人體燒傷面積評估系統(tǒng)中紋理重建的研究和實現(xiàn).pdf

1、在對燒傷患者進(jìn)行治療的過程中，對其燒傷程度的準(zhǔn)確評估，是十分關(guān)鍵的一步,甚至直接決定了患者的生存質(zhì)量。燒傷區(qū)域體表面積是燒傷程度的主要依據(jù)，準(zhǔn)確、及時的燒傷區(qū)域體表面積估測，是對病人進(jìn)行急救、確定輸液量、選擇手術(shù)方案，以及確定進(jìn)一步治療的基礎(chǔ)。因此，很有必要研究一種能準(zhǔn)確、快速計算人體燒傷區(qū)域體表面積的方法。
　　基于此，本課題研究的目的是開發(fā)實現(xiàn)一個數(shù)字化人體燒傷區(qū)域體表面積自動評估系統(tǒng)，為燒傷病人的治療提供客觀可靠的依據(jù)。該系

2、統(tǒng)的實現(xiàn)過程主要包括以下四個步驟：數(shù)據(jù)獲取，三維模型配準(zhǔn)，紋理重建、燒傷區(qū)域面積統(tǒng)計。
　　本文主要研究其中的紋理重建部分，紋理重建中的紋理映射技術(shù)可以在不增加三維模型復(fù)雜度的前提下很好的表現(xiàn)三維模型表面的紋理細(xì)節(jié)，提高三維模型的真實視覺效果，為后續(xù)燒傷區(qū)域體表面積估測提供重要依據(jù)。而傳統(tǒng)的紋理重建技術(shù)，由于重建結(jié)果存在很大的紋理變形，不適用于本系統(tǒng)中的基于三角網(wǎng)格的封閉的三維人體模型，不能保證燒傷區(qū)域體表面積估測的準(zhǔn)確性，因此本

3、文提出了一種適用于人體模型的紋理重建方法，對由三維掃描設(shè)備Kinect獲取的人體真實三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建的三維灰度人體網(wǎng)格模型，首先進(jìn)行模型分割，本文實現(xiàn)中，為了減少最終接縫問題對于后期燒傷評估的影響，利用基于曲率的特征曲線分割算法在模型曲率較大處將復(fù)雜的人體模型進(jìn)行分割；然后，對于分割后的每個三維曲面進(jìn)行參數(shù)化處理，本文則通過利用一種基于保形映射的平面參數(shù)化方法對分割得到的三維曲面進(jìn)行參數(shù)化處理，將平面參數(shù)化和保形參數(shù)化方法同時運(yùn)用到對三

4、維模型進(jìn)行參數(shù)化處理的過程中，并利用最小二乘方法計算最優(yōu)變換，從而有效的對三維模型中三維定點(diǎn)進(jìn)行紋理坐標(biāo)化處理，得到待映射的空白的紋理圖冊，減少了紋理重建中存在的紋理變形問題。最后再通過建立三維模型到二維紋理的變換關(guān)系，以及參數(shù)化步驟中得到的三維模型到二維參數(shù)域的變換關(guān)系，確定三維模型各個頂點(diǎn)的紋理坐標(biāo)，將二維紋理中的顏色信息添加到二維空白的紋理圖冊中，從而對三維模型進(jìn)行紋理映射，得到具有真實紋理信息的三維彩色人體模型。
　　本文

5、的紋理重建方法可以克服傳統(tǒng)紋理映射方法中不適用于三維復(fù)雜人體模型、存在較大變形、不易控制、映射效果不逼真等缺陷，相比較與三維彩色掃描具有更快速更穩(wěn)定的優(yōu)勢，對掃描環(huán)境的要求低，可以減輕病人在三維掃描過程中的痛苦。而且可以通過用戶與系統(tǒng)的交互在屏幕上選取的少量約束點(diǎn)計算三維模型到二維紋理變換關(guān)系，不僅簡單方便而且還可以應(yīng)用到局部紋理映射中，提高了本文算法的適用范圍。
　　最后，論文對使用的紋理重建方法進(jìn)行了總結(jié)，通過對小人模型和真實