MATLAB的血管三维重建源代码.docx
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MATLAB的血管三维重建源代码
图片下载2001数学建模A题
附录1：
图像二值矩阵的0-1互换的matlab程序代码（zhuanhua.m）
functionb0=zhuanhua（b0）%图像二值矩阵的0-1互换
fori=1:
512
forj=1:
512
ifb0（i,j）==1
b0（i,j）=0;
elseb0（i,j）=1;
end
end
end
附录2：
求各切片的最大内切圆的半径及圆心坐标matlab程序代码（ff.m）
function[r,zhongxindian]=ff%输出各切片最大内切圆半径及圆心坐标
a=zeros（512,512）;
b=zeros（512,512）;
fori=1:
512
forj=1:
512
a（i,j）=i-257;%横坐标的对应
b（i,j）=j-257;%纵坐标的对应
end
end%图像在xyz面上的x轴、y轴坐标
zhongxindian=zeros（100,2）;
r=zeros（100,1）;
fork=0:
99
t=strcat（'f:
/',int2str（i）,'.bmp'）;
b=imread（t）;
b=zhuanhua（b）;%将01互换
blunkuo=edge（b,'sobel'）;%提取轮廓
bgujia=bwmorph（b,'skel',inf）;%提取骨架
%寻找内切圆
[x0,y0,v0]=find（b0lunkuo）;
[a0,b0,c0]=find（b0gujia）;
m=length（a0）;
n=length（x0）;
juli=zeros（m,n）;
cunfang=zeros（m,2）;
fori=1:
m
forj=1:
n
p1=a0（i）;q1=b0（i）;
p2=x0（j）;q2=y0（j）;
juli（i,j）=sqrt（（a（p1,q1）-a（p2,q2））^2+（b（p1,q1）-b（p2,q2））^2）;%骨架上的各个点到轮廓的距离
end
[zx,zxxh]=min（juli（i,:
））;%骨架上一点到轮廓的最短距离即以骨架上各个点为圆心的内切园的半径
cunfang（i,1）=zx;
cunfang（i,2）=zxxh;
end
[zd,zdxh]=max（cunfang（:
1））;%寻找半径中最大的半径和其对应的圆心坐标
g=a0（zdxh）;h=b0（zdxh）;
zhongxindian（k+1,1）=a（g,h）;
zhongxindian（k+1,2）=b（g,h）;
r（k+1）=zd;
end
附录3：
通过计算不同次数多项式拟合的偏差平方和确定拟和次数的matlab程序代码（pczx.m）
functionj=pczx（z,t）%根据不同次数的多项式拟合与原图数据偏差平方和的大小来确定多项式拟和的次数
delta=zeros（10,1）;
fork=1:
10
[p,s]=polyfit（z,t,k）;
delta（k）=s.normr
end
[i,j]=min（delta）;
附录4：
根据轮廓画出血管的三维图像的matlab程序代码
forb=0:
99%提取原图的轮廓，根据轮廓画出血管的三维图像
m1=imread（[int2str（b）,'.bmp']）;
m（:
:
b+1）=edge（m1,'sobel'）;
end
fork=0:
99
fori=1:
512
forj=1:
512
if（m（i,j,k+1）==1）
plot3（i,j,k+1,'r-.'）;
holdon
end
end
end
end
gridon
title（'血管三维图'）
rotate3d
holdoff
附录5：
绘制中轴线及在各平面的投影图matlab程序代码
formatlong
px=polyfit（z,x,7）;%x,z的7次多项式拟合
x1=polyval（px,z）;
py=polyfit（z,y,5）;%y,z的5次多项式拟合
y1=polyval（py,z）;
figure
（1）;%画中心轴线图
plot3（x1,y1,z）
gridon
xlabel（'X轴'）;
ylabel（'Y轴'）;
zlabel（'Z轴'）;
title（'血管中轴线图'）;
figure
（2）;%画中心轴线在xoz平面上的投影
plot（z,x1,'-r'）
ylabel（'Z轴'）;
xlabel（'X轴'）
title（'血管中轴线XOZ平面投影图'）;
gridon
figure（3）;%画中心轴线在yoz平面上的投影
plot（z,y1,'-b'）
xlabel（'Z轴'）;
ylabel（'Y轴'）;
title（'血管中轴线YOZ平面投影图'）;
gridon
figure（4）;%画中心轴线在xoy平面上的投影
plot（x1,y1,'-g'）
xlabel（'X轴'）;
ylabel（'Y轴'）;
title（'血管中轴线XOY平面投影图'）;
gridon
附录6：
求第pn张拟合图的轮廓的二值矩阵的matlab程序代码（dian.m）
functionpnjj=dian（px,py,pn）%输出pnjj，为第pn张拟合图片的轮廓二值矩阵
a=zeros（991）;
b=zeros（991）;
q=zeros（991）;
w=zeros（991）;
r=zeros（1,2）;
s=zeros（1,2）;
k=1;
forc=0:
0.1:
99
a（k）=7*px
（1）*c.^6+6*px
（2）*c.^5+5*px（3）*c.^4+4*px（4）*c.^3+3*px（5）*c.^2+2*px（6）*c+px（7）;
b（k）=4*py
（1）*c.^3+3*py
（2）*c.^2+2*py（3）*c+py（4）;%中心轴线方程关于z的导数即[a（k）,b（k）,1]为z在k处的切线的方向向量
q（k）=px
（1）*c.^7+px
（2）*c.^6+px（3）*c.^5+px（4）*c.^4+px（5）*c.^3+px（6）*c.^2+px（7）*c+px（8）;
w（k）=py
（1）*c.^5+py
（2）*c.^4+py（3）*c.^3+py（4）*c.^2+py（5）*c;%中心轴线方程在z=k处的x,y值
k=k+1;
end
%提取新的截痕
u=[];
v=[];
symsxy
k=1;
fori=0:
0.1:
99
m=a（k）*（x-q（k））+b（k）*（y-w（k））+（pn-i）;
n=（x-q（k））^2+（y-w（k））^2+（pn-i）^2-29.49^2;
[g,h]=solve（m,n）;
r=double（g）;
s=double（h）;
if（abs（imag（r
（1）））<0.01）%去除复数根
u=[u;[real（r
（1））+256real（r
（2））+256]];
v=[v;[real（s
（1））+256real（s
（2））+256]];
end
k=k+1;
end
%根据新的切平面的轮廓坐标得到新轮廓的图像矩阵
plot（v（:
1）,u（:
1）,'r.',v（:
2）,u（:
2）,'r.'）
axis（[05120512]）;
pnj=imread（strcat（int2str（pn）,'.bmp'））;
lk=edge（pnj,'sobel'）;
pnjj=zeros（512）;
u=round（u）;
v=round（v）;
fort=1:
length（u（:
1））
pnjj（u（t,1）,v（t,1））=1;
pnjj（u（t,2）,v（t,2））=1;
end
figure
（1）;%画原图轮廓
imshow（lk）
figure
（2）;%画新图轮廓
imshow（pnjj）
figure（3）;%画原图与新图的轮廓图对比
imshow（pnjj|lk）
pnjj=zhuanhua（pnjj）;
附录7：
求拟合图与原切片图的重合度的matlab程序代码（baifenbi1.m）
functionbaifenbi=baifenbi1（pnjj,pn）%输出拟合图与原切片图的重合度
%填充新图
juzheng=pnjj;%pnjj为通过dian.m得到的轮廓边界二值矩阵
%先填充左边界的右半部分
fori=1:
511
forj=1:
511
if（pnjj（i,j）==0&pnjj（i,j+1）~=0）
pnjj（i,j+1）=pnjj（i,j）;
end
end
end
you=pnjj;
%再填充右边界的左半部分
fori=1:
512
forj=512:
-1:
2
if（juzheng（i,j）==0&juzheng（i,j-1）~=0）
juzheng（i,j-1）=juzheng（i,j）;
end
end
end
zuo=juzheng;
shijijuzheng=you|zuo;%通过矩阵的或运算得到填充后的新图
imshow（you|zuo）
%原图的黑点的个数
biaozhunjuzheng=imread（strcat（int2str（pn）,'.bmp'））;
nbiao=0;
fori=1:
512
forj=1:
512
if（biaozhunjuzheng（i,j）==0）
nbiao=nbiao+1;
end
end
end
%新图与原图重合部分黑点的个数
chonghegs=0;
fori=1:
512
forj=1:
512
if（biaozhunjuzheng（i,j）==0&shijijuzheng（i,j）==0）
chonghegs=chonghegs+1;
end
end
end
%求百分比
baifenbi=chonghegs/nbiao;
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