)2023-11-02 02:05:28
        實驗室X射線管安全改造
        機電安全(2022年5期)2022-12-13 09:22:26
        像素前線之“幻影”2000
        矢量三角形法的應(yīng)用
        虛擬古生物學(xué):當(dāng)化石遇到X射線成像
        科學(xué)(2020年1期)2020-01-06 12:21:34
        “像素”仙人掌
        基于矢量最優(yōu)估計的穩(wěn)健測向方法
        高像素不是全部
        CHIP新電腦(2016年3期)2016-03-10 14:22:03
        三角形法則在動態(tài)平衡問題中的應(yīng)用
        免费啪啪av人妻一区二区| 中文字幕一区二区三区四区久久| 天天躁日日躁aaaaxxxx| 亚洲女同高清精品一区二区99| 中日韩精品视频在线观看 | 狠狠噜天天噜日日噜| 人人妻一区二区三区| 美女主播网红视频福利一区二区| 午夜不卡亚洲视频| 亚洲综合久久成人a片| 国产特级毛片aaaaaa视频| 久久夜色国产精品噜噜亚洲av| 国产午夜亚洲精品一级在线| 内射交换多p国产| 色吊丝中文字幕| 亚洲av无码专区国产不卡顿| 91色区在线免费观看国产| 中文字幕免费观看视频| 97午夜理论片影院在线播放| 婷婷久久精品国产色蜜蜜麻豆 | 亚洲一区二区三区厕所偷拍| 青春草在线视频精品| 99视频全部免费精品全部四虎| 国产va在线观看免费| 国产精品无码一区二区在线观一 | 国产区一区二区三区性色| 精品亚洲一区二区视频| 99久久久无码国产精品动漫| 成年视频国产免费观看| 国产自偷自偷免费一区| 成人性生交大片免费看96| 亚洲精品国精品久久99热| 国产高清一区二区三区四区色| 日本在线一区二区三区四区| a√无码在线观看| 亚洲色大成人一区二区| 欧美日韩另类视频| 九九九精品成人免费视频小说| 色视频线观看在线网站| 国产猛男猛女超爽免费视频| 蜜臀一区二区三区精品 |