[發明專利]一種采用循環頻譜的三維腭皺識別方法

有效

• 申請號: 201911216905.1
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN110991339B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 上官宏;李冰;張雄;王安紅;羅強;楊婕
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G06V40/10
• 分類號: G06V40/10;G06V10/764
• 代理公司: 太原中正和專利代理事務所(普通合伙) 14116
• 代理人: 焦進宇

1.一種采用循環頻譜的三維腭皺識別方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一、采集三維腭皺信息；

步驟二、對三維腭皺圖像進行等距切片；

步驟三、構建腭皺切片數據庫；

步驟四、對腭皺切片圖像進行腐蝕及二值化處理；

步驟五、提取切片圖像中腭皺切線的循環頻譜特征；

步驟六、構建腭皺切線循環頻譜特征向量；

步驟七、對三維腭皺進行識別并輸出結果；

在步驟一中，調整牙椅位置使其處于志愿者下頜與地面平行且上頜與地面垂直的位置，對志愿者和采集設備分別進行消毒處理，然后將掃描槍槍頭伸入志愿者口腔內，沿著牙齒移動掃描，并檢查腭皺的各個面是否完整，如果有漏洞或者掃描不完全，進行補掃，掃描完成后，將掃描數據導入計算機獲取三維腭皺數據；

在步驟二中，等距切片的原則為：將三維腭皺模型與水平切片平面相交進行切片；

切片的具體操作為：一、采用圖像處理軟件測量腭皺圖像的長寬高，從切牙乳突左右各數三顆牙齒，將其突出點連接成一條切割直線，然后采用圓形切面線從切牙乳突左右各五顆牙齒處開始切割，調整圓形切面線與切割直線平行，沿著圓形切面線中點和切牙乳突方向進行等距切片；二、每隔1cm開始對三維腭皺做一次等距切片操作，依次操作，共進行40次切片操作，經過等距切片后，依次得到40張二維腭皺切片圖像，并保存為jpg格式，40張切片圖像共同構成一個腭皺的切片樣本集。

2.根據權利要求1所述的一種采用循環頻譜的三維腭皺識別方法，其特征在于，在步驟三中，對91個人采集腭皺樣本，每人采集5個腭皺樣本，又對每個腭皺樣本進行步驟二所述的等距切片操作，可獲取每個腭皺樣本的40張腭皺等距切面曲線圖像，由此，可以得到91個人的455個腭皺樣本和18200張腭皺切面圖像。

3.根據權利要求2所述的一種采用循環頻譜的三維腭皺識別方法，其特征在于，每個人的5個腭皺樣本是在不同時間、同一光暗的背景以及加上旋轉所獲取的三維腭皺圖像。

4.根據權利要求1所述的一種采用循環頻譜的三維腭皺識別方法，其特征在于，在步驟五中，首先對腭皺切線圖像進行掃描，獲取水平方向和垂直方向上的一維分量，進而采用累積傅里葉變換分別計算兩個一維分量的譜相關函數；

設定離散時間信號x(n)的循環自相關函數為R_x^a(k)，其譜相關函數為：

式(1)中，a為循環頻率，f為譜頻率；當a＝0時，信號具有限平均功率：

譜相關函數的對稱關系和離散相關周期性如公式(3)和(4)所示：

式(4)中，m，n為任意整數；

循環譜為復數譜，利用循環譜算法估算信號的頻率信息和相位信息，譜相關函數表達式如式(5)所示：

通過累積傅里葉變換計算得到的譜相關函數為：

式(6)中，

對式(6)中進行離散數字化處理，式(6)變為式(8)：

式(8)中：

信號x(n)為實序列，當被離散后，序列的頻率為

5.根據權利要求1所述的一種采用循環頻譜的三維腭皺識別方法，其特征在于，在步驟六中，對步驟五中的腭皺切線循環頻譜特征圖進行4×4均勻分塊，分塊原理為：基于像素點位置進行均勻分塊，求解每個小塊的均值和方差，均值和方差依次轉化為一維行向量。

6.根據權利要求1所述的一種采用循環頻譜的三維腭皺識別方法，其特征在于，在步驟七中，三維腭皺識別包括三維腭皺圖像訓練過程和三維腭皺圖像測試過程兩個部分。