基于vtk的虚拟手可视化模型的初步研究

《基于vtk的虚拟手可视化模型的初步研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、重庆大学硕士学位论文基于VTK的虚拟手可视化模型的初步研究姓名：杨琴申请学位级别：硕士专业：生物医学电子与信息工程指导教师：侯文生20090602重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着1989年美国提出可视人计划以来，虚拟人的概念引起了全球的关注，“虚拟人’’是指把人体形态学、物理学和生物学等信息，通过大型计算机处理而实现的数字化虚拟人体，是可代替真实人体进行实验研究的技术平台。虚拟手的研究是虚拟人研究中的一个重要部分，“虚拟手"是将人手的物理和运动生物学过程用数学方法进行精确描述，并建立相应的、等效意义上的数字化手部模型。虚拟手建

2、模的研究在医学临床应用、生理学研究、仿生机械手研究、康复治疗、聋哑教育等领域有着重要的意义。本课题利用中国数字化可视人体数据集，以解剖本体为基准进行图像分割，获取手的皮肤、骨骼等组织结构的数据；利用VisualStudio2005和VTK(VisualizationToolkit)可视化工具包作为开发平台，设计了虚拟手系统软件，视觉效果和运行效率较好，可满足临床上的观察需求。其对主要功能的算法进行了封装，实现了任意路径下的BMP图像序列读取功能，采用多平面重建算法实现了多模式的任意切面显示，采用面绘制和体绘制的不同算法分别绘制虚拟

3、手的三维可视化解剖模型，包括手部皮肤、桡骨、尺骨、腕骨(包括周骨、月骨、三角骨、豌豆骨、大多角骨、小多角骨、头状骨、钩骨)、第1．-一V掌骨、第1～V指骨第(包括近节指骨、中节指骨、远节指骨)，可以任意角度和比例大小对它们进行交互式观察，清楚地显示了它们在的空间上的位置关系，并通过实时的鼠标交互实现坐标值的获取、距离测量、角度测量等三维测量功能，以用于人手运动机能检测和手势分析等研究；另外，软件系统功能的实现是采用组件编程的思想独立地封装各子功能，开发效率高，并具有较强的移植性和扩展性。最后，本课题还利用Oracle数据库和Vis

4、ualStudio2005构建了简单初步的手知识管理系统，可查询、修改手部的解剖知识，可为探讨人体的解剖、生理、病理等生物数据的知识获取和知识表示的方法，搭建数字人体基础数据平台的核心框架，使其成为不同用户使用的公共数据平台，为数字人体的进一步研究提供数据整合规范和平台基础。关键词：虚拟人，面绘制，体绘制，VTK，知识表达重庆大学硕十学位论文英文摘要ABSTRACTSinceresearchinstitutesintheUnitedStatesputforwardthevisiblehumanprojectin1989，theco

5、nceptofvisualhumanhasattractedthewholeworld’Sattention．“Visiblehuman'’takesadvantagesofcurrentmethodsofmedicalscanninganddigitizehumanintoavisualformtoreplacetherealhumansubjectsforexperimentpurposesthroughmainframecomputerandanalyzes晰廿lmorphologic，physicalandbiologic

6、information．Theresearchofvisualhandisapartandparcelinvisualhumanresearch．‘‘Visualhand’’involvesexactingdescriptivephy’sicalandbiologicprocessofhumanhand、析tllmathematicsmethods，andestablishingrelevantandequivalentdigitalhandmodel．Theresearchofvisualhandmodelingisofgrea

7、tsignificanceinmanyresearchfeilds，suchasclinicalapplications，physiologyresearch，bionicmanipulatorresearch,healingtreatment，deafanddumbeducation，andSOon．Inthisproject，thehandimagesareoriginallyobtainedfromthefirstChinesevisiblewomandataset(CVH-2)．Theimportantanatomicst

8、ructuresofthehandarepretreatedandsegmentedusingAdobePhotoshopbasedonanatomicknowledgetoextractthedataofmainhandstructures，su