[发明专利]一种牙齿全景图像自动重构方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像处理领域，具体涉及一种基于对牙齿进行的扫描得到牙齿全景图像的牙齿全景图像自动重构方法。

背景技术

近年来，口腔内窥镜成像技术的研究已成为牙科成像技术的研究热点之一，而且在牙科临床医学中得到了迅速普及和广泛应用。与常见的牙科X光成像技术相比，口腔内窥镜成像有着一系列的优点，如：1）无放射性，可以连续、多次重复成像；2）实时性好；3）操作简单，价格便宜等。但是，为保证图像分辨率和图像质量，口腔内窥成像通常一幅图像仅对一两颗牙齿的某一牙面成像，所以，不能像X光成像那样对连续多颗牙齿如一排或一侧牙齿全景成像，从而不方便医生或病人了解牙齿的整体状况。为解决这个问题，一些口腔内窥镜中增加了视频功能。医生可以连续扫描多个牙齿如一排牙，并保存扫描的视频图像。通过回看视频图像，虽然可以了解整体牙齿状况，但由于不是通过全景图来观察，因此不是非常直观。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种利用现有口腔内窥镜视频成像平台，进行牙齿全景图像自动重构方法。该方法利用对口腔内窥牙齿视频图像进行配准、拼接和融合等图像处理技术，最终重构得到牙齿全景图像。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种牙齿全景图像自动重构方法，具有这样的特征，包含以下步骤：

采用口腔内窥镜连续扫描所述牙齿，获得牙齿的原始第一图像组；

利用功率谱分析对第一图像组中的模糊图像帧进行检测并剔除，得到剔除了模糊图像帧的第二图像组；

利用Canny边缘检测算法对第二图像组进行计算，得到与第二图像组相对应的边缘图像组；

初步配准：将相位相关法应用于边缘图像组，得到其中任意一帧图像对任意一帧图像的相邻上一帧图像的二维平移量，根据二维平移量，基于任意一帧图像的相邻上一帧图像，将任意一帧图像变换为初步配准后的图像；

进一步配准：利用基于仿射变换的非刚性配准方法，确定初步配准后的图像相对任意一帧图像的相邻上一帧图像的第一变换矩阵，根据第一变换矩阵和二维平移量，得到任意一帧图像对任意一帧图像的相邻上一帧图像的第二变换矩阵；

以第二图像组中的某一帧图像为基准，根据第二变换矩阵，计算得到其余每帧图像相对于某一帧图像的累积变换矩阵；

拼接：根据累积变换矩阵和第二图像组的大小，确定重构图像大小、重构图像在第二组图像的同一坐标系中的区域以及重构图像中每一像素在每帧图像中的位置，得到拼接完成的全景图像；

融合：根据重构图像中每一像素在每帧图像中的位置，对拼接完成的全景图利用融合算法确定重构图像的灰度或颜色，最终形成牙齿全景图像。

另外，本发明的图像重构方法，还可以具有这样的特征：

其中，某一帧图像为第一帧图像。

发明的作用与效果

根据本发明涉及的一种牙齿全景图像自动重构方法，解决了现有技术无法提供内窥牙齿全景成像的技术问题。通过将口腔内窥镜扫描牙齿所得的原始视频图像中的模糊图像帧进行检测和剔除，而保留清晰的图像，保证了最终重构得到的全景图像的质量；其次，依次通过初步配准和进一步配准这种由粗到精的配准过程确定了视频图像所有两两相邻帧之间相对位置的变换矩阵；最后，通过在同一坐标系中的图像定位和融合，获得重构的全景图像。本发明提供的这种新的牙科图像模式，为牙科医生和牙病患者之间的交流提供了新的工具，以便医生或牙病患者更为直观地了解牙齿的整体状况，也便于医生和患者的交流。

附图说明

图1为本发明的牙齿全景图像自动重构的流程图；

图2为实施例中第一图像组的示意图；

图3 为实施例的第一图像组中模糊图像帧的示意图；

图4 为实施例的第一图像组中清晰图像帧的示意图；

图5为实施例中的模糊图像帧的对数功率谱；

图6为实施例中的清晰图像帧的对数功率谱；

图7 为实施例中的检测剔除模糊图像帧的流程图；

图8 为实施例中最终得到的牙齿全景图像。

具体实施方式

下面结合实施案例和附图对本发明作进一步说明。

图1为牙齿全景图像自动重构的流程图。图2为实施例中第一图像组的示意图。