牙齿图像的分割方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种牙齿图像的分割方法和装置，涉及计算机技术领域，能够解决现有技术中分割牙齿图像效率较低的问题。本发明专利技术的方法主要包括：获取初始牙齿切片图像上每颗牙齿对应的初始轮廓线；根据主动轮廓模型以及初始牙齿切片图像上的牙齿，对对应的初始轮廓线进行调整；基于初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割；根据预设轮廓线聚类算法，将所有牙齿的轮廓线进行聚类，获得每颗牙齿对应的轮廓线集合；根据区域填充算法，对每颗牙齿对应的轮廓线集合中的每个轮廓线进行区域填充，获得每颗牙齿的像素空间模型，以便通过MC算法对每颗牙齿的像素空间模型进行计算，获得每颗牙齿的三维网格模型。

【技术实现步骤摘要】
牙齿图像的分割方法和装置
本专利技术涉及计算机
，特别是涉及一种牙齿图像的分割方法和装置。
技术介绍
随着科技的进步，获得牙齿图像的方法逐渐由传统的计算机断层扫描(ComputedTomography，简称CT)技术发展到锥形束计算机断层扫描(ConeBeamComputedTomography，简称CBCT)技术，并且可将基于CBCT的二维牙齿图像进行重建获得牙齿的三维网格模型，从而帮助医生基于三维网格模型对牙齿情况作出更准确的判断。在实际应用中，将CBCT的二维牙齿图像重建为三维网格模型像的具体实现方法为：先对二维牙齿图像进行分割，获得每颗牙齿的像素空间模型，再根据MC(MarchingCubes)等算法对每颗牙齿的像素空间模型进行计算，最后获得一整套牙齿的三维网格模型。在现有技术中，对基于CBCT的牙齿图像进行分割的软件主要包括Amira软件和Mimics软件。然而，无论基于Amira软件进行分割，还是基于Mimics软件进行分割，都需要人工参与且只能针对单颗牙齿进行分割，而无法实现对多颗牙齿的同时分割，从而获得所有牙齿的像素空间模型需要花费较长时间，进而使得获得一整套牙齿的三维网格模型的效率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种牙齿图像的分割方法和装置，能够解决现有技术中分割牙齿图像效率较低的问题。依据本专利技术一个方面，提供了一种牙齿图像的分割方法，所述方法包括：获取初始牙齿切片图像上每颗牙齿对应的初始轮廓线，所述初始牙齿切片图像为用户从所有牙齿切片图像中选择的一个包含上颌牙齿或者下颌牙齿的图像；根据主动轮廓模型以及所述初始牙齿切片图像上的牙齿，对对应的初始轮廓线进行调整，获得调整后的轮廓线；基于所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割，获得其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线；根据预设轮廓线聚类算法，将所有牙齿的轮廓线进行聚类，获得每颗牙齿对应的轮廓线集合；根据区域填充算法，对每颗牙齿对应的轮廓线集合中的每个轮廓线进行区域填充，获得每颗牙齿的像素空间模型，以便在获得所有上颌牙齿以及所有下颌牙齿的像素空间模型后，通过MC算法对每颗牙齿的像素空间模型进行计算，获得每颗牙齿的三维网格模型。依据本专利技术另一个方面，提供了一种牙齿图像的分割装置，所述装置包括：获取单元，用于获取初始牙齿切片图像上每颗牙齿对应的初始轮廓线，所述初始牙齿切片图像为用户从所有牙齿切片图像中选择的一个包含上颌牙齿或者下颌牙齿的图像；调整单元，用于根据主动轮廓模型以及所述初始牙齿切片图像上的牙齿，对所述获取单元获得的对应的初始轮廓线进行调整，获得调整后的轮廓线；分割单元，用于基于所述调整单元获得的所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割，获得其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线；聚类单元，用于根据预设轮廓线聚类算法，将所有牙齿的轮廓线进行聚类，获得每颗牙齿对应的轮廓线集合；填充单元，用于根据区域填充算法，对所述聚类单元获得的每颗牙齿对应的轮廓线集合中的每个轮廓线进行区域填充，获得每颗牙齿的像素空间模型，以便在获得所有上颌牙齿以及所有下颌牙齿的像素空间模型后，通过MC算法对每颗牙齿的像素空间模型进行计算，获得每颗牙齿的三维网格模型。借由上述技术方案，本专利技术提供的牙齿图像的分割方法和装置，能够先获取初始牙齿切片图像上每颗牙齿对应的初始轮廓线；其次，根据主动轮廓模型，同时对初始牙齿切片图像上的各个初始轮廓线进行调整，并基于该初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割，获得其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线；再次，根据预设轮廓线聚类算法，对所有牙齿的轮廓线进行聚类处理，同时获得每颗牙齿对应的轮廓线集合；最后，根据区域填充算法，同时对各颗牙齿对应的轮廓线集合中的各个轮廓线进行区域填充，获得各颗牙齿的像素空间模型。由此可知，本专利技术能够对同一牙齿切片图像上的不同初始轮廓线进行调整，并在获得所有轮廓线后，对轮廓线进行聚类，同时获得各颗牙齿的轮廓线集合，最后同时对各个轮廓线进行区域填充，从而实现对多颗牙齿的同时分割(即同时获得多颗牙齿的像素空间模型)，提高了分割牙齿图像的效率，进而提高了基于CBCT牙齿图像重建牙齿三维网格模型的效率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了本专利技术实施例提供的一种牙齿图像的分割方法的流程图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种牙齿图像的分割装置的组成框图；图3示出了本专利技术实施例提供的另一种牙齿图像的分割装置的组成框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术实施例提供了一种牙齿图像的分割方法，如图1所示，该方法主要包括：101、获取初始牙齿切片图像上每颗牙齿对应的初始轮廓线。其中，牙齿切片图像为基于CBCT扫描获得的代表牙齿不同组织的二维图。初始牙齿切片图像为用户从所有牙齿切片图像中选择的一个包含上颌牙齿或者下颌牙齿的图像，且初始牙齿切片图像上的各颗牙齿相对清晰。当用户选择初始牙齿切片图像后，可以利用牙齿图像分割工具手动描绘出该初始牙齿切片图像上每颗牙齿的粗略轮廓线，并将这些粗略轮廓线作为初始轮廓线，以便后续对初始轮廓线进行调整，获得更精确的轮廓线。在实际应用中，在CBCT的牙齿切片图像中，位于中间层次的牙齿切片图像相对较清晰，因此，一般情况下，选择的初始牙齿切片图像位于中间层。需要说明的是，初始牙齿切片图像可以为包含所有上颌牙齿或者所有下颌牙齿的图像，也可以为仅包含部分上颌牙齿或者部分下颌牙齿的图像，在此不作限定。当初始牙齿切片图像为包含所有上颌牙齿或者所有下颌牙齿的图像时，通过执行步骤101-105，可实现对所有上颌牙齿或者所有下颌牙齿的分割，获得每颗牙齿的像素空间模型，再通过MC算法，获得每颗牙齿的三维网格模型；当初始牙齿切片图像为包含部分上颌牙齿或者部分下颌牙齿的图像时，通过执行步骤101-105，可实现对该部分上颌牙齿或者该部分下颌牙齿的分割，获得该部分上颌牙齿或者该部分下颌牙齿中每颗牙齿的像素空间模型，然后再选取一个包含上颌牙齿中其他牙齿或者包含下颌牙齿中其他牙齿的图像作为新的初始牙齿切片图像，重复执行101-105，获得剩余牙齿的像素空间模型，在获得所有牙齿的像素空间模型后，再通过MC算法进行计算，获得每颗牙齿的三维网格模型。由此可知，本专利技术可以对牙齿进行一次性分割，也可分为多次分割。102、根据主动轮廓模型以及初始牙齿切片图像上的牙齿，对对应的初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种牙齿图像的分割方法，其特征在于，所述方法包括：获取初始牙齿切片图像上每颗牙齿对应的初始轮廓线，所述初始牙齿切片图像为用户从所有牙齿切片图像中选择的一个包含上颌牙齿或者下颌牙齿的图像；根据主动轮廓模型以及所述初始牙齿切片图像上的牙齿，对对应的初始轮廓线进行调整，获得调整后的轮廓线；基于所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割，获得其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线；根据预设轮廓线聚类算法，将所有牙齿的轮廓线进行聚类，获得每颗牙齿对应的轮廓线集合；根据区域填充算法，对每颗牙齿对应的轮廓线集合中的每个轮廓线进行区域填充，获得每颗牙齿的像素空间模型，以便在获得所有上颌牙齿以及所有下颌牙齿的像素空间模型后，通过MC算法对每颗牙齿的像素空间模型进行计算，获得每颗牙齿的三维网格模型。

【技术特征摘要】
1.一种牙齿图像的分割方法，所述方法包括：获取初始牙齿切片图像上每颗牙齿对应的初始轮廓线，所述初始牙齿切片图像为用户从所有牙齿切片图像中选择的一个包含上颌牙齿或者下颌牙齿的图像；根据主动轮廓模型以及所述初始牙齿切片图像上的牙齿，对对应的初始轮廓线进行调整，获得调整后的轮廓线；基于所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割，获得其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线；根据预设轮廓线聚类算法，将所有牙齿的轮廓线进行聚类，获得每颗牙齿对应的轮廓线集合；根据区域填充算法，对每颗牙齿对应的轮廓线集合中的每个轮廓线进行区域填充，获得每颗牙齿的像素空间模型，以便在获得所有上颌牙齿以及所有下颌牙齿的像素空间模型后，通过MC算法对每颗牙齿的像素空间模型进行计算，获得每颗牙齿的三维网格模型；其特征在于，基于所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割，获得其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线，包括：从与所述初始牙齿切片图像相邻的牙齿切片图像起，将与当前牙齿切片图像相邻的、已含有轮廓线的牙齿切片图像上的轮廓线作为所述当前牙齿切片图像上对应牙齿的初始轮廓线；根据主动轮廓模型以及所述当前牙齿切片图像上的牙齿，对对应的初始轮廓线进行调整，获得调整后的轮廓线；在基于所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割，获得其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线之前，所述方法还包括：基于预设用户交互力，对所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线进行二次调整，获得二次调整后的轮廓线；在基于所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割，获得其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线之后，所述方法还包括：基于预设用户交互力，对获得的其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线进行调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设轮廓线聚类算法，将所有牙齿的轮廓线进行聚类，获得每颗牙齿对应的轮廓线集合，包括：对所述初始牙齿切片图像上各颗牙齿进行编号；基于获得的牙齿编号，以所述初始牙齿切片图像上的轮廓线为起点，向两端牙齿切片图像上的轮廓线进行聚类，获得每颗牙齿对应的轮廓线集合；基于获得的牙齿编号，以所述初始牙齿切片图像上的轮廓线为起点，向两端牙齿切片图像上的轮廓线进行聚类，包括：将与当前的牙齿切片图像相邻的、已进行聚类处理的牙齿切片图像上的轮廓线垂直投影到所述当前的牙齿切片图像上；分别确定与所述当前的牙齿切片图像上各个轮廓线相交面积最大的投影，并将与所述当前的牙齿切片图像上的当前轮廓线相交面积最大的投影对应的牙齿编号确定为所述当前轮廓线对应的牙齿编号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对其他牙齿切片图像进行分割，获得其他牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线之前，所述方法还包括：根据预设选择规则，从剩余的牙齿切片图像中选择出待分割的牙齿切片图像；基于所述初始牙齿切片图像上的调整后的轮廓线，根据预设分割规则，对所述待分割的牙齿切片图像进行分割，获得所述待分割的牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据区域填充算法，对每颗牙齿对应的轮廓线集合中的每个轮廓线进行区域填充，获得每颗牙齿的像素空间模型，包括：根据预设插值算法，确定未被分割的牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线；将确定的轮廓线添加到相应牙齿的轮廓线集合中，获得每颗牙齿对应的更新后的轮廓线集合；根据所述区域填充算法，对每颗牙齿对应的更新后的轮廓线集合中每个轮廓线进行区域填充，获得每颗牙齿的像素空间模型。5.根据权利要4所述的方法，其特征在于，根据预设插值算法，确定未被分割的牙齿切片图像上每颗牙齿对应的轮廓线，包括：确定与未被分割的牙齿切片图像相邻的且已含有轮廓线的两个牙齿切片图像，其中，所述未被分割的牙齿切片图像位于确定的两个牙齿切片图像中间；计算出确定的两个牙齿切片图像上每个轮廓线的中心点；以每个轮廓线的中心点为起点，确定预设方向上的射线与对应轮廓线的交点；将相同牙齿对应的两个轮廓线上同一预设方向对应的交点相连，获得连线与所述未被分割的牙齿切片图像的交点，并将各个预设方向对应的交点相连，获得所述未被分割的牙齿切片图像上对应牙齿的轮廓线。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莉，夏根源，
申请(专利权)人：北京正齐口腔医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11