基于生物切片的三维重构技术方案

应用背景：

基于有序的生物切片图像数据进行三维重构，其最大的技术难点在于图片数据的对齐操作，以及图像特征的分割提取，传统方法使用手工对齐，并人工三维重构，不仅效率慢且重构误差较大。本文介绍基于多种商业软件完成切片的三维重构。 

软件： Adobe photoshop cs 、Mimics10.0、Amira6.3、Geomagic studio、Zbrush4R7 

技术路线： 

1、数据核对

 2、数据对齐 

3、数据堆栈 

4、图像识别，特征提取、三维重构

 5、数据后处理

流程：

1.数据核对：首要工作是人工核对所有的数据信息，包括图片的像素大小、图片文件名称序号、图片的清晰度、图片的连续性、图片数量等。所有信息必须一一核实。因单张扫描的原始数据清晰度高，数据量大，在保存数据时需要根据切片数量及计算机硬件配置情况合理设置缩放比例，以控制图片的大小。

2.数据对齐：在amira软件中导入图片数据，amira软件支持tiff、jpeg格式图片，在软件中open data命令下导入部分或所有数据（需要根据工作电脑的硬件配置情况合理导入数据），导入图像后使用AligneSlices命令对所有数据进行对齐匹配  data   ——   AlignSlices   ——  Edit    ——  Run——Resample ——   Save Data （2D tiff）

3．数据堆栈：将保存好的tiff图片文件导入Mimics软件中（mimics软件仅能导入相同像素大小的tiff图片文件），软件自动实现对 对齐后的有序图片序列的堆栈，在堆栈过程中重点关注图片间距这一参数设置，（参数的计算需要根据实际图片在软件的大小和实际物体的比例来计算缩放因子，并根据实际的图片数量，从而计算出图片间隙）

4．图像识别：使用Segmentation功能里的相关图像分割命令对需要提取的特征进行逐层识别提取，确认后完成重构。Segmentation    ——        Dynamic Region  Growin——Edit Masks  ——重构 获得原始三维模型等

数据后处理：使用Geomagic Stuido Zbrush 等软件对重构后的模型进行进一步的后处理工作，包括：模型光顺、数据简化、删除杂值数据等。