[發明專利]一種基于中心點檢測的CBCT牙齒圖像分割方法

有效

• 申請號: 201911279019.3
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110889850B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 李純明;劉祎
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 呂春艷

本發明提供了一種基于中心點檢測的CBCT牙齒圖像分割方法，包括預處理；粗分割；雙水平集精分割；層間迭代分割；牙齒三維結構。本發明基于中心點檢測的牙齒圖像分割算法充分利用檢測到的中心點信息，進行初始層的粗分割，并利用粗分割結果代替手動初始化，實現一種全自動的“專家”指導下的圖像分割。本文考慮利用檢測到的中心點信息作為分割算法的先驗信息，提出基于中心點檢測的牙齒圖像分割算法；并在分割過程中引入雙水平集分割算法及閾值優化約束處理，便于更快、更方便也更準確的得到牙齒三維結構，使分割更準確，魯棒性更好。

技術領域

本發明屬于圖像分割技術領域，尤其涉及一種基于中心點檢測的CBCT牙齒分割方法。

背景技術

隨著社會發展，越來越多的成年人在尋求牙齒正畸治療，以改善他們的笑容，改正牙齒咬合狀況或糾正因受傷、疾病或長久忽視口腔護理所造成的其它問題。為全面、精確、詳實地獲取患者數據，進而為口腔疾病的診斷和治療提供有力保障，醫學成像技術成為不可或缺的技術手段。口腔CT設備是牙科的革命性工具，CBCT自上世紀九十年代后期應用于口腔醫學領域，因其能夠真實反映頜面部的三維結構，克服二維成像的弊端，可以更加立體的評估牙齒和骨骼的關系，使正畸醫生能夠制定更合理的方案。但由于CBCT牙齒切片圖像亮度低、對比度差、噪點多、邊界不明顯、結構異常復雜，個體呈多樣性；并且CT因受噪聲、強度非均勻性產生的偽影及不同組織強度相同的影響使得牙齒的自動分割非常困難，且大多數圖像灰度不均勻。如何處理有效的分割牙齒圖像成為了獲取牙齒信息的關鍵步驟。

目前主要的牙齒分割算法有：手動分割，其缺點是需要多人參與、分割時間長、測量精度受到操作者操作影響；自適應閾值分割，但因為存在噪點多、相鄰牙齒邊界模糊和牙齒灰度值不均勻這些問題，極易受到非有效信息的干擾；形態學分割，由于對邊緣過于敏感，經常出現過度分割；基于活動輪廓模型的水平集分割，如DRLSE、MICO存在的問題是對于初始化要求過高需要依賴于較為精準先驗知識，而且缺少對演化表面的局部控制。由于醫學圖像的成像技術缺陷和牙齒結構的特殊性，牙齒的分割處理目前都要借助一定量的交互操作才能實現。因此，引入形狀先驗信息來簡化分割問題是必不可少的。為了實現ROI的精確自動分割，本文考慮利用檢測到的中心點信息作為分割算法的先驗信息，提出基于中心點檢測的牙齒圖像分割算法，使分割更準確，魯棒性更好?；谥行狞c檢測的牙齒圖像分割算法充分利用檢測到的中心點信息，進行初始層的粗分割，并利用粗分割結果代替手動初始化，通過關鍵區域的先驗信息直接融入到待分割圖像中，實現一種全自動的“專家”指導下的圖像分割。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種基于中心點檢測的CBCT牙齒分割方法解決了針對現有的大部分牙齒分割算法都需要手動初始化，結合提高牙齒分割精度的問題。

為了達到以上目的，本發明采用的技術方案為：

本方案提供一種基于中心點檢測的CBCT牙齒圖像分割方法，包括以下步驟：

S1、預處理：獲取牙齒的原始圖像，并根據所述牙齒的原始圖像利用MIP算法計算得到包裹牙齒的區域大??；

S2、粗分割：根據所述包裹牙齒的區域大小選取合適的初始層，并利用分水嶺算法計算得到牙齒所述初始層的粗分割結果；

S3、雙水平集精分割：將所述粗分割結果作為初始化，并利用雙水平集DRLSE模型對牙齒初始層進行精分割處理，得到上下兩排牙齒初始層的二維分割結果；

S4、層間迭代分割：利用層間信息將所述上下兩排牙齒初始層的二維分割結果進行最優閾值處理，并根據其處理結果利用雙水平集DRLSE模型進行向上或向下逐層迭代得到CBCT圖像牙齒每一層的二維分割結果；

S5、輸出三維牙齒結構：利用DRLSE模型對所述CBCT圖像牙齒的二維分割結果進行分割處理，得到CBCT牙齒圖像的三維分割結果，從而完成CBCT牙齒圖像的分割。

進一步地，所述步驟S1包括以下步驟：