[发明专利]基于局部优化算法的牙齿唇颊侧全景图像拼接方法

说明书

本发明公开了基于局部优化算法的牙齿唇颊侧全景图像拼接方法，首先通过架设在轨道上的摄像机对牙齿唇(颊)侧进行扫描式拍摄并获取牙齿唇(颊)侧的扫描视频。对扫描视频进行帧间筛选，剔除重复或冗余信息较多的图像。同时通过陀螺仪信息对图像进行分组。每一组图片输入拼接算法，提取所有图像特征点并进行两两之间的优化计算，从而获得拼接所需参数，并通过这些参数计算图像的轴向旋转角度。当累积轴向旋转角度小于角度阈值时，依据计算得到的变换参数对图像序列进行顺序拼接，进而得到牙齿唇(颊)侧的拼接图像。本发明的有益效果是方法简单，易于操作，稳定性高。

技术领域

本发明属于图像处理和口腔医学技术领域，涉及一种基于牙齿唇(颊)侧的全景图的生成方法。

背景技术

传统的牙齿检查需要用户前往诊所。牙科医生需要用口腔内窥镜观察每一刻牙齿。另一种方式为，在护士的协助下完成对患者口腔全景图的拍摄。这种拍摄方法成本高(时间成本和费用成本)，效率较低，患者体验不好。对于牙齿的拍摄通常也分为咬合面，唇(颊)面和舌(腭)面三个部分。唇(颊)侧牙齿作为直接反应了牙齿美观整洁，是当代人生活水准和层次的体现。因此拍摄牙齿唇(颊)侧形态，对于牙齿病变或者正畸美容有辅助作用。

发明内容

本发明的目的在于提供基于局部优化算法的牙齿唇颊侧全景图像拼接方法，本发明的有益效果是方法简单，易于操作，稳定性高。可以直观的反应牙齿唇(颊)侧形态，对于牙齿病变或者正畸美容有辅助作用。

本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

1.唇(颊)侧的全景图像是由微距摄像头进行采集。摄像头固定在预设于唇(颊)侧上方的轨道上，拍摄时摄像头沿轨道滑动。在拍摄过程中，摄像头光轴与牙齿唇(颊)侧所在平面所成角度保持近似稳定。

2.所获取的牙齿唇(颊)侧视频按照其帧率保存为离散图片。在平面直角坐标系和平面极坐标系中对离散图片进行筛选。筛选原则是，设立关联性阈值，删除关联度高于关联性阈值的图像。

3.基于陀螺仪信息，按照旋转角度，将拍摄图像按照拍摄时间轴大致分为三个部分。分别是，左颊侧，唇侧和右颊侧。(这里“左”“右”指使用者自身的左右方向)

4.分别对于左颊侧，唇侧和右颊侧，利用自适应sift算法，计算相邻两张唇(颊)侧图像的特征点坐标，及其对应描述子。并根据这些信息进行特征点匹配。匹配过程中，利用特征点坐标信息剔除靠的过近的匹配特征点对。

5.在两张唇(颊)侧图像之间，根据其特征点的匹配情况，利用局部(两张图间)光束平差法进行图像变换参数的计算(透视变换参数)。

6.由第5步得到的参数中，计算图像间轴向旋转的角度，并进行累计。累积得到的角度记为θ。

7.当θ小于这个部分(左颊侧、唇侧、右颊侧)对应的角度阈值，则执行第8，9步；否则中止算法，并输出这一部分的全景图。

8.将得到两张牙齿唇(颊)侧图像按照计算得到的变换参数拼接为一张图像。

9.以得到的这张局部唇(颊)侧为基础，重复步骤4－7，依次将后续图像拼接到局部图上，直到所有图像都完成拼接。最后形成牙齿唇(颊)侧的全景图。

进一步，说明上述条款中，两种阈值的确定方法：

1.关联性阈值选取通过以下过程实现:a.给定一组连续拍摄咬合面图像，任意选择某一图片作为基准图片，计算相邻图像与它的关联值大小；b.从按照关联值的大小，由高到低将对应的图像与基准图像两两拼接，直到拼接图像发生明显畸变或错误为止，这时对应的关联值标记为待选阈值；c.重复以上过程若干次，得到若干个待选阈值，选择最大值作为算法的阈值。