[发明专利]基于重力场模型的管道状物体拉直的图像处理方法

摘要

一种图像处理技术领域的基于重力场模型的管道状物体拉直的图像处理方法，包括以下步骤：对管道状物体的内壁三维图像数据和外壁三维图像数据进行网格划分并生成外壁三维有限元模型；对外壁三维有限元模型施加边界条件和重力场载荷；进行非线性有限元拉直变形分析；使用基于特征点的非刚体配准的方法实现内壁三维图像数据的拉直；采用中心路径生成算法计算外壁三维图像数据的中心路径和拉直变形后的外壁三维图像数据的中心路径；进行旋转失真校正处理和长度失真校正处理。本发明能够进一步获得优化的管道状物体拉直后的图像，避免了现有技术中基于电场模型和中心路径拉直方法所造成的拉直算法失效问题。

主权项

1、一种基于重力场模型的管道状物体拉直的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、通过计算机断层扫描成像法、工业计算机断层扫描成像法、核磁共振成像法或超声成像法获得原始三维图像数据，然后对原始三维图像数据采用滤波去噪法、对比度调整法或插值法进行优化预处理，最后通过区域增长或水平集方法进行图像分割，得到管道状物体的内壁三维图像数据和外壁三维图像数据；第二步、将外壁三维图像数据划分为结构化网格、扫略网格或自由网格中的一种并生成外壁三维有限元模型；第三步、对外壁三维有限元模型施加边界条件和重力场载荷；第四步、依据所施加的边界约束和重力载荷对外壁三维有限元模型进行非线性有限元变形计算求解，生成拉直变形后的外壁三维有限元模型；第五步、使用基于特征点的非刚体配准的方法实现内壁三维图像数据的拉直变形：将外壁三维有限元模型上的各节点作为源特征点，将第四步中计算求解得到的拉直变形后的外壁三维有限元模型上的各节点作为目标特征点，根据源特征点与目标特征点的对应关系，应用非刚体配准方法，得到内壁三维图像数据中任意一点到拉直变形后的内壁三维图像数据中对应点的映射关系，从而得到拉直变形后的内壁三维图像数据；第六步、采用中心路径生成算法计算外壁三维图像数据的中心路径和拉直变形后的外壁三维图像数据的中心路径；第七步、基于第五步中得到的特征点进行旋转失真校正处理：根据第五步中得到的源特征点与目标特征点的对应关系，计算拉直变形后的内壁三维图像数据相邻数据层的旋转角度，对拉直变形后的内壁三维图像数据第二层以后的每一层，进行旋转变换，得到旋转失真校正后的内壁三维图像数据；第八步、基于第五步中得到的特征点和第七步的结果，进行长度失真校正处理，将长度失真校正后的内壁三维图像数据重新绘制，以三维形式显示出来，观察视角位于管道内部或外部，并可由用户任意选取。