[发明专利]一种多材料断层数据到实体的快速三维重构方法

摘要

一种多材料断层数据到实体的快速三维重构方法，对断层数据采用图像分割技术对每个断层数据进行分割，将分割后的子区域进行轮廓填充形成切片数据，不同的子区域对应实体上不同的材料；再对未知区域使用插值法进行填充，得到一个模糊的三维实体模型；然后对其进行形状或拓扑优化。形状或拓扑优化时的数值方法求解采用稳定分裂算法和快速傅里叶谱变换方法；根据求解得到的第i种材料的分布对插值后的模糊的三维实体模型进行优化，完成三维重构。该将切片数据对象由二元材料扩展到了多材料。该方法简单易行，高效稳健，基本上不损失原始切片数据信息，并且不会发生自相交，得到相对平滑的3D实体。

主权项

1.一种多材料断层数据到实体的快速三维重构方法，其特征在于，包括以下步骤：1)数据的获取与处理；首先针对断层数据采用图像分割技术对每个断层数据进行分割，将分割后的子区域进行轮廓填充，形成切片数据，切片数据的不同的子区域对应实体上不同的材料；2)基于步骤1)得到的切片数据，进行填充，得到一个模糊的三维实体模型；3)假设实体由N种材料构成，在切片上用N种不同的颜色标记不同的材料，第i种材料的分布用φ_i表示，从而得到第i种材料的分布φ_i的演化方程；4)形状或拓扑优化；首先采用线性稳定分裂算法将演化方程转换，然后将转换后的方程中的各项采用傅里叶谱方法进行变换整理，再进行还原，根据切片上第i种材料的分布进行拓扑优化；当拓扑形状不变时，所得的第i种材料的分布为重建实体的分布函数；根据第i种材料的分布对插值后的模糊的三维实体模型进行优化，完成三维重构。