20、人体生物特征的3D重建技术解析

人体生物特征的3D重建技术解析

在医学领域，3D重建技术对于人体表面的重建以及生物特征参数的分析具有重要意义。本文将详细介绍人体不同部位的3D重建方法、人体建模方法的比较以及相关生物特征参数的测量，同时还会介绍一种基于动态三角测量原理的技术视觉系统。

基于体素的算法步骤

基于体素的算法可按以下步骤实现：
1. 对于体积V中的每个体素v：
- 步骤1：找到体素v到图像所有平面的法线距离，得到距离向量D。
- 步骤2：获取最大距离和两个最小距离（dmax, d1和d2），以及最小距离所在的平面I1和I2。
- 步骤3：对于每个平面In（n = 1, 2）：
- 计算连接体素v和平面In的法线的交点。
- 对交点附近的四个像素进行双线性插值（pn）。
- 获取每个平面In的权重：
[w_n = 1 - \frac{d_n}{d_{max}}]
- 最终值v由下式给出：
[v = \frac{(w_1)(p_1) + (w_2)(p_2)}{2}]

人体不同部位的3D重建方法

• 3D脊柱重建 ：激光扫描或光度测量可用于表示脊柱的几何形状，以提供诊断和骨科治疗。对于青少年，第五至第十节椎骨（T5 - T10）的椎体畸形发生率最高，可通过图像获取其几何形状。之后使用HyperMesh和Meshmixer软件，通过网格划分程序创建3D有限元模型。还可使用激光扫描仪创建脊柱八个椎骨的两点云，应用迭代最近点（ICP）算法将两点云合并，使距离小于0.8mm并使密度均匀，同时使用泰森多边形算法（Voronoi图）定义椎骨的实体几何