【word】 多边形分解方法计算人体体表局部损伤面积

【word】 多边形分解 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 计算人体体表局部损伤面积 多边形分解方法计算人体体表局部损伤面 积 ‘嚼瞄警彝如CHINJFORENSICMED2007年第22卷第3期 多边形分解方法计算人体体表局部损伤面积 张,z-q],熊平 (1.湖南涉外经济学院计算机科学-9技术学部,湖南长沙410205; 2.中南大学信息物理工程学院生物医学工程研究所,湖南长沙410083) 【关键词】法医临床学;体表面积测量;多边形分解 【文献标识码】B【文章编号】1001—5728(2007)03—0192—02 在人体体表损伤鉴定时,常常需要测量损伤区域 面积,创口长度以及关节活动角度等指标.因此,如 何准确,方便地测量上述指标一直是法医界关注和研 究的课题.本文采用多边形分解方法,利用数码相机 拍摄体表损伤区域图像,使用自主开发的”法医鉴定 图像分析测量”软件,测量体表损伤区域面积.经实 验验证,本方法能够达到司法鉴定要求的测量精度. 1 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 与方法 1.1材料 数码相机:100万以上像素,用于损伤区域图像 的拍摄.计算机:CPU为奔腾三代,800MHz以上,内 存128M以上,彩色显示器,分辨率在1024X768时, 颜色数达到16位色.打印机:普通彩色打印机(喷墨 或激光均可).纸标尺.本文实验相机型号为12anon A610普通数码相机,500万像素,4倍光学变焦镜头, 镜头参数:7.3—29.2mm1:2.8—4.1. 1.2操作方法 损伤区域拍照?使用法医专用纸标尺贴于损 伤区域旁边;?采用正投影…方式拍照,即让相机的 光轴垂直于目标区域平面,且光轴尽量位于目标区域 的中心,图1所示. 人体 相机 图1拍照方式 图片测量?将软件中的标尺与照片中的标尺 【作者简介】张必明(1977一)男,湖南怀化人,硕士,主要从事 医学图像处理方向研究. ? 192? 匹配;?通过鼠标点击描点的方式,圈定需要进行面 积测量的多边形区域.软件自动测量出圈定的多边 形的面积,在测量的照片直观地显示出测量数值. 1.3技术原理 照片图像是空间三维物体在照相机成像平面上 的二维投影….根据摄像机成像的射影几何变换关 系,若照相机光轴垂直于损伤区域面,损伤区域面为 (近似)平面时,拍摄图像中的损伤区域与体表上的 实际损伤区域的面积之间存在比例关系.照片图像 与实际大小之间的比例系数可以通过贴于损伤区域 旁边的纸标尺计算.因此,可以通过测算体表损伤区 域在照片图像上的大小来计算实际面积. 根据计算机图形学原理,计算机系统中所有曲线 均由直线段组成.因此,损伤区域的外轮廓图像可 以近似拟合为一个简单多边形J,图2所示(以下简 称多边形).多边形为不规则几何形状,不能直接计 算出面积,一般采用多边形分解方法计算多边形的面 积,即通过将多边形分解成形状更为简单的几何形 状,如矩形,正方形,梯形或三角形等,分别计算并累 加所有分解的简单几何形状的面积,就可以得到被分 解的多边形的面积. 边线照相交 (a).简多边形).存fj_}1j交边线 图2简单多边形形态 1.4计算 采用任意平面多边形的三角剖分方法(简称 三角剖分法),该算法从最外层多边形开始,采用迭代 处理计算,每次迭代剥去多边形最外围已经分解的部 分,直到多边形的顶点数为3,即剩下最后一个三角 形时分解处理完成.三角剖分法能够处理形态复杂 的凹多边形,不管损伤区域的形状多么复杂,都能将 其分解. 中国譬警霜也CHINdFORENSICMED2007年第22卷第3期 计算面积时,在要测量的照片上建立平面直角坐 标系.利用目标区域多边形顶点的坐标,计算分解出 的每个三角形的边长,通过照片中标尺的比例换算可 以得到边长的实际长度,采用海伦一秦九韶 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 可计 算出每个三角形的面积,最后,累加每个三角形的面 积就得到目标区域多边形的面积. .sr=/p(p—n)(p一6)(p—c)(海伦一 秦九韶公式) P=(n+b+c)/2 其中S,为三角形的面积,P为三角形的周长,o, b,c分别为三角形三条边的边长. 2结果 应用本法对于体表某些曲率较小的区域,如背部, 腹部,男性胸部,脸颊,手掌,大腿等部位,实验测算结 果与实际结果相比,误差能够控制在0.05cm内. 3实例应用 本文案例为一起交通事故受伤者大腿外侧的损 伤区域面积测量.损伤部位于当事人左大腿外侧下 部靠近膝关节处,损伤区域呈不规则形状,最长处约 9.3cm,最宽处约6.5cm(图3). 采用本文方法开发的”法医鉴定图像分析测量” 软件,对上述案件的损伤区域面积进行测量实验.测 量结果显示,损伤区域的面积为17.6cm(该数值是 计算后的四舍五人结果,实际计算的精度达到小数点 后4位以上).采用本方法的结果与手工测量的结果 一 致,误差在0.05cm范围内,达到实际应用的精度 要求(图4—6). 图3损伤区域的长宽测量图4损伤区域多边形图5多边形分解图图 6面积计算结果 4讨论 人体体表局部损伤面积测量,在计算机普遍使用 之前,多采用手工体表测量法,损伤区域拍照九宫格 测量法.随着计算机的普及,张经纬等1999年提出 了曲面坐标网格法j,近年来又出现计算机视觉三维 测量法,如李健等2002年双立体同步摄影的面部三 维重建与量测【.分析比较这些方法,手工测量法和 照片测量法存在测量精度差,复杂形状区域难以测量 等局限性;曲面坐标网格法,利用人工贴于体表相互 垂直的两条标尺纸近似模拟体表的曲面形态,能够降 低一些投影误差,达到一定的测量精度,但测量时需 要进行繁琐的手工操作来建立曲面坐标,操作使用不 便;计算机视觉三维测量方法,具有测量精度高的特 点,但方法复杂,设备要求高,测量过程操作繁多,对 摄影知识和计算机水平要求高等缺点.多边形分解 方法中,采用网格分解(分解成矩形)法能够计算出 损伤区域面积,但分解方法不够简练,本文较网格分 解方法,更简洁,通用性更强.与上述测量方法相比, 本文采用多边形三角剖分分解法计算损伤区域面积, 具有原理简单,操作简便,快捷,精度较高的特点.自 主开发的”法医鉴定图像分析测量”软件,在两所司 法鉴定所中使用反映良好. 本方法的测量精度和误差与纸标尺的刻度精度, 拍照方法,损伤区域轮廓清晰程度,损伤区域表面平 坦程度等因素相关.损伤区域表面的平坦程度是本 方法的误差,其它因素是所有图像测量方法所共有的 方法误差.进一步的研究,实现高精度的体表面积测 量,可考虑采用体表三维测量方法,即先重建体表三 维模型,然后在三维模型上完成面积的测量. 【参考文献】 [1]于起峰,陆宏伟,刘肖琳.基于图像的精密测量与运动测 量[M].北京:科学出版社,2002:38—40 [2]魏海涛.计算机图形学[M].电子工业出版社,2001:45 [3]马小虎,潘志庚,石教英.基于凹凸顶点判定的简单多边 形Delaunay三角剖分[J].计算机辅助设计与图形学学 报.1999,1:101—104 f4]徐春蕾,李思昆.一种适用任意乎面多边形的三角剖分算 法[J].国防科技大学,2000,22(2):82—85 『5]孙岩,唐棣.一个快速有效的凹多边形分解算法[J].计算 机工程与设计,2001,22(5):82—85 『61张经纬,张青,万金华,等.人体体表面积损伤面积及关节 活动角度智能测量与辅助鉴定系统开发应用[J].中国法 医学杂志,1999,14(2):81—83 『71李健,刘先林,刘凤德.基于双立体同步摄影的面部三维 重建与量测[J].测绘科学,2002.6,27(2):43—45 (收稿日期:2006-03—06;修回日期:2006—12-06) ? 193?