顱骨面貌形態(tài)學的幾何分析.pdf

1、面貌是人與人之間識別的最直接依據(jù)。顱骨是人類面貌的內(nèi)在生物特征。研究面貌和顱骨的生長變化規(guī)律、外觀形態(tài)規(guī)律和相互關(guān)系，形成了顱面形態(tài)學的研究領(lǐng)域。本文以國家自然科學基金重點項目“顱骨面貌的形態(tài)學研究”為背景，針對顱骨面貌形態(tài)學的幾何關(guān)系這一基本問題，將數(shù)字拓撲相關(guān)概念引入到圖像分割算法之中，使得顱骨與面皮數(shù)據(jù)具有較高準確性。給出了顱面形態(tài)學幾何分析的理論基礎(chǔ)、實現(xiàn)算法，完成了顱骨面貌形態(tài)學的幾何分析原型系統(tǒng)的設(shè)計，主要的研究成果有：

2、 1)基于拓撲約束的圖像分割算法。將代數(shù)拓撲引入到圖像分割之中，提出了計算圖像拓撲數(shù)的相關(guān)算法，并以此為基礎(chǔ)，給出了基于拓撲約束的圖像分割算法和相關(guān)的實驗結(jié)果，并分別比較了它們的效率； 2)面皮與顱骨參數(shù)平面的轉(zhuǎn)化與幾何分析方法。將三維面皮和顱骨外表面數(shù)據(jù)看作二維光滑流形的三維嵌入問題，給出了將三維面皮數(shù)據(jù)和顱骨外表面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二維參數(shù)空間的算法，并給出了在參數(shù)空間上進行幾何分析的方法及相應(yīng)的誤差分析； 3)基于標志

3、點的顱面幾何分析方法。以三維面皮和顱骨數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分別給出了基于公安法醫(yī)學標志點和人體測量學標志點的幾何分析主要途徑和方法，確定了幾何分析的主要參量，并給出了相關(guān)的計算方法，為建立顱面統(tǒng)計模型奠定基礎(chǔ)； 4)基于球面調(diào)和函數(shù)的顱面形態(tài)學的幾何分析方法。針對面皮與顱骨外表面數(shù)據(jù)的三維空間復(fù)雜曲面，以球面調(diào)和函數(shù)的逼近理論為基礎(chǔ)，以球面調(diào)和函數(shù)逼近系數(shù)為基礎(chǔ)，給出面皮與顱骨模型表示理論方法、幾何參量分析主要途徑，并給出了相關(guān)的實驗結(jié)