摘要
为了从医学体数据构建面向虚拟手术仿真系统的器官实体模型,提出一种基于局部特征尺寸的Delau-nay四面体化算法。首先采用Marching Cubes算法和外存模型简化技术从体数据中得到器官等值面简化模型,提出重心射线法去除内部冗余网格,获得器官多面体表面;然后基于局部特征尺寸构建表面顶点保护球,结合Delaunay细分算法生成边界一致的初始四面体网格;最后提出基于随机扰动的空间分解法快速生成内部节点,并逐点插入到四面体网格中优化单元质量。该算法克服了Delaunay细分算法无法处理锐角输入的缺点,并从理论上证明其收敛性。实验结果表明,与Delaunay增量算法相比,该算法显著提高了边界保持能力且实现较为简单,生成的器官模型已应用于虚拟手术仿真系统。
This paper presented a Delaunay algorithm based on local feature size to generate tetrahedral mesh from medical volume data for virtual surgery system.Firstly,preprocessed the medical volume data to create polyhedron representation of the domain,including iso-surface extraction,mesh simplification and internal redundant mesh deletion.Secondly,constructed local feature size based protecting balls for all vertices of the polyhedron.Conforming initial tetrahedral mesh was then generated by revised Delaunay refinement method.Lastly,mesh optimization combining space-disassembling method and random perturbations was applied to place internal points quickly and efficiently.It inserted these points one by one to improve the mesh quality.Allowed arbitrarily small input angles in the presented method and the convergence could be guaranteed by theoretical proof.Experimental results show that the presented algorithm has better boundary consistency than the traditional delaunay algorithm.And the generated meshes are well suited for virtual surgery system.
出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2011年第8期3166-3170,共5页
Application Research of Computers
基金
国家"863"计划资助项目(2007AA022008)
湖南省自然科学基金资助项目(04JJ3089
06JJ50143)
作者简介
周筠（1984-），女，江西九江人，博士研究生，主要研究方向为虚拟现实技术、有限元网格生成方法等（jzyt0403@gmail．com）；
樊晓平（1961-），男，教授，博导，主要研究方向为智能控制、智能机器人、虚拟现实技术、智能交通等；
廖志芳（1968-），女，副教授，博士，主要研究方向为数据挖掘、虚拟现实技术、智能信息处理等；
刘少强（1964-），女，副教授，博士，主要研究方向为遥控机器人、传感器与检测技术、虚拟现实技术等．
