一种基于测地线的颅面配准方法技术

本发明专利技术属于信息技术与法医学交叉的颅面形态学技术领域，具体涉及一种基于测地线的颅面配准方法，使用测地线上的拐点自动定位特征点，实现完全自动地准确定位特征点，解决现有技术手工标定特征点繁琐且易受人的主观因素影响的问题；而且由于测地线的内蕴性和测地距离在等距形变下保持不变的特性，保证了在不同表情姿态下，通过测地线自动建立的对应特征点的准确性和特征点之间的精确对应，从而能够保证颅面配准结果的准确性，得到更好的配准效果；实现了完全自动的配准方案，节省了手工标定特征点的时间，可以提高配准速度；采用CPD算法确定对应的特征点，不需要训练数据，只使用待配准颅面数据和参考颅面就可以完成配准工作，更容易实现。

【技术实现步骤摘要】
一种基于测地线的颅面配准方法
：本专利技术属于信息技术与法医学交叉的颅面形态学
，具体涉及一种基于测地线的颅面配准方法，用于对颅面数据进行配准，以便于颅面复原及分析研究。
技术介绍
：颅骨是人类面貌的内在生物特征，随着计算机视觉和模式识别等计算机技术的发展，将计算机技术应用到颅面复原中而产生的计算机辅助颅面复原技术已经成为国内外研究的热点。但是对于三维颅面数据，不同的模型整体差异很大，它们拥有不一样的顶点数和三角面片个数，不一样的网络拓扑关系，这些数据在计算机辅助面貌复原中很难直接使用，有必要先进行数据配准工作。所谓颅面数据配准，就是寻求从目标颅面到参考颅面的最优变换，建立起目标颅面和参考颅面的一一对应。即以一个确定的参考颅面作为参考，使所有样本数据的点面信息标准化，配准后的数据，都有一套和参考颅面标准一致的数据。建立颅面数据的精确配准是实现计算机辅助颅面复原的基础和前提。目前，已有的颅面数据配准方法可以分为刚性变换和非刚性变换两大类，其中应用最广泛的刚性配准方法是迭代最近点(IterativeClosestPoint,ICP)算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于测地线的颅面配准方法，其特征在于具体过程包括以下步骤：/n步骤1，在颅面模型上从鼻尖点出发，按相同的初始方向和相等的角度间隔α提取m条测地线，其中0＜α≤2π，m＝2π/α：/n步骤1.1，定位鼻尖点/n对经过预处理已经处于标准姿态下的颅面模型数据，鼻尖点是整个颅面模型的最高点，因此鼻尖点坐标是坐标系Y轴方向的最大值点：/nV

【技术特征摘要】
1.一种基于测地线的颅面配准方法，其特征在于具体过程包括以下步骤：
步骤1，在颅面模型上从鼻尖点出发，按相同的初始方向和相等的角度间隔α提取m条测地线，其中0＜α≤2π，m＝2π/α：
步骤1.1，定位鼻尖点
对经过预处理已经处于标准姿态下的颅面模型数据，鼻尖点是整个颅面模型的最高点，因此鼻尖点坐标是坐标系Y轴方向的最大值点：
Vnose＝argmax(yi)(1)
其中Vnose为鼻尖点坐标，i＝1，…，N，N为颅面模型的点数，将鼻尖点作为测地线的源点；所述颅面模型为用半边结构表示的三角网格颅面模型；
步骤1.2，找颅面模型的边界并计算等分点
通过判断只属于一个三角形的边找到颅面模型的边界，以边界上同鼻尖点x坐标相同的点作为第一个边界等分点，以鼻尖点和该点的连线作为初始方向；再将边界投影到鼻尖点的切平面上，对投影到二维平面的边界按相等的角度间隔进行划分，将得到m个等分点再投影回原来的三维人脸模型的边界上，得到3D模型边界上的角度等分点，用B＝{bα|α∈A},表示，这些等分点作为测地线的目标点；
步骤1.3，计算鼻尖至各个边界角度等分点的测地线
分别以鼻尖点为源点，以m个边界角度等分点作为目标点，计算出鼻尖点至各个等分点的测地线，用G＝{gα|α∈A},表示，两点之间测地线的计算通过快速行进法算法实现；
步骤2，确定TPS变换的控制点：
步骤2.1，将提取的测地线进行对齐，分别在待配准的目标颅面和参考颅面按步骤1提取m条测地线，然后把目标颅面测地线向参考颅面测地线进行对齐；
步骤2.2，将对齐后的测地线进行均匀采样，用均匀采样后的采样点表示测地线，每条测地线重采样K个采样点，重采样后采样点能够描述测地线的基本特征，将每一条测地线对齐与重采样后，分别获得目标颅面和参考颅面重采样后的测地线G1,G2，其中：
G...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊莉，徐子森，于晗，黄瑞坤，王琳，潘振宽，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37