基于分形理论的人体骨二维微观结构仿生设计

摘要

该文针对人体骨微观结构仿生模型应该满足的基本要求,将组织工程引入人体骨仿生设计,分析了分形理论应和于人体骨二维微观结构仿生模型建立的可能性和具体的方法,并结合蒙特卡洛模拟方法,设计出相似的人体骨二维仿生微观结构.论文首先对人体骨图像进行了格式转换、边缘检测和边缘增强以及边缘轮廓提取等操作,得到了一系列的人体骨边缘轮廓图.其次,计算人体骨的整体分维数和它的各个边界轮廓的分维数,分析了人体骨的整体分维特性和人体骨各边界轮廓的分维特性,得出人体骨整体为非自相似性和人体骨边界轮廓为自相似性的结论.最后,对适应组织工程的人体骨微观结构仿生模型在二维上所需满足的基本要求进行了分析,研究了用分形理论作为建模基本方法的可行性,并给出了基于分形理论和蒙特卡洛的人体骨二维微观结构仿生设计的具体方法,实现了人体骨二维仿生微观结构设计.

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1课题的来源及意义

1.2人体骨微观结构仿生设计现状

1.3本论文所做的工作

第二章 分形基础

2.1分形概论

2.2Hausdorff测度和分形维数

2.3自相似分形与自相似维数

第三章 人体骨灰度图象处理及其分形特性的基础研究

3.1人体骨灰度图图像处理

3.1.1人体骨灰度图图像处理基本原理和方法

3.1.2图像的边缘增强和边缘检测

3.1.3二值化处理

3.1.4面向对象的图像处理类定义和实现

3.2人体骨灰度表面分形特性研究

3.3人体骨灰度表面的整体分维特性

3.4人体骨局部边缘轮廓分形特性

第四章 人体骨分形生成元模型的设计方法

4.1分形模型设计原理

4.2基于递归的分形模型生成方法

4.3具有预期分形维数的图形模拟

第五章 人骨体二维微观结构仿生设计及模型

5.1人体骨二维微观结构仿生设计概述

5.1.1人体骨的组成和结构

5.1.2人体骨微结构仿生设计的理论渊源及意义

5.2基于Monte-Carlo方法和预期分维边界的模拟原理

5.3人体骨二维仿生微观结构模拟过程演示及结果分析

5.4结论

第六章 结论和展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的论文

致谢