《基於四維醫學影像的快速建模問題研究》是依託山東大學，由周元峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於四維醫學影像的快速建模問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周元峰
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著醫學掃描技術不斷發展，帶有時變參數的三維醫學影像數據（簡稱四維醫學影像數據）在臨床中將得到越來越廣泛的套用。與靜態三維數據場建模問題不同，四維醫學影像數據具有動態連續變化的特點，對其做快速高質量建模是醫學影像處理的關鍵問題和難點問題。本項目將對該問題進行系統研究,主要研究內容包括：基於去噪約束分類的變分水平集四維醫學影像重建理論和方法；基於近似測地距離的水平集零值曲面高質量特徵點採樣方法及目標函式快速最佳化方法；非一致性採樣的緊緻殼空間快速重建理論和方法，建立與人體器官拓撲一致的離散格線模型；雙三角單元反轉策略在三維Delaunay三角化更新中的有效性分析及理論結論。研究範圍涉及理論與方法、技術和原型系統。項目的完成將為解決基於四維醫學影像數據的建模問題提供新理論和方法，為四維醫學影像數據在醫學臨床中的有效套用提供一系列簡單、高效和魯棒的技術，具有很好的理論意義和套用價值。
結題摘要
本項目圍繞醫學影像處理中的圖像處理與三維幾何建模兩個重要的基礎數字信息處理技術展開研究工作，對於醫學影像三維數據場或其他三維數據場，基於隱式曲面的建模方法能夠表示數據場中複雜的拓撲結構，隱式曲面表面的光滑性較高且容易進行融合與變形，利用隱式曲面容易獲得高質量的離散格線模型表示，隱式曲面指在三維規則數據場中的水平零值曲面。基於項目的研究內容，我們進行了針對性的研究工作，主要成果包括：（1）在基於去噪約束分類的變分水平集四維醫學影像重建理論和方法研究上，提出了對於影像數據進行合理去噪、分割的方法；（2）在水平集零值曲面構造上，提出了利用離散採樣數據構造獲得影像三維數據場的水平零值曲面重建方法；（3）在非一致性採樣的緊緻殼空間快速重建理論和方法上，提出了在水平零值曲面重建結果的基礎上，構造高質量的離散表面格線及體格線的方法；（4）在基於近似測地距離的水平集零值曲面高質量特徵點採樣方法及目標函式快速最佳化方法研究上，提出了一種混合最佳化方法，能夠對隱式曲面進行快速、高質量採樣；（5）在三維Delaunay三角化更新中，提出了一種基於Delaunay最佳化的拓撲保持重新格線化方法；（6）在三維模型形變研究上，提出了一種基於模型分類和特徵約束的三維模型變形方法。以上研究成果為醫學影像數據的處理及動態三維建模提供了新的理論支持，並完成建模套用系統一個。
