Abstract
本文中，我們研究的對象主要是以電腦視覺為基礎的三度空間超音波影像定位與重建的診療系統。在此系統中，基本上必須解決兩個問題：定位問題與重建問題。在定位問題方面，一個以梯形圖樣為定位標誌物的新版定位法將被提出，此法結合了空間中的幾何關係及消失點的技巧，進而達到三維空間定位之目的。而在重建方面，考慮重建影像之品質及計算時間，我們利用拉格瑞內插法及線性內插法之結合來達到三維物體重建之目的。由定位及重建方面的實驗及模擬結果可知，我們的確可利用上述的兩個方法作為日後三維超音波影像定位與重建分析工作站的理論基礎。隨著科技的日益經進，許多電腦視覺方面的應用，已從傳統的二維處理進而到三維物體的分析，本文是以超音波影像為其研究對象。由於定位及重建方面的困難，超音波影像至今仍未被廣範的應用在三維物體的分析上。在本文中，我們利用一個梯形圖樣當作定位標誌物，結合消失點的觀念，以解決定位問題。而在重建方面則利用內插法，來達到三維物體重建之目的。在第二章，利用攝影機之針孔模型作為我們分析之基本架構，而在作三維空間之定位時，實際上就是求攝影機其所謂的內在參數及外在參數。我們利用梯形標誌物空間的幾何關係來計算內在參數，接著再引用消失點的觀念，計算出外在參數。從整個推導過程中，我們發現所求之內在參數及外在參數其公式非常簡單，並不會有非線性求解的情況發生，因此，在實際應用上，相當簡單。除此之外，我們可另加數條平行線在此一梯形標誌物上，以期達到減少雜訊對整個求解時所造成的影響。在第三章中，我們利用內插法作三維物體影像的重建，考慮重建之影像品質及計算時間。我們引用所謂的內插區塊，在此區塊中，四個頂點利用長軸方向之拉格瑞內插法來內插出其灰階值，而在區塊內的格點，則利用線性內插法來完成整個三維影像重建之目的。第四章中，定位及重建方面的實驗結果顯示，本文所利用的方法：即梯形法及內插法的確能解決在應用超音波影像於三維物體重建應用上所遭遇的問題，且我們可藉著調整內插區塊的大小來達到我們對於影像品質及計算時間方面的要求。基本上，由上述之結果我們可利用此二種方法，即標誌法及內插法，分別解決定位與重建的問題，但在實際應用上，仍需大量的改進，才能滿足實際的要求。除此之外，對於未來研究的方向，我們亦提出一些建議，諸如：紋理分類、結構參數之量測、疾病辨識及整個系統方面的整合，這些都是我們希望未來能進一步努力的方向。