腭皱法医学同一认定中倾斜图像矫正方法的研究

发布时间：2021-06-16 14:56

　　目的:对腭皱法医学同一认定数字化系统中的倾斜图像进行矫正并对其进行效果评价。方法:设定腭皱标准图像的判断准则及特征点的选取规则,依据规则选择特征点进行标定并拟合出两条直线,求其方向向量;最后由两方向向量的夹角确定目标图像的旋转角度并进行旋转,以获得角度矫正图像,并对其从不同角度采集的腭皱图像进行仿真测试。结果:对旋转不同角度的图像进行多次角度矫正后,从视觉效果上来看,矫正结果比较理想,与标准图像的角度差别基本可以忽略,进一步表明了该算法的稳定性。结论:该算法能够很好的对目标图像进行角度矫正以获得标准图像,具有较强的鲁棒性。 

【文章来源】：口腔医学研究. 2019,35(02)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图１非标准腭皱图像示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｎｏｎ－ｓｔａｎｄａｒｄｐａｌａｔａｌｒｕｇａｅｉｍａｇｅ．

点所成直线Ｌ２及其方向向量Ｓ２。本研究通过自动读入图像中选取的两个特征点的坐标ｘ２（，ｙ２），ｘ（３，ｙ３），根据最小二乘法拟合成直线Ｌ２，则ｘ方向的增量为ｓｘ＝ｘ３－ｘ２，ｙ方向的增量为ｓｙ＝ｙ３－ｙ２，并求得Ｌ２直线的方向向量Ｓ１＝ｓｘ，ｓｙ（）。（３）求解倾斜角。倾斜角ｖ即为方向向量Ｓ１和Ｓ２之间的夹角。可通过以下公式求解ｖ的大小，求解示意图如图２所示。ｌ＝ｓ１·ｓ２‖ｓ１‖·‖ｓ２‖（１）ｓ１·ｓ２＝ｔｘ·ｓｘ＋ｔｙ·ｓｙ（２）ａ＝‖Ｓ１‖＝ｔ２ｘ＋ｔ２槡ｙ（３）ｂ＝‖Ｓ２‖＝ｓ２ｘ＋ｓ２槡ｙ（４）ｖ＝ｃｏｓ－１ｌ（５）图２倾斜角度的确定示意图Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｉｌｔａｎｇｌｅ．１．２．４旋转方向的确定根据对标准腭皱图像的定义，将腭皱图像的倾斜模式分为两种（图３），图中弦形代表腭皱区域。根据所选特征点的坐标，比较其相对位置，通过其在图像中的分布情况决定旋转方向。即由选定的特征点坐标ｘ２（，ｙ２），ｘ（３，ｙ３），比较ｙ２和ｙ３的大小，当ｙ２＜ｙ３时，则为第一种倾斜模式，此时需将图像按顺时针旋转角度ｖ；当ｙ２≥ｙ３，即为第二种倾斜模式，此时将图像逆时针旋转角度ｖ。３ａ：倾斜模式一；３

根据对标准腭皱图像的定义，将腭皱图像的倾斜模式分为两种（图３），图中弦形代表腭皱区域。根据所选特征点的坐标，比较其相对位置，通过其在图像中的分布情况决定旋转方向。即由选定的特征点坐标ｘ２（，ｙ２），ｘ（３，ｙ３），比较ｙ２和ｙ３的大小，当ｙ２＜ｙ３时，则为第一种倾斜模式，此时需将图像按顺时针旋转角度ｖ；当ｙ２≥ｙ３，即为第二种倾斜模式，此时将图像逆时针旋转角度ｖ。３ａ：倾斜模式一；３ｂ：倾斜模式二图３腭皱图像的两种倾斜模式Ｆｉｇ．３Ｔｗｏｔｉｌｔｍｏｄｅｓｏｆｔｈｅｗｒｉｎｋｌｅｄｉｍａｇｅ．１．２．５图像的矫正过程图４ａ中圆圈所标注的为切牙乳突，观察可知，原始图像的切牙乳突朝向左侧，与定义的标准状态相差约９０°。按照规则，在图中切牙乳突两侧的第三颗牙齿边缘的几何中点处选定特征点，如图４ｂ所示，特征点所成直线与预设点所成直线即可确定旋转角度，通过顺时针旋转该角度即可得到标准图像，切牙乳突位于上方，如图４ｃ所示。１．２．６仿真实验与分析将一幅普通腭皱图像旋转至标准状态，然后将其标准图像分别旋转５°、１２°４６１ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｆｅｂ．２０１９，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．２

【参考文献】：
期刊论文
[1]腭大神经血管沟及腭穹隆形态间解剖关系的CBCT研究[J]. 张瑞,薛绯.  口腔医学研究. 2018(02)
[2]腭皱法医学同一认定数字化系统的建立[J]. 武秀萍,李冰,韩建宁,潘菲,马雅静,王玉瑾.  中国法医学杂志. 2016(06)
[3]利用腭皱特征进行同一认定的指标体系构建[J]. 李冰,武秀萍,马艳宁,韩建宁,王玉瑾.  中国法医学杂志. 2014(06)
[4]基于三维视觉测量的切牙乳突与上前牙的位置关系[J]. 刘菁,杨安,方早,谭宇,孙健.  上海口腔医学. 2013(02)



本文编号：3233278