[发明专利]一种采用循环频谱的三维腭皱识别方法

权利要求书

1.一种采用循环频谱的三维腭皱识别方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、采集三维腭皱信息；

步骤二、对三维腭皱图像进行等距切片；

步骤三、构建腭皱切片数据库；

步骤四、对腭皱切片图像进行腐蚀及二值化处理；

步骤五、提取切片图像中腭皱切线的循环频谱特征；

步骤六、构建腭皱切线循环频谱特征向量；

步骤七、对三维腭皱进行识别并输出结果；

在步骤一中，调整牙椅位置使其处于志愿者下颌与地面平行且上颌与地面垂直的位置，对志愿者和采集设备分别进行消毒处理，然后将扫描枪枪头伸入志愿者口腔内，沿着牙齿移动扫描，并检查腭皱的各个面是否完整，如果有漏洞或者扫描不完全，进行补扫，扫描完成后，将扫描数据导入计算机获取三维腭皱数据；

在步骤二中，等距切片的原则为：将三维腭皱模型与水平切片平面相交进行切片；

切片的具体操作为：一、采用图像处理软件测量腭皱图像的长宽高，从切牙乳突左右各数三颗牙齿，将其突出点连接成一条切割直线，然后采用圆形切面线从切牙乳突左右各五颗牙齿处开始切割，调整圆形切面线与切割直线平行，沿着圆形切面线中点和切牙乳突方向进行等距切片；二、每隔1cm开始对三维腭皱做一次等距切片操作，依次操作，共进行40次切片操作，经过等距切片后，依次得到40张二维腭皱切片图像，并保存为jpg格式，40张切片图像共同构成一个腭皱的切片样本集。

2.根据权利要求1所述的一种采用循环频谱的三维腭皱识别方法，其特征在于，在步骤三中，对91个人采集腭皱样本，每人采集5个腭皱样本，又对每个腭皱样本进行步骤二所述的等距切片操作，可获取每个腭皱样本的40张腭皱等距切面曲线图像，由此，可以得到91个人的455个腭皱样本和18200张腭皱切面图像。

3.根据权利要求2所述的一种采用循环频谱的三维腭皱识别方法，其特征在于，每个人的5个腭皱样本是在不同时间、同一光暗的背景以及加上旋转所获取的三维腭皱图像。

4.根据权利要求1所述的一种采用循环频谱的三维腭皱识别方法，其特征在于，在步骤五中，首先对腭皱切线图像进行扫描，获取水平方向和垂直方向上的一维分量，进而采用累积傅里叶变换分别计算两个一维分量的谱相关函数；

设定离散时间信号x(n)的循环自相关函数为R_x^a(k)，其谱相关函数为：

式(1)中，a为循环频率，f为谱频率；当a＝0时，信号具有限平均功率：

谱相关函数的对称关系和离散相关周期性如公式(3)和(4)所示：

式(4)中，m，n为任意整数；

循环谱为复数谱，利用循环谱算法估算信号的频率信息和相位信息，谱相关函数表达式如式(5)所示：

通过累积傅里叶变换计算得到的谱相关函数为：

式(6)中，

对式(6)中进行离散数字化处理，式(6)变为式(8)：

式(8)中：

信号x(n)为实序列，当被离散后，序列的频率为

5.根据权利要求1所述的一种采用循环频谱的三维腭皱识别方法，其特征在于，在步骤六中，对步骤五中的腭皱切线循环频谱特征图进行4×4均匀分块，分块原理为：基于像素点位置进行均匀分块，求解每个小块的均值和方差，均值和方差依次转化为一维行向量。

6.根据权利要求1所述的一种采用循环频谱的三维腭皱识别方法，其特征在于，在步骤七中，三维腭皱识别包括三维腭皱图像训练过程和三维腭皱图像测试过程两个部分。