[发明专利]一种口腔CBCT重建后体数据牙弓线快速自动提取方法

权利要求书

1.一种口腔CBCT重建后体数据牙弓线快速自动提取方法,其特征在于：包括步骤有：

步骤一，获取口腔CBCT重建后体数据，生成最大密度投影图像；

步骤二，对步骤一的最大密度投影图像构建高斯滤波核，得到二维高斯滤波图像；

步骤三，统计步骤二的二维高斯滤波图像得到灰度直方图；

步骤四，对步骤三的灰度直方图进行滤波处理，获取光滑的直方图数据，并按由大到小方向，获得光滑后直方图的第一个峰值；

步骤五，对步骤四的第一个峰值拟合，获取牙齿分割的阈值；

步骤六，采用步骤五的牙齿分割的阈值，对步骤二的二维高斯滤波图像分割，得到分割后的牙齿图像；

步骤七，对步骤六的分割后的牙齿图像进行剔除方法处理，得到牙齿具体空间位置，并将牙齿具体空间位置对应到分割后的牙齿图像，得到精细后分割牙齿图；

步骤八，按步骤七的精细后分割牙齿图像的坐标位置遍历整个体数据，得到横断面的最大密度投影图像；

步骤九，统计步骤八的横断面的最大密度投影图像的直方图，得到最大密度投影图像并进行阈值分割，得到阈值分割最大密度投影图像；

步骤十，将步骤九的阈值分割最大密度投影图像进行剔除方法处理，得到牙齿具体的空间位置，并将牙齿具体空间位置对应到阈值分割最大密度投影图像得到精细后阈值分割最大密度投影图像；

步骤十一、对步骤十的精细提取的分割图像进行孤立点去除和空洞填充操作，将精细后阈值分割最大密度投影图像进行扩展，分别向横坐标方向和纵坐标方法增加2个像素，再在所有新增加的像素均填充为0，扩展后的图像以第一个像素为起始点，采用漫水填充方法进行填充，填充后得到新的图像，将填充后新图像的横坐标方向和纵坐标方法减少2个像素，得到和精细分割图像同样大小的图像并覆盖原来的新填充图像，将新填充图像取反并和精细后的分割图像取与操作，并覆盖到填充后的图像；

步骤十二、具体为，

步骤12.1，创建一个与填充后的图像大小相同的临时图像，将步骤十一的填充后的图像的内容拷贝到临时图像内，进入步骤12.2；

步骤12.2，遍历临时图像，出现图像的任意一个点的值不为零的点则进入步骤12.3，遍历完成则进入步骤12.6；

步骤12.3，判值不为零的点是否同时满足条件A、条件B、条件C和条件D，满足则进入步骤12.4，不满足条件A、条件B、条件C和条件D至少一个则进入步骤12.5，

条件A、当前不为零的点，周围存在八个相邻点，八个相邻点之和大于等于2，小于等于6时；

条件B、顺时针进行遍历周围的八个点，出现01模式的次数为1；

条件C、当前点最上面的点、最右边的点和最下面的点均为零；

条件D、当前点最左边的点、最下面的点和最右边的点均为零；

步骤12.4，在图像FoolFill中将该点的值更新为0，进入步骤12.2；

步骤12.5，删除该点，进入步骤12.2；

步骤12.6，以遍历完临时图像为最后的骨架图像；

步骤十三，统计步骤十二的最后的骨架图像所有骨架的长度，提取出最长的骨架作为新的骨架图；

步骤十四，对步骤十三的新的骨架图的牙弓线控制点的提取，得到控制点生成样条曲线；

步骤十五，对步骤十四的控制点生成样条曲线的提取处理，生成牙弓线；

所述步骤一具体为，获取口腔CBCT重建后体数据，沿垂直横断面方向生成最大密度投影图像；

所述体数据为包含所有牙齿和牙根的横断面数据；

所述步骤五具体为，对步骤四的第一个峰值拟合高斯函数逼近该峰值，分析该峰值对应组织分布范围，峰值位置向右进行偏移，取高斯函数覆盖范围的百分之九十五的一半作为偏移量，在峰值所处的位置增加偏移量，获取牙齿分割的阈值；

所述步骤六具体为，采用步骤五的牙齿分割的阈值，对步骤二的二维高斯滤波图像分割，设置定分割后存在牙齿的像素灰度值为1，不存在牙齿组织的像素灰度值为0，得到分割后的牙齿图像；

所述步骤十四包括有，

步骤14.1，对步骤十三的新的骨架图的牙弓线控制点提取新的骨架图中所有不为0的坐标，坐标按横坐标递增的顺序编号，编号按照0，1，2，3，......，将获取的坐标依次保存到坐标列表；

步骤14.2，从编号为0的点为起点，保留编号为3或者编号为3的正整数倍数的点，剔除其他的点，生成新的坐标列表；

步骤14.3，依次计算新坐标列表中的每个点的切向方向，并保存至切线列表，其中切线列表和新的坐标列表具有相同的个数；

步骤14.4，从切线列表和新的坐标列表中依次取点坐标和作切线，当切线方向变换角度小于等于10°，则等间隔对坐标列表进行提取并添加到控制点队列；当前切线方向变换角度大于10°，则采样间隔为坐标列表有效宽度的十二分之一并点添加到控制点队列，得到控制点生成样条曲线；

所述步骤十五具体为，对步骤十四的控制点生成样条曲线，将样条曲线的控制点队列的点依次编号分别为1,2，.....,i,.....,n,控制点队列的点的坐标分别表示(x₁,y₁),(x₂,y₂),.....,(x_i,y_i),.....,(x_n,y_n)，其中x₁x₂x_ix_n；

构建B样条曲线，以diff＝(x_n-x₁)/20000为间隔，从x₁点开始，x＝x_i+diff，依次取20000个采样点，然后按照等弧长进行采样得到牙弓线所有采样点的坐标，生成牙弓线。