[发明专利]混凝土CT图像三维重构方法

权利要求书

1.混凝土CT图像三维重构方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

第一步，采用医用CT或工业CT扫描混凝土试件断面，获得混凝土静力压缩CT二维断层图像数据；

第二步，运用三维重构可视化技术对混凝土静力压缩CT二维断层图像进行立体重构，生成混凝土CT三维显示图像；

第三步，对混凝土CT三维显示图像进行三维优化，最终完成混凝土CT图像三维重构。

2.根据权利要求1所述的混凝土CT图像三维重构方法，其特征在于，所述第二步骤中，运用三维重构可视化技术对混凝土CT二维断层图像进行立体重构，采用光线投影算法按照设定视线的方向，从混凝土静力压缩CT二维屏幕上的每个像素点出发，发出一条射线，沿着该射线按照一定的步长进行等距采样；对距离某个采样点最近的八个体素的属性值做三线性插值运算，得到该采样点的属性值，对得到的每个采样点的属性值进行逐点合成，从而得到所对应的屏幕上该像素点的颜色值和不透明度值，最终生成混凝土CT三维显示图像。

3.根据权利要求2所述的一种混凝土CT图像三维重构方法，其特征在于，所述对得到的每个采样点的属性值按照由后向前的图像合成和由前向后的图像合成的图像合成算法进行逐点合成。

4.根据权利要求1所述的混凝土CT图像三维重构方法，其特征在于，所述第三步骤中，对混凝土CT三维显示图像进行三维优化过程包括下述步骤：

①数据预处理优化：使用包围盒技术对三维空间数据场进行裁剪，在平行光线的投影下，利用规则网格数据场特点，使用Graham方法实现用一个能把三维体数据场中的有用信息都包围起来的最小长方体包围盒，把目标体数据限定在其中；把包围盒投影到成像屏幕上，形成一个投影多边形；对所得到的最优投影多边形进行一次扫描转换实现投射光线的生成；

②投射光线体素化及重采样优化：通过图像空间坐标计算转换为物体空间坐标，接着在物体空间坐标系OXYZ中利用Bresenham方法推广到三维，对投射光线进行体素化和求交处理。

5.根据权利要求4所述的一种混凝土CT图像三维重构方法，其特征在于，所述步骤①中，用Graham求解最小包围盒凸壳的算法过程如下：

a)先计算平面凸集中所有点的y坐标，记录y值最小点，之后把它与凸集中所有剩余点进行连接形成线段，接着计算所得到的线段与水平线之间的夹角；然后对这些点先按照夹角大小进行排序，如果夹角相同，就按照与y值最小点的距离排序，依次连接得到的序列点集p1，p2，…，pn，从而形成一个多边形；

b)通过判断某两个点是不是在某一条指定线段的同侧，把p3到pn-1中不是凸壳顶点的点删除；

c)最后把经过删除所得到的凸壳顶点进行输出。

6.根据权利要求4所述的一种混凝土CT图像三维重构方法，其特征在于，所述步骤②中，投射光线体素化及重采样优化，坐标转换是通过下述迭代关系式实现的：

p2′.x＝p2.x+r₀；p2′.y＝p2.y+r₃；p2′.z＝p2.z+r₆

其中，(p2.x，p2.y，p2.z)是点p1在物体空间坐标系中对应的点p1′的坐标；r₀、r₃、r₆分别表示像素在x，y，z轴上的物体空间坐标位置。