3D object reassembly using region-pair-relation and balanced cluster tree
3D object reassembly using region-pair-relation and balanced cluster tree
复制标题
使用区域对关系和平衡簇树进行 3D 对象重组
DOI：
10.1016/j.cmpb.2020.105756
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发表时间：
2020-09
影响因子：
6.1
通讯作者：
Chun-lin Peng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shenghui Liao;Chao Xiong;Shu Liu;Ying-qi Zhang;Chun-lin Peng
背景和技术对象重组是手术规划和破碎对象修复等场景中的关键技术。基于以前的研究，这项工作打算探索的一般任务的3D对象重组，包括传统的对象重建和骨折reduction.MethodsWe介绍了一个有效的和强大的区域对关系描述符，它采用了强大的几何约束，并保持不变的旋转和平移。我们使用平衡聚类树分割破碎的物体，并发展了一种由粗到精的物体重组方法。从树的根递归地估计不同深度处的潜在区域接触对的匹配质量。一旦最佳接触对被确定，最小二乘法被实施以获得匹配结果。此外，我们还提供了一个半交互式的操作来处理复杂的objects.ResultsFor大多数类型的破碎的对象，我们的方法可以在10秒内生成高精度的匹配结果，与聚类树深度等于11。它允许自动重组不同大小的碎片。对于骨折块与松质骨结构，一个半交互式的操作集成，使精确的匹配也可以在30秒内实现。ConclusionThe建议的框架可以扩展到各种对象的重新组装任务，无论是自动化或半自动化的方式，包括骨折复位问题，这是一个密集的手动过程。因此，我们的工作在医学应用中显示出显著的优势。
Background and ObjectiveObject reassembly is a key technology in scenarios such as surgical planning and broken object restoration. Based on previous research, this work intends to explore the general tasks of 3D object reassembly, including conventional object reconstruction and bone fracture reduction.MethodsWe introduce an efficient and robust region-pair-relation descriptor, which incorporates strong geometric constraints and remains invariant to rotation and translation. We segment the fractured objects using balanced cluster tree, and develop a coarse-to-fine method for object reassembly. The matching quality of potential region contact pairs at different depths is estimated recursively from the root of the tree. Once the best contact pairs are determined, the least squares method is implemented to obtain the matching results. In addition, we also provide a semi-interactive manipulation to deal with the complex objects.ResultsFor most types of broken objects, our approach can generate high accuracy matching results within 10 s, with the cluster tree depth equals to 11. It allows the automatic reassembly of different-sized fragments. For bone fracture blocks with cancellous structures, a semi-interactive operation is integrated so that the precise matching can also be achieved in 30 s.ConclusionThe proposed framework can be expanded to various object reassembly tasks in either automated or semi-automated manner, including the fracture reduction problem which used to be an intensive manual process. Therefore, our work shows significant advantages in medical applications.
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DOI：
10.1145/1179352.1141925
发表时间：
2006-07
期刊：
ACM SIGGRAPH 2006 Papers
影响因子：
--
作者：
Qi-Xing Huang;Simon Flöry;Natasha Gelfand;M. Hofer;H. Pottmann
通讯作者：
Qi-Xing Huang;Simon Flöry;Natasha Gelfand;M. Hofer;H. Pottmann
通过分支定界法对碎砂颗粒进行盲匹配
影响因子：
5.2
作者：
Jianfeng Wang;Mengmeng Wu
通讯作者：
Mengmeng Wu
DOI：
10.1109/34.121791
发表时间：
1992-02-01
影响因子：
23.6
作者：
BESL, PJ;MCKAY, ND
通讯作者：
MCKAY, ND
DOI：
10.1016/j.cad.2010.02.001
发表时间：
2010-06
期刊：
Comput. Aided Des.
影响因子：
--
作者：
Charlie C. L. Wang;Yuen-Shan Leung;Yong Chen
通讯作者：
Charlie C. L. Wang;Yuen-Shan Leung;Yong Chen
DOI：
10.3390/s18020544
发表时间：
2018-02-10
期刊：
Sensors (Basel, Switzerland)
影响因子：
--
作者：
Yu C;Ju DY
通讯作者：
Ju DY