深度相机在计算机视觉与图形学上的应用研究(英文)

越来越多的应用如几何重建、碰撞检测、混合现实、手势识别等,都依赖于对三维场景准确且快速的分析。通过基于图像的分析或者激光扫描技术来获取场景的深度图,其代价高昂且十分耗时。作为距离测量中一种可替代的设备,深度相机拥有传统的三维测量系统所不具备的一些优点,如较低的价格以及较高的拍摄速度等。最近出现了一些小巧低廉的深度相机设备,这将给计算机视觉、计算机图形学、人机交互等领域带来一系列革命性的变化,吸引了众多研究者的关注。对深度相机最新发展情况进行了介绍,并报告了深度相机在计算机视觉、计算机图形学中的应用现状。

优化髋臼后柱螺钉内固定的计算机辅助设计

目的研究专门的最优化计算机辅助解剖测量技术,为髋臼后柱拉力螺钉内固定提供解剖学基础。方法取骨盆CT数据40份,进行精确的三维重建得到80个半骨盆模型。根据临床手术需要,对螺钉到骨边界的加权距离进行动态采样作为最优化目标函数,在约束条件下自动迭代修改螺钉2个端点位置,达到最佳位置。对测量结果进行统计分析,并设计新的解剖测量参考体系。结果髋臼后柱拉力螺钉的入钉点在骶髂关节最前缘与髂前上下棘之间切迹连线的上方(18.90±1.19)mm处,垂足点在骶髂关节最前缘与髂前上下棘之间切迹连线上的比例位置为2:3;其进针方向与入钉点-髂前上下棘之间切迹连线呈(85.99±2.04)°,进针方向与入钉点-垂足点连线的夹角呈(37.54±1.55)°;螺钉骨内段长度为(133.07±3.22)mm。结论最优化计算机辅助解剖测量是一种非常有效的新测量技术,克服了传统手工实物解剖测量的缺点,并且方便设计新的解剖测量参考体系和临床手术方案,有利于提高临床工作质量和效率。

基于AutoCAD的计算机辅助设计、绘图及图纸管理系统的开发

本文提出了基于AutoCAD的计算机辅助设计、绘图及图纸管理系统的开发方法。系统包括符合国家标准的绘图平台、基于事物特性表的标准件库、面向合理化工程的图形单元和面向信息集成的图纸管理等四个模块。原型系统采用Visual C++, ObjectARX(包括ADS)编程实现。

人工生命在计算机图形学中的应用

首先介绍了细胞自动机和L-系统在计算机图形建模中的应用,然后重点综述三维物理模拟环境中虚拟生物形态和行为共进化的研究进展,并对不同的编码策略进行了比较;最后讨论了智能虚拟环境中的人工生命及其艺术化问题·

最优化方法及其在计算机图形学中的应用

最优化方法是对极值问题进行数值分析的有效手段，它在计算机图形学中已获得广泛应用。本文概述了最优化方法并简要介绍了最优化方法在计算机图形学中已有的若干应用。

圆环面上纤维轨迹的计算机辅助设计

曲面上的曲线造型是计算机图形领域的一个新的研究热点 ,而且它们在纤维织物编织、三维服装裁剪以及复合材料的纤维缠绕轨迹设计等领域有十分广泛的应用 .为了解决圆环面上纤维轨迹的计算机辅助设计问题 ,研究了圆环面上测地线的解析解以及拟测地线数值求解的具体算法并给出了其表达式 .测地线是曲面上两点之间最短距离的曲线段 ,在一般曲面上没有解析解 ,但是在圆环面上却可求出其精确的解析解 .但在曲面的边沿部分 ,测地线因不能实现自然的折返过渡 ,于是拟测地线就被引进到曲面上的曲线造型设计之中 ,在拟测地线分析研究基础上 ,给出了圆环面上拟测地线的方程及数值解法 ,通过其在一个实例中的应用结果证明 。

数字娱乐与计算机图形学

第24届计算机图形国际会议（24th Computer Graphics International，CGI 2006）于2006年6月26～28日在杭州浙江大学举行，该国际会议得到了国家自然科学基金委员会和王宽诚教育基金会的资助。

计算机图形学会议述评

笔者于1996年8月3～9日在美国奥尔良市参加了美国计算机学会(ACM)计算机图形学年会(SIGGRAPH’96)。计算机图形学主要研究图形(图像)的计算机生成,研究方向众多。图形基础研究有两个主要方向,即建模(modeeing)技术(又称"造型技术")和绘制(rendering)技术。建模技术又分为两大分支,即计算机辅助几何设计和自然景物建模。计算机辅助几何设计追求建模的精确度、可靠性和建模速度;自然景物建模追求建模的逼真度和速度。

计算机辅助概念设计研究进展

以第 4届国际计算机辅助工业设计与概念设计会议为背景 ,阐明了产品概念设计的内涵 ,指出计算机辅助概念设计CACD要解决的三大问题 :概念设计方法学、产品信息模型及求解方法、计算机辅助概念设计技术 ;进而从智能概念设计技术、协同概念设计技术、虚拟概念设计技术、需求驱动概念设计技术等多个方面总结了CACD技术的研究进展 ,最后指出了CACD的发展趋势 。

计算机辅助工业设计技术发展状况与趋势

阐明计算机辅助工业设计的内涵．以工业设计的核心——产品设计为重点，从４个方面综述了国内外计算机辅助工业设计技术的发展状况．同时，结合现代设计的发展方向，指出计算机辅助工业设计技术领域有待解决的关键技术问题及其发展趋势．

协同集成设计环境的计算机辅助工具

研究了一个协同集成设计环境的计算机辅助工具(Co-CADToolAgent)。首先提出了一个人人交互协同映射模型,用于揭示群体设计人员分布、并行、协同的设计模式,并规范成为一个多Agent协同工作系统。然后提出了一种半透明半明确的协作框架,利用软件Agent直接基于单用户商品化CAD系统开发协同设计系统,构造了CoCADToolAgent的反应式结构和通信支持。最后研究了CoCADToolAgen的网络集成方法。利用该工具Agent成功地将一个单用户CAD系统集成为网络环境下支持人人交互的协同设计系统。

协同集成设计环境的计算机辅助工具的协同用户界面研究

以一个协同集成设计环境的计算机辅助工具为背景 ,对协同用户界面进行探讨。按照以群体为中心的协同用户界面的设计思想 ,提出了一种基于Agent的协同用户界面模型 ,把通讯和协作支持等并行处理的概念和方法引入到现有结构化模型之中。对比传统CAD交互结构 ,构造了一种支持上述用户界面模型的软件Agent结构。

PDM环境下的计算机辅助开关柜快速排布设计

开关柜制造企业大都围绕客户特定需求定制生产,传统的产品设计模式越 来越不适合快速发展的市场需求，针对开关柜行业的产品设计特点，提出在PDM环境下进行开关柜计算机辅助快速设计思想，着重介绍了开关柜设计中基础数据的建设、开关柜排布模式以及PDM与AutoCAD信息集成接口的设计，最后给出了具体的开关柜设计实例。

基于综合加工成本的计算机辅助公差设计

＠杨将新＠胡树根＠吴昭同＠杨世锡￥浙江大学ＣＡＤ／ＣＧ国家重点实验室１引言ＣＡＤ／ＣＡＭ已取得了重大的突破和引入注目的成就，但机械零件的公差设计，在国内基本上还停留在人工选择上，各种ＣＡＤ软件中仅能实现公差的标注；即使在国外已有许多学者开展了计算机辅助公差...

面向产品创新的计算机辅助概念设计系统的研究

将面向产品外形、布局、人机工程学的产品概念设计的研究提到一个新的高度。本文将产品几何特征拓广为涵盖几何特征、工程特征、语义特征等三大内容的产品组件特征,重组为总体特征、布局特征、形状特征和人机特征,以三元组、条件约束集、多值依赖图建立组件特征模型,进而,建立了基于组件特征模型的产品信息模型,并研究了基于组件特征模型的产品布局设计技术、面向概念设计的人机工程设计技术,开发了一套计算机辅助概念设计系统。最后,以吸尘器概念设计为例,对本文提出的理论、方法、技术和系统加以验证,完成对机电信息一体化产品概念设计的支持。

计算机辅助拓扑设计——持续同调在几何设计和处理中的应用

持续同调是一种计算不同尺度拓扑特征的有效方法。其从一簇向后包含的单纯复形序列中提取出拓扑特征的出现和消失时刻,并使用拓扑特征的“生命周期”来量化地衡量该特征的几何尺度和重要程度。拓扑特征的提取与应用在几何设计中扮演着重要角色,催生出了一些基于持续同调的几何设计研究。从持续同调特征的提取与基于持续同调的建模和优化两方面进行综述,在持续同调特征的提取方面,介绍了从点云和三角网格数据中提取拓扑特征的不同方法,总结了拓扑特征在部分几何设计问题中的应用路径。在建模和优化方面,综述了基于拓扑变换的单纯复形重建方法、拓扑可感知的曲面重建方法与基于持续同调的拓扑去噪和优化方法。

计算机辅助牙齿隐形正畸系统

针对牙齿隐形正畸术依赖于预先排齐错位牙齿的需求,提出了包括牙齿形状建模以及虚拟矫治2个部分的完整的计算机辅助牙齿隐形正畸系统.该系统的输入是由光学扫描获得的牙颌数字模型,输出用于快速成型加工的中间母模模型,主要包括牙齿分割、牙齿修复、牙齿运动设计、牙龈变形、矫治方案制定以及虚拟咬合等环节.基于牙颌模型的几何特征,采用两步牙齿模型分割方法:首先确定分割区域,进而利用控制曲线裁切获得光滑边界;对于相邻牙齿之间的缺失区域,利用控制曲线网指定曲面位置约束,并利用微分坐标方法重建;采用移动最小二乘插值解决牙龈变形中由于求解大规模线性系统而导致的消耗内存过多问题.该系统是生产隐形矫治器的关键步骤,同时也为医生诊断病情提供了可视化虚拟环境.近50例临床试验结果表明,该系统能够有效地进行牙齿矫治,并正在进行产业化.

计算机辅助生成剪纸形象

首先以手工剪纸动物形象为对象,通过分析其造型分解出构成剪纸的纹样,然后用计算机方法构成这些纹样库.用户在创作时首先构造出剪纸动物形象的轮廓,然后在纹样库中选出适当的纹样嵌入到剪纸轮廓内的指定位置上.文中系统可以广泛应用于装饰图案设计、电子贺卡、广告以及游戏、动画等领域.

基于深度学习的计算机辅助肺癌诊断方法

癌症,是21世纪死亡率较高的疾病之一,而肺癌在所有癌症发病率及死亡率中均占首位.近年来,随着大数据与人工智能的兴起,基于深度学习的肺癌辅助诊断逐渐成为热门的研究课题.计算机辅助肺癌诊断技术主要是对医学仪器成像得到的肺部影像数据进行处理分析的过程,文中将这类过程总结为4个步骤:医学影像数据预处理、肺实质分割、肺结节检测与分割,以及病变诊断.由于深度学习技术对于训练数据的数量需求较高,而目前领域内公开较多的数据主要是肺部CT图像的结节数据,因此深度学习上对于肺癌辅助诊断的工作主要是肺内实质部分分割、肺结节检测分割以及病变分析的工作.文中对于面向肺癌辅助诊断的传统医学影像处理方法进行了简单介绍,并对前沿的深度学习医学影像处理方法进行了综述.

髋臼前柱螺钉内固定的最优化计算机辅助测量

目的:研究专门的最优化计算机辅助解剖测量技术,为髋臼前柱拉力螺钉内固定提供解剖学基础。方法:取骨盆CT数据40份,进行精确的三维重建得到80个半骨盆模型。根据临床手术需要,对螺钉到骨边界的加权距离进行动态采样作为最优化目标函数,在约束条件下自动迭代修改螺钉两个端点位置,达到最佳位置,并设计新的解剖测量参考体系。结果:髋臼前柱拉力螺钉的入钉点在髂前上、下棘之间切迹与坐骨大切迹连线中点上方(15.72±2.71) mm处;其进针方向与入钉点-髂前下棘连线呈(42.84±2.61)°,与入钉点-髂结节连线呈(31.96±2.58)°;螺钉骨内段长度为(101.12±7.2)mm。结论:最优化计算机辅助解剖测量是一种非常有效的新测量技术,方便设计新的解剖测量参考体系和临床手术方案。