磁共振成像的3D头面部模型的标准化处理

陈 晓， 周 宏， 祖媛媛



磁共振成像的3D头面部模型的标准化处理

陈 晓， 周 宏， 祖媛媛

（总后军需装备研究所，北京 100082）

通过磁共振成像技术获取人体头部的系列二维图像，分别提取其边界坐标数据，并采用傅里叶级数拟合各层的外形轮廓，建立了一种分层描述的3D头部参数化模型。然后根据人类面部主要特征定义了若干特征层，并基于面部特征相匹配的原则，对多个样本进行了平均处理，构造出3D标准头面部模型，能够反映特定人群的综合特点。作为实例，用558个样本计算构造了圆高标准头型，可作为头面部装备设计的依据。

计算机应用；3D标准头型；参数化模型平均处理；磁共振成像

采用三维CAD软件设计头面部装备时，如果以3D头面部模型为依据，替代传统的一维尺寸数据标准，不仅可以大大加快设计过程，而且可以使产品更加宜人。但作为设计依据的3D头型显然不能仅基于单个人的头型数据，而必须能够反映特定人群的综合特征。这种能反映人群头面部综合特征的3D头型被称为标准3D头面部模型，其中包含具有统计代表性的丰富的头部外形数据，对目前要求越来越高的士兵头面部装备提供必要的设计依据。因此，构造3D标准头型具有重要的现实意义，它必须是由一定数量的样本数据平均得到，而在样本数据平均的同时能很好地保留并综合面部的各种特征是一件比较棘手的事情。本文的工作是围绕3D标准头面部模型的建立开展的，首先借鉴反求工程的思想，以头部的分层切片图形为原始数据，对样本头型进行了参数化建模，给出各个样本的统一数学描述，然后以参数化模型为基础，分析了人类头面部的特征，提出了构造标准头面部模型的平均算法。……