基于虚拟六面体模型的虚拟三维模型生成制造技术

所公开的实施方式包括用于基于三维对象的多个二维截面图像来生成虚拟三维模型的三维模型数据的方法(系统和非暂态计算机存储可读介质)。基于多个虚拟六面体模型来生成三维对象的三维模型。基于对象的二维截面图像中的相应像素来生成多个六面体模型。通过生成对象的包括多个六面体模型的三维模型，可以精确地表示另一对象内的对象。此外，三维模型保证具有闭合形状，因此可以成功地执行三维模型的三维打印。

Virtual 3D model generation based on virtual hexahedral model

The disclosed way of implementation includes a method for generating 3D model data of virtual three-dimensional models based on multiple two-dimensional sectional images of three-dimensional objects (system and non transient computer stored readable medium). Based on multiple virtual hexahedron models, a three-dimensional model of 3D objects is generated. A number of hexahedral models are generated by the corresponding pixels in the object - based two-dimensional cross section image. The object can be accurately represented by the three dimensional model of multiple hexahedron models. In addition, the 3D model ensures a closed shape, so the 3D model can be successfully executed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于虚拟六面体模型的虚拟三维模型生成相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2015年4月2日提交的题为“Advanced3DPolyhedronEngineforMedicalImagery”的第62/142,001号共同未决的美国临时专利申请以及于2016年3月30日提交的题为“VirtualThree-DimensionalModelGenerationBasedonVirtualHexahedronModels”的第15/086,036号美国专利申请的优先权，这两个申请的全部内容通过引用并入本文。
本公开内容总体涉及虚拟模型生成的领域，并且具体涉及生成三维虚拟模型的计算机实现过程。
技术介绍
三维(3-D)模型提供了对具有复杂形状的对象的理解便利。通过3-D对象的计算机生成的虚拟3-D模型，可以从不同的视点视觉呈现对象的各个部件的形状和布置。此外，可以修改3-D模型以模拟对象被修改或重新定位的情况。此外，可以通过3-D打印机将3-D模型呈现为有形的复制品。在一个示例中，可以基于2-D截面图像(例如计算机断层摄影(CT)扫描或磁共振成像(MRI)扫描图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三维对象的多个二维截面图像来生成三维模型数据的计算机实现方法，所述方法包括：接收第一组图像数据和第二组图像数据，所述第一组图像数据表示所述多个二维截面图像中的第一截面图像，所述第二组图像数据表示所述多个二维截面图像中的第二截面图像，所述第一截面图像对应于所述三维对象沿三维轴中的一个轴的第一位置，所述第二截面图像对应于所述三维对象沿三维轴中的所述一个轴的与所述第一位置分离的第二位置，所述第一组图像数据和所述第二组图像数据二者均包括二维坐标和像素值，所述第一截面图像和所述第二截面图像中的每个像素与其二维坐标和像素值相关联；从所述第一截面图像的像素中识别第一组像素的第一组二维坐标，所述第一组...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.02 US 62/142,001;2016.03.30 US 15/086,0361.一种基于三维对象的多个二维截面图像来生成三维模型数据的计算机实现方法，所述方法包括：接收第一组图像数据和第二组图像数据，所述第一组图像数据表示所述多个二维截面图像中的第一截面图像，所述第二组图像数据表示所述多个二维截面图像中的第二截面图像，所述第一截面图像对应于所述三维对象沿三维轴中的一个轴的第一位置，所述第二截面图像对应于所述三维对象沿三维轴中的所述一个轴的与所述第一位置分离的第二位置，所述第一组图像数据和所述第二组图像数据二者均包括二维坐标和像素值，所述第一截面图像和所述第二截面图像中的每个像素与其二维坐标和像素值相关联；从所述第一截面图像的像素中识别第一组像素的第一组二维坐标，所述第一组像素与预定像素值范围内的第一像素值相关联；从所述第二截面图像的像素中识别第二组像素的第二组二维坐标，所述第二组像素与所述预定像素值范围内的第二像素值相关联；生成表示第一六面体模型的第一组六面体数据，所述第一组六面体数据中的每一个与来自所述第一六面体模型的在来自所述第一组二维坐标的相应坐标处的相应六面体模型相关联；生成表示第二六面体模型的第二组六面体数据，所述第二组六面体数据中的每一个与来自所述第二六面体模型的在来自所述第二组二维坐标的相应坐标处的相应六面体模型相关联；以及基于所述第一组六面体数据和所述第二组六面体数据来生成所述三维模型数据。2.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其中，所述第一六面体模型中的每一个具有统一高度，并且所述第二六面体模型中的每一个具有统一高度。3.根据权利要求2所述的计算机实现方法，所述统一高度对应于所述第一位置和所述第二位置之间沿着三维轴中的所述一个轴的距离。4.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其中，基于所述第一组六面体数据和所述第二组六面体数据来生成所述三维模型数据包括：联结所述第一六面体模型和所述第二六面体模型中相邻的六面体模型。5.根据权利要求4所述的计算机实现方法，其中，联结所述第一六面体模型和所述第二六面体模型中相邻的六面体模型包括：生成包括联结的六面体模型的闭合表面的坐标的表面数据，联结的六面体模型由所述闭合表面包围。6.根据权利要求5所述的计算机实现方法，其中，所述表面数据不包括两个相邻六面体模型之间的开放表面的坐标。7.根据权利要求5所述的计算机实现方法，其中，所述六面体模型的闭合表面中的每一个包括两个三角形。8.根据权利要求7所述的计算机实现方法，其中，基于所述第一组六面体数据和所述第二组六面体数据来生成所述三维模型数据还包括：识别联结的六面体模型的要移除的顶点，所述顶点是所述闭合表面的三个三角形的公共顶点，所述三个三角形彼此正交；生成用所述公共顶点的相邻顶点作为其三个顶点的新三角形；以及移除所述顶点和所述三个三角形。9.根据权利要求7所述的计算机实现方法，其中，基于所述第一组六面体数据和所述第二组六面体数据来生成所述三维模型数据包括：识别联结的六面体模型的共享公共边的第一三角形和第二三角形，所述第一三角形和所述第二三角形彼此正交；生成具有三个顶点的新三角形，所述三个顶点包括：所述第一三角形的远离所述公共边的第一顶点、所述第二三角形的远离所述公共边的第二顶点以及作为所述公共边的第一端的第三顶点；以及移除所述公共边的第二端、所述第一三角形和所述第二三角形。10.根据权利要求7所述的计算机实现方法，其中，基于所述第一组六面体数据和所述第二组六面体数据来生成所述三维模型数据包括：识别偏移顶点，所述偏移顶点由三个三角形共享，所述三个三角形中的每一个具有从三角形的中心至所述偏移顶点的远离所述三角形的相邻顶点的距离矢量，所述三个三角形中的每一个的距离矢量具有相同的极性；将所述偏移顶点移位至所述偏移顶点的相邻顶点；以及在使所述偏移顶点移位之后，移除重叠的三角形。11.根据权利要求7所述的计算机实现方法，其中，基于所述第一组六面体数据和所述第二组六面体数据来生成所述三维模型数据包括：识别联结的六面体模型的三个侧三角形，所述三个侧三角形共享公共顶点并且被定向在预定表面取向范围内；生成用所述公共顶点的相邻顶点作为其三个顶点的新三角形；以及移除所述公共顶点和所述三个三角形。12.根据权利要求7所述的计算机实现方法，其中，基于所述第一组六面体数据和所述第二组六面体数据来生成所述三维模型数据包括：识别联结的六面体模型的两个直角三角形，所述两个直角三角形共享公共顶点和公共边，所述两个直角三角形的两个直角形成在所述公共顶点处；识别多个边中的最长边，所述多个边中的每一个的一端是所述公共顶点；识别所述多个边中的最短边；获取所述最长边的长度与所述最短边的长度之间的平均值；以及将所述公共顶点朝向所述最长边的远离所述公共顶点的一端移位所述平均值的一半...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明学，
申请(专利权)人：海德龙斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US