【技术实现步骤摘要】
一种三维表面建模方法及装置、计算机存储介质
本专利技术涉及建模
，尤其涉及一种三维表面建模方法及装置、计算机存储介质。
技术介绍
自从人类开始制造工具，人类的制造方式一直以减材制造、等材制造为主，其中，减材制造通过车、铣、磨技术使材料对象在制造过程中有所减少，而等材制造通过铸、锻、焊技术实现材料对象的连接。目前，大多数的三维模型设计，其设计思路源自减材制造和等材制造。随着三维(3D，3Dimension)打印技术的快速发展，一种新的制造方式——增材制造已经成为了重要的研究方向，它通过层间叠加的方式制造生产对象，广泛应用于各行各业。例如：医学、艺术设计等充满个性化的领域可以结合3D打印实现更加多样化的功能性产品设计。基于此，面向增材制造的三维模型设计是未来研究的方向。在医学领域，医学数字成像和通信(DiCOM，DigitalImagingandCommunicationsinMedicine)是医学图像和相关信息的国际标准，它定义了质量能满足临床需要的可用于数据交换的医学图像格式。然而，通过医师的经验表明，DiCOM文件集并不能完全准确的表达所有器官组织，尤其是某些病变组织。医师常常需要以DiCOM图像为背景，勾画某个器官组织，增加了人工成本。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种三维表面建模方法及装置、计算机存储介质。本专利技术实施例提供的三维表面建模方法，包括：获取DICOM文件集，根据所述DICOM文件集创建N个断层图像，N≥2，所述N个断层图像中的每个断层图像对应于目标对象在特定高度上的截面；在所述N个断层图像中选择出M个断...
【技术保护点】
1.一种三维表面建模方法，其特征在于，所述方法包括：获取医学数字成像和通信DICOM文件集，根据所述DICOM文件集创建N个断层图像，N≥2，所述N个断层图像中的每个断层图像对应于目标对象在特定高度上的截面；在所述N个断层图像中选择出M个断层图像，作为关键断层图像，2≤M≤N；在所述M个关键断层图像上分别创建M个轮廓，所述轮廓通过二维多边形表征；对所述M个轮廓中的各个轮廓进行图形编辑和/或端点编辑，其中，对所述轮廓进行图形编辑是指：对所述轮廓对应的二维多边形进行以下至少一种操作：平移、旋转、缩放，对所述轮廓进行端点编辑是指：对所述轮廓对应的二维多边形的端点进行以下至少一种操作：移动、删除、添加；所述图形编辑包括局部性图像编辑和/或全局性图形编辑，所述端点编辑包括局部性端点编辑和/或全局性端点编辑；所述局部性图像编辑是指：对指定层的轮廓进行编辑；所述全局性图形编辑是指：在对指定层的轮廓进行编辑的同时，按照引力位移模型确定所述指定层作用的牵引层，对各个所述牵引层按照所述指定层作用于所述牵引层的引力参数对所述牵引层的轮廓进行编辑；所述局部性端点编辑是指：对指定层的指定端点进行编辑；所述全局性...
【技术特征摘要】
1.一种三维表面建模方法，其特征在于，所述方法包括：获取医学数字成像和通信DICOM文件集，根据所述DICOM文件集创建N个断层图像，N≥2，所述N个断层图像中的每个断层图像对应于目标对象在特定高度上的截面；在所述N个断层图像中选择出M个断层图像，作为关键断层图像，2≤M≤N；在所述M个关键断层图像上分别创建M个轮廓，所述轮廓通过二维多边形表征；对所述M个轮廓中的各个轮廓进行图形编辑和/或端点编辑，其中，对所述轮廓进行图形编辑是指：对所述轮廓对应的二维多边形进行以下至少一种操作：平移、旋转、缩放，对所述轮廓进行端点编辑是指：对所述轮廓对应的二维多边形的端点进行以下至少一种操作：移动、删除、添加；所述图形编辑包括局部性图像编辑和/或全局性图形编辑，所述端点编辑包括局部性端点编辑和/或全局性端点编辑；所述局部性图像编辑是指：对指定层的轮廓进行编辑；所述全局性图形编辑是指：在对指定层的轮廓进行编辑的同时，按照引力位移模型确定所述指定层作用的牵引层，对各个所述牵引层按照所述指定层作用于所述牵引层的引力参数对所述牵引层的轮廓进行编辑；所述局部性端点编辑是指：对指定层的指定端点进行编辑；所述全局性端点编辑是指：在对指定层的指定端点进行编辑的同时，按照引力位移模型确定所述指定端点作用的牵引端点，对各个所述牵引端点按照所述指定端点作用于所述牵引端点的引力参数对所述牵引端点进行编辑；其中，所述牵引端点与所述指定端点位于同一轮廓中或不同的轮廓中；基于编辑后的M个轮廓创建所述目标对象的三维表面模型，所述三维表面模型由空间中三角面片的集合组成。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维多边形包括如下端点序列V：V1，V2，…，Vn，其中，n为所述二维多边形包括的端点个数，所述端点序列为逆时针方；所述对所述M个轮廓中的各个轮廓进行图形编辑和/或端点编辑之前，所述方法还包括：针对所述M个轮廓中的各个轮廓对应的二维多边形，遍历所述二维多边形中所有相邻的三个端点：Vi、Vi+1、Vi+2，1≤i≤n-2，如果端点Vi+2处于线段ViVi+1的延长线上，则删除端点Vi+2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于编辑后的M个轮廓创建所述目标对象的三维表面模型，包括：针对所述编辑后的M个轮廓中的高度最高的第一轮廓和高度最低的第二轮廓，采用三角形分解算法对所述第一轮廓和所述第二轮廓进行处理，分别得到所述三维表面模型的顶面和底面；针对所述编辑后的M个轮廓中的各个轮廓，采用最短对角线法对高度上任意相邻的两个轮廓进行处理，得到所述三维表面模型的侧面。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一轮廓对应的二维多边形包括如下端点序列I：I1，I2，…，In1，其中，n1为所述第一轮廓对应的二维多边形包括的端点个数，所述端点序列为逆时针方；所述第二轮廓对应的二维多边形包括如下端点序列J：J1，J2，…，Jn2，其中，n2为所述第二轮廓对应的二维多边形包括的端点个数，所述端点序列为逆时针方；所述采用三角形分解算法对所述第一轮廓和所述第二轮廓进行处理，分别得到所述三维表面模型的顶面和底面，包括：如果所述第一轮廓对应的二维多边形为凸多边形，则基于所述第一轮廓对应的二维多边形的全部端点的坐标值，确定参考点的坐标值；其中，所述参考点为所述凸多边形的中心点或者所述凸多边形中的任意一个端点；基于所述参考点和所述凸多边形的任意相邻的两个端点确定三角形，从而将所述第一轮廓对应的二维多边形分解为由多个三角形形成的顶面；如果所述第一轮廓对应的二维多边形为凹多边形，则将所述凹多边形分解为多个凸多边形；针对各个凸多边形，基于所述凸多边形的全部端点的坐标值，确定参考点的坐标值；其中，所述参考点为所述凸多边形的中心点或者所述凸多边形中的任意一个端点；基于所述参考点和所述凸多边形的任意相邻的两个端点确定三角形，从而将所述第一轮廓对应的二维多边形分解为由多个三角形形成的顶面；如果所述第二轮廓对应的二维多边形为凸多边形，则基于所述第二轮廓对应的二维多边形的全部端点的坐标值，确定参考点的坐标值；其中，所述参考点为所述凸多边形的中心点或者所述凸多边形中的任意一个端点；基于所述参考点和所述凸多边形的任意相邻的两个端点确定三角形，从而将所述第二轮廓对应的二维多边形分解为由多个三角形形成的底面；如果所述第二轮廓对应的二维多边形为凹多边形，则将所述凹多边形分解为多个凸多边形；针对各个凸多边形，基于所述凸多边形的全部端点的坐标值，确定参考点的坐标值；其中，所述参考点为所述凸多边形的中心点或者所述凸多边形中的任意一个端点；基于所述参考点和所述凸多边形的任意相邻的两个端点确定三角形，从而将所述第二轮廓对应的二维多边形分解为由多个三角形形成的底面。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述在高度上任意相邻的两个轮廓中的上层轮廓对应的二维多边形包括如下端点序列P：p0，p1，…，pm1-1，所述端点序列为逆时针方；下层轮廓对应的二维多边形包括如下端点序列Q：q0，q1，…，qm2-1，所述端点序列为逆时针方；所述采用最短对角线法对高度上任意相邻的两个轮廓进行处理，得到所述三维表面模型的侧面，包括：步骤1：选取qj作为起点，在端点序列P中选取距离qj最近的一个端点，并记作pi；重组上层轮廓对应的二维多边形包括如下端点序列P：pi，pi+1，…，pm1-1，p0，p1，…，pi-1，重组下层轮廓对应的二维多边形包括如下端点序列Q：qj，qj+1，…，qm2-1，q0，q1，…，qj-1；步骤2：进行如下赋值操作：i＝0，j＝0；步骤3：计算上层轮廓和下层轮廓左右跨距的长度D1和D2，其中，D1＝pi+1qj、D2＝piqj+1；步骤4：若D1＜D2，则创建三角面Δpiqjpi+1，并且进行如下赋值操作：i＝i+1；若D1≥D2，则创建三角面Δqjpiqj+1，并且进行如下赋值操作：j＝j+1；步骤5：若i＜m1或者j＜m2，则重复执行步骤3和步骤4，直至i＝m1且j＝m2为止。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定层的轮廓的编辑参数为F1，所述牵引层的轮廓的编辑参数为F2，所述指定层的轮廓与所述牵引层的轮廓的高度差为H1，在所述引力位移模型中，F2与F1成正比，F2与H1成反比；所述指定端点的编辑参数为f1，所述牵引端点的编辑参数为f2，所述指定端点与所述牵引端点的距离为H2，在所述引力位移模型中，f2与f1成正比，f2与H2成反比。7....
【专利技术属性】
技术研发人员：郑佳平，李储忠，应建有，张亚卓，
申请(专利权)人：北京市神经外科研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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