基于結(jié)構(gòu)點與輪廓特征的牙齒影像處理和配準技術(shù)研究.pdf

1、無名尸骨的身份鑒定，是司法領(lǐng)域的關(guān)鍵課題。隨著惡性刑事案件以及爆炸、空難、海嘯、火災(zāi)、車禍等災(zāi)難性事故的不斷出現(xiàn)，諸多基于有機物質(zhì)的身份鑒定手段，如唇印、指紋、虹膜等，常常無法起到理想的身份鑒定作用，甚至完全喪失價值。
　　對于此類難以鑒別的無名尸骨，牙齒形態(tài)將成為獨當(dāng)一面的身份特征。首先，作為人體最穩(wěn)定、最堅硬的組織，牙齒能夠抵抗高溫環(huán)境和強腐蝕環(huán)境。其次，對于不同的個體，牙齒所攜帶的特征能夠完全匹配的幾率僅有25億分之一，因此

2、被專業(yè)人員稱作人類的另一張“身份證”。鑒于這種穩(wěn)定性和差異性，基于牙齒特征的個體身份鑒定手段將成為無名尸骨身份鑒定最有潛力和價值的個體識別標志群。并且多數(shù)國家的司法機構(gòu)已經(jīng)確認了法齒學(xué)在法庭科學(xué)中的重要角色。
　　牙齒影像作為牙齒特征的唯一載體，可以通過圖像的方式記錄公民生前的牙齒特征信息，以便于進行未來的特征匹配。事實上，每一種基于生物形態(tài)特征的身份鑒定手段，其本質(zhì)上都屬于基于內(nèi)容的圖像檢索。對于不同的身份鑒定方法，無非就是將圖

3、像檢索的基本思想與相應(yīng)的生物特征相結(jié)合，從而完成檢索的過程。本文的目的，就是針對人類醫(yī)學(xué)牙齒影像設(shè)計一種有效的特征提取算法，并結(jié)合圖像檢索的思想，實現(xiàn)身份鑒定。
　　本文所提出的系統(tǒng)設(shè)計方法包含以下幾個組成部分:
　　1)醫(yī)學(xué)牙齒圖庫的建立。作為一種圖像檢索的衍生，系統(tǒng)必然包含一個圖像數(shù)據(jù)庫。該圖庫包含一百多幅全口曲面斷層醫(yī)學(xué)牙齒影像。
　　2)圖像預(yù)處理。通常，醫(yī)學(xué)影像的成像質(zhì)量較差，難免受到嚴重的噪聲污染和非線性光

4、照扭曲，使得后續(xù)的處理過程受到影響。為了提高圖像質(zhì)量，抑制各種噪聲，本文對圖像進行了線性灰度增強。
　　3)圖像特征提取。特征提取是數(shù)據(jù)分析過程中的關(guān)鍵步驟之一。常用的圖像特征包括灰度特征、邊緣特征和變換系數(shù)特征等?？紤]到人類牙齒的穩(wěn)定性和牙齒修補區(qū)域的感光特性，本文重點圍繞著特征點變換模型和邊緣輪廓模型來對牙齒影像進行特征提取。
　　4)圖像特征匹配。該步驟的重點在于特征相似性的度量。本文選取了幾種度量牙齒影像相似度的指標

5、。當(dāng)兩幅圖像匹配成功時，該指標將達到極值。
　　其中，圖像特征提取和特征匹配技術(shù)是本文將要描述的重點內(nèi)容。針對以上幾個組成部分，本文研究了拓撲結(jié)構(gòu)點與輪廓特征、RANSAC(RandomSampleConsensus)模型估計算法及其在牙齒影像處理和配準中的應(yīng)用:
　　1)引入SURF(SpeededUpRobustFeatures)特征點提取算法和RANSAC模型估計算法，從輸入圖像和參考圖像中采集特征點，作為圖像的特征進