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公开(公告)号：CN106919258B
公开(公告)日：2020-01-10
申请号：CN201710114712.X
申请日：2017-02-28
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了基于图像亮度信息纹理力再现交互系统及实现方法，结合计算机图像处理技术、虚拟现实技术与虚拟现实人机交互技术，通过将捕捉到的图像信息用优化算法进行亮度信息提取预处理，在虚拟接触点产生相应纹理的接触力，再将得到的相应纹理信息通过PHANTOM OMNI力触觉交互系统反馈给操作者，使得操作者真实的感知物体表面纹理物理属性，从而达到重构物体表面三维纹理信息的目的。和以往常用的虚拟力仿真系统相比，该系统以3DS Max 2015、VC++2016和OpenGL软件编程为基础，模型的获取和修改方便，通过结合图像预处理优化算法，极大的减少了仿真过程中的严重抖动现象，提高了纹理再现的效率和使用者的真实感体验。
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公开(公告)号：CN106446452B
公开(公告)日：2019-03-29
申请号：CN201610910611.9
申请日：2016-10-19
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种基于力触觉交互的拱梁弹簧形变模型的建模方法，首先对虚拟场景进行初始化；然后进行位置检测，当虚拟代理碰撞到虚拟柔性体表面时，在给定虚拟接触压力F的作用下，利用拱梁弹簧形变模型来填充虚拟代理与虚拟柔性体交互的局部区域内部；接着，利用拱梁弹簧形变模型计算虚拟柔性体局部区域变形量；最后根据计算出的虚拟柔性体表面的形变刷新图形，并反馈输出力触觉信息。本发明变形计算速度快，计算量少，且通过改变建模方法中相应的参数，就可对不同的柔性体进行变形仿真，建模方法适用性广。
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公开(公告)号：CN108710735A
公开(公告)日：2018-10-26
申请号：CN201810431729.2
申请日：2018-05-08
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5009 , G06F2217/16 , G06F2217/78
Abstract: 本发明公开了一种实时交互的无网格软组织形变模拟方法，包括以下步骤：(1)将软组织的CT图像转换成OBJ文件以便获取顶点信息；(2)使用移动最小二乘法MLS来构建无网格形函数；(3)将Kelvin粘弹性纳入组织模型；(4)根据步骤(3)中计算的给定应力相对应的所有节点的位移，使用Marquardt算法来预先拟合软组织上的力和每个节点的位移之间的数学关系；(5)引入富集函数来模拟因切割等操作导致的组织表面不连续性裂缝。本发明在人体组织模型中纳入了Kelvin粘弹性力学模型，可更好表现软组织的粘弹性，提高模拟真实度，使用Marquardt算法预先拟合软组织上的力和每个节点的位移之间的数学关系，提高模拟实时性，同时引入权重函数富集来实现软组织的交互式模拟。
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公开(公告)号：CN108665431A
公开(公告)日：2018-10-16
申请号：CN201810468739.3
申请日：2018-05-16
Applicant: 南京信息工程大学
Abstract: 本发明公开了基于K-均值聚类的分数阶图像纹理增强方法，以一种图像掩膜算子为具体成果，在分数阶微分增强图像纹理的基础上，利用K-均值聚类的方法，对图像进行分类，并针对不同的纹理类别采取不同的微分阶数，解决了常见分数阶微分算子存在的缺点：(1)在保证图像亮度不变的要求下，算子易丢失阶数；(2)图像每个区域的纹理复杂度不一样，统一微分阶数的算子综合增强效果较差；由于图像外围与中心的纹理往往呈现不同的频域性质，即，外围往往以高频边缘信息为主，中间以低频细节信息为主，采用包围方式分割图像区域，利用灰度共生矩阵计算每个区域图像纹理的ASM能量、对比度、熵和相关性，以此表征区域纹理特征并进行K-均值聚类。
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公开(公告)号：CN108491863A
公开(公告)日：2018-09-04
申请号：CN201810161883.2
申请日：2018-02-27
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06K9/62
Abstract: 本发明涉及一种基于非负矩阵分解和卷积神经网络的彩色图像处理方法，该方法用采集设备获取彩色图像并进行预处理，设有采用非光滑非负矩阵分解算法提取图像特征、结合卷积神经网络优化彩色图像分类和重构过程，包括首先读取图像数据矩阵，得到其行数、列数，初始化相应参数；然后结合卷积神经网络，依步骤完成图像分类和重构；本发明的图像处理方法在彩色图像处理过程中特征提取更精确，重构错误少，分类效率高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107895145A
公开(公告)日：2018-04-10
申请号：CN201711044262.8
申请日：2017-10-31
Applicant: 南京信息工程大学
CPC classification number: G06K9/00355 , G06K9/40 , G06K9/4652 , G06K9/6256
Abstract: 本发明公开了基于卷积神经网络结合超高斯去噪估测手指受力的方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：利用固定的成像源相机拍摄手指的二维图像；步骤二：利用超高斯法对所摄图像去噪；步骤三：利用卷积神经网络预测去噪后的二维图像到三维手指模型的转化矩阵，构建三维手指模型；步骤四：利用高斯法基于手指及其周边皮肤的形变和颜色变化预测手指力。本方法使用一个静态的照相机从一定距离外观察获取手指的图像，使得手指力量的估算可以在没有任何对手的物理干扰下进行，力的估计全面而准确。
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公开(公告)号：CN107080586A
公开(公告)日：2017-08-22
申请号：CN201710186372.1
申请日：2017-03-24
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: A61B34/10
Abstract: 本发明公开了虚拟手术中用于软组织实时形变的交叉弹簧模型，首先在 PC机接一个OpenGL图形化接口，在该OpenGL图形化接口中连接一个手控器，并在PC机内创建3D人体模型，手控器在3D人体模型上形成一个虚拟代理，交叉弹簧模型的建模方法包括如下步骤：步骤1:虚拟场景初始化；步骤2:位置检测；步骤3:判断是否碰撞；步骤4：给定虚拟接触压力；步骤5：虚拟代理与虚拟软组织交互的局部区域内部填充交叉弹簧力触觉计算模型；步骤6：软组织局部区域变形计算、图形刷新和反馈输出力触觉信息。本发明变形计算速度加快，减少了计算量,通过改变建模方法中相应的参数，就可对不同的软组织进行变形仿真，建模方法适用性广。
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公开(公告)号：CN106650251A
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201611152098.8
申请日：2016-12-14
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F19/00
CPC classification number: G16H50/50
Abstract: 本发明公开了一种针灸力反馈形变模型的建模方法，首先重建软组织模型；然后计算用于记录软组织模型的全局形变信息的全局形变矩阵；接着计算针刺点形变前的初始坐标和针刺点坐标之间的距离，并据此判定针尖是否刺破表皮；如果针尖未刺破表皮，实时产生虚拟弹簧计算皮肤表层的力反馈；如果针尖已刺破表皮，则计算软组织模型的内部力反馈，同时对针刺后的皮肤进行复原控制。本发明通过虚拟弹簧和体元模型可以分别计算针在皮肤内部和外部的力反馈，在确保计算简单的同时确保高精度的变形模拟，在交互过程中，操作者可以感受到触觉信息的实时性和真实感。
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公开(公告)号：CN106650237A
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201611025195.0
申请日：2016-11-16
Applicant: 南京信息工程大学
CPC classification number: G06F3/011 , G06F3/016 , G06T19/00 , G06T2210/21 , G06T2210/41 , G16H50/50
Abstract: 本发明公开了一种支持力触觉反馈的虚拟柔性体手术仿真系统，其位置检测模块检测虚拟代理的位置；碰撞检测模块检测虚拟代理与虚拟柔性体是否发生碰撞；力触觉计算变形模块当虚拟代理与虚拟柔性体以给定虚拟接触压力F发生碰撞时计算虚拟柔性体的局部区域变形量；图形刷新模块根据力触觉计算变形模块计算出的局部区域变形量不断反馈输出视觉信息到显示设备；力触觉信息反馈模块通过力触觉交互设备不断反馈输出力触觉信息给操作者。本发明通过计算机主机、力触觉交互设备、电源模块、显示设备的设置及整合，有利于提高仿真系统智能化程度，降低能耗，提高运算速度，降低维护成本，延长使用寿命。
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公开(公告)号：CN103699741B
公开(公告)日：2016-08-17
申请号：CN201310715091.2
申请日：2013-12-23
Applicant: 南京信息工程大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明提出了一种增强模拟柔性体可旋转变形的发条弹簧模型，其特征是虚拟代理未碰撞到虚拟柔性体之前，仅反馈输出热噪声信号和1/f噪声信号两部分组成的增强噪声信号。而交互过程中，反馈输出符合人体对刺激反应规律的热噪声信号和1/f噪声信号，与采用可旋转变形的发条弹簧模型计算出来的反应在给定扭矩作用下，虚拟柔性体实时变形仿真的力触觉信息，两者叠加在一起的信号，该发条弹簧模型中所有圈上产生扭转变形量之和的叠加对外等效为柔性体表面的变形。本发明计算简单，加快了扭转变形计算的速度；通过调节发条弹簧可旋转芯轴半径等参数，就可模拟不同柔性体；加入增强噪声信号，可提高交互的沉浸感和真实感。
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