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公开(公告)号：CN110289103B
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN201910535538.5
申请日：2019-06-19
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了一种软组织局部压缩形变模拟方法，包括：(1)采集软组织的医学图像数据，通过四面体网格生成方法将软组织的医学图像数据处理为三维四面体网格模型；(2)构造四面体质点‑弹簧模型并建立与质点‑弹簧模型对应的运动学方程；(3)利用模拟退火算法优化质点‑弹簧模型中的弹簧刚度和阻尼系数；(4)将软组织压缩变形划分为局部变形区和非变形区；(5)利用Verlet显示积分法对局部变形区的点进行运动学方程求解，获得在压力作用下软组织的压缩形变；(6)设定过度压缩约束条件，对不满足过度压缩约束条件的质点进行校正。本发明在保证计算效率的同时提高了模拟的精度，更快速、真实的反映了软组织的形变情况。
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公开(公告)号：CN108550180B
公开(公告)日：2021-11-19
申请号：CN201810193727.4
申请日：2018-03-09
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06T17/00
Abstract: 本发明公开了基于内点集域约束及高斯过程参数优化的血管建模方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：基于内点集域约束的血管建模；步骤二：基于高斯过程优化参数。本方法使用内点集域约束，实现内力相互作用仿真，采用动态变形方法更新变形区域，实现血管快速建模；引入机器学习思想，利用高斯分类器，通过高斯过程分类选择伸长参数、弯曲刚度参数和节点平动阻尼参数，得到可使所述模型稳定的参数集；针对这三个易受血管生物力学特性影响的参数进行高斯过程回归，确定最优参数集；该建模方法弥补了传统质点弹簧模型未考虑内力的缺陷，算法实时性好，变形仿真更加真实。
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公开(公告)号：CN107092879B
公开(公告)日：2020-10-02
申请号：CN201710243110.4
申请日：2017-04-14
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了利用近红外吸收监测指纹识别技术的方法。基于红外吸收特性，通过测量波长范围内俘获截面的光吸收度以进行曲线拟合和最小二乘法分析拟合出数据的最佳函数匹配，利用最优表达式求出极值等相干特性并加以数学分析。通过对比数据库成分，实现了对活体身份的验证。由于真皮层浅部血管网薄且含血量大的生理结构特性和血红蛋白以及细胞色素在特定近红外区的吸收特性，其无法被其他材料仿制，具有防伪性和不可复制性。同时随着近红外线光谱测定技术日趋成熟，傅里叶变换红外光谱仪、光栅扫描仪等仪器都可满足相关技术要求。该方法在保证效率的同时将大大增强身份识别的准确性，加强了信息安全，实现强了信息安全，实现了对信息的双重检测。
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公开(公告)号：CN107080586B
公开(公告)日：2019-05-21
申请号：CN201710186372.1
申请日：2017-03-24
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: A61B34/10
Abstract: 本发明公开了虚拟手术中用于软组织实时形变的交叉弹簧模型，首先在PC机接一个OpenGL图形化接口，在该OpenGL图形化接口中连接一个手控器，并在PC机内创建3D人体模型，手控器在3D人体模型上形成一个虚拟代理，交叉弹簧模型的建模方法包括如下步骤：步骤1:虚拟场景初始化；步骤2:位置检测；步骤3:判断是否碰撞；步骤4：给定虚拟接触压力；步骤5：虚拟代理与虚拟软组织交互的局部区域内部填充交叉弹簧力触觉计算模型；步骤6：软组织局部区域变形计算、图形刷新和反馈输出力触觉信息。本发明变形计算速度加快，减少了计算量,通过改变建模方法中相应的参数，就可对不同的软组织进行变形仿真，建模方法适用性广。
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公开(公告)号：CN107346552A
公开(公告)日：2017-11-14
申请号：CN201710493017.9
申请日：2017-06-23
Applicant: 南京信息工程大学
CPC classification number: G06T7/55 , G06T17/20 , G06T17/30 , G06T19/20 , G06T2207/10004 , G06T2207/10024 , G06T2210/28
Abstract: 本发明公开了基于图像灰度恢复形状技术的纹理力触觉再现方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：从单幅图像中恢复三维轮廓；对采集设备进行色彩校正利用采集设备从不同角度采集彩色图像；对彩色图像进行融合；采取基于多项式回归的色彩还原方法对拍摄图像进行还原；把不同角度图像处理成灰度图像，并对灰度图像进行融合；建立光反射模型；依据灰度和光反射模型建立方程，求出表面各点的高度；建立虚拟表面三角网格模型；步骤二：用纹理力触觉模型对虚拟表面进行力触觉渲染。本发明减少彩色图像色差，增加力触觉再现的真实感。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107170032A
公开(公告)日：2017-09-15
申请号：CN201710176364.9
申请日：2017-03-23
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06T15/00
Abstract: 本发明公开了基于线性素描图像的力渲染方法，主要技术方案是先将彩色图像转换成线性素描图像，再对线性素描图像进行力渲染。生成线性素描图像的过程是先将彩色图像转换成灰度图像，对灰度图像进行反转得到相应的负像，再进行高斯模糊处理以及颜色减淡混合处理，最终得到线性素描图像。生成的线性素描图像包括物体的轮廓特征部分以及表面细节特征部分，对这两部分采用不同方式进行力渲染。轮廓特征部分采用god‑object算法计算轮廓力、表面细节特征部分直接利用灰度值计算表面纹理力。
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公开(公告)号：CN106528993A
公开(公告)日：2017-03-22
申请号：CN201610956126.5
申请日：2016-11-03
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种基于由碟形弹簧片构成的组合弹簧虚拟模型建模方法，包括以下步骤：步骤一、虚拟场景初始化；步骤二、构造由碟形弹簧片数逐渐增加复合而成的组合弹簧；步骤三、虚拟柔性体局部区域变形计算。本发明的建模方法中，任意组合弹簧第i+1层均由两组i+1层叠合碟形弹簧对合而成，通过组合弹簧各层层内以及层间消耗的压力关系，求得每一层中单片碟形弹簧消耗的压力情况，再根据单片碟形弹簧受力与变形量之间的计算关系，求得每一层中单片碟形弹簧的变形量，进而得到模型总的变形量，在相同给定虚拟接触压力作用下，组合弹簧的计算量进一步减少，能够被用于人体软组织形变是虚拟手术仿真，符合人体软组织的层次结构与受力状况。
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公开(公告)号：CN106485028A
公开(公告)日：2017-03-08
申请号：CN201610954432.5
申请日：2016-11-03
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种支持实时按压的柔性体变形仿真建模方法，包括以下步骤：虚拟场景初始化；位置检测，当虚拟代理碰撞到虚拟柔性体表面上的任意点时，给定虚拟接触压力作用；利用不同厚度的碟形弹簧叠合成组合弹簧虚拟模型来填充虚拟代理与虚拟柔性体交互的局部区域内部；利用组合弹簧虚拟模型计算虚拟柔性体局部区域变形量；图形刷新，不断反馈输出力触觉信息，可以被用于虚拟人机交互的虚拟柔性体实时变形仿真过程中。该建模方法计算简单，能准确快速的计算变形量，实现对柔性体的实时变形仿真；反馈给操作者的力触觉信息真实，软组织形变逼真，人机交互过程自然。
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公开(公告)号：CN107103637B
公开(公告)日：2020-08-11
申请号：CN201710218574.X
申请日：2017-04-05
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了一种增强纹理力方法，其特征包括对二维纹理图像表面三维微观形状重建和纹理力触觉渲染两部分。第一部分采用SFS算法中的演化方法从二维纹理图像中重建表面三维微观形状；第二部分在传统纹理力触觉再现方法的基础上增加一个梯度反馈力，达到更加真实的力触觉再现效果。纹理力触觉渲染是建立在表面三维微观形状上，SFS技术利用单幅图像中物体表面的明暗变化来恢复表面各点的相对高度，为进一步物体的表面三维微观形状建立奠定基础；梯度反馈力是当物体表面梯度满足条件的情况下存在的一种力，方向与虚拟点速度方向相反，其目的是让操作者在触摸物体表面时能更好感知物体表面凹凸变化。
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公开(公告)号：CN106919258B
公开(公告)日：2020-01-10
申请号：CN201710114712.X
申请日：2017-02-28
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了基于图像亮度信息纹理力再现交互系统及实现方法，结合计算机图像处理技术、虚拟现实技术与虚拟现实人机交互技术，通过将捕捉到的图像信息用优化算法进行亮度信息提取预处理，在虚拟接触点产生相应纹理的接触力，再将得到的相应纹理信息通过PHANTOM OMNI力触觉交互系统反馈给操作者，使得操作者真实的感知物体表面纹理物理属性，从而达到重构物体表面三维纹理信息的目的。和以往常用的虚拟力仿真系统相比，该系统以3DS Max 2015、VC++2016和OpenGL软件编程为基础，模型的获取和修改方便，通过结合图像预处理优化算法，极大的减少了仿真过程中的严重抖动现象，提高了纹理再现的效率和使用者的真实感体验。
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