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计算机辅助烤瓷牙比色系统的研究与实现

作　者: 韩芳芳
导　师: 刘纪红
学　校: 东北大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 烤瓷牙比色系统机器视觉图像分析比色板
分类号: R783
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来,烤瓷牙以其颜色与天然牙相似的优点受到人们的关注,制作颜色逼真度高的烤瓷牙一直是医师们努力的方向,因此选择合适的牙齿颜色是关键。临床上,经过专业训练的医师凭借视觉感知选择比色板上与病人牙齿颜色最匹配的颜色模型,这种方法受周围环境光照和个体视觉差异影响较大,因此研究者们致力于研究利用机器视觉技术来达到计算机辅助医生进行选色的目的。本文基于前人对烤瓷牙比色算法的探索和研究,设计并用C#语言编程实现了计算机辅助烤瓷牙比色系统,主要完成的工作如下：(1)实现了图像的实时采集。本人经大量市场调研,为本系统配置了所需的前端图像采集设备,经过改进可避免周围环境光的影响,应用范围得以扩大。(2)对图像进行分割和增强。本文依据拍摄得到的牙齿图像特征,采用阂值投影方法将牙齿区域从背景分割出来,并且对于牙齿表面的反光区域,依据牙齿颜色的分布特征用灰度插值的方法将反光对图像分析的影响降到最低,从而提高图像识别率。(3)提取了图像的主要特征。本文基于前人对烤瓷牙比色算法的研究和比较,分别实现了用主成分分析和二维主成分分析算法对训练样本的特征提取,并得到了特征投影空间,使得后续运算的计算量大幅度降低而不会对分类结果造成较大影响。(4)实现了对烤瓷牙的分类。本文依据前人对三种分类器的仿真实验结果分析,选择支持向量机(support vector machine, SVM)分类器进行分类,对牙齿颜色模型的分类准确率达到70.2%。(5)实现了牙齿样本的实时采集和测试。将本系统各个模块的功能串联起来,能够完整地实现牙齿比色的功能,并得到了较理想的实验结果。(6)设计实现了病例数据库管理功能。本系统可以提供查看、添加、修改和删除病例数据库信息的功能,方便医生管理病例信息,使病例管理实现集成化和高效化。此外,本文还建立了一个Vitapan 3D-Master比色板的样本数据库,实验结果表明以其为模板训练的分类器具有较高的比色准确率,本文工作对计算机辅助烤瓷牙比色系统的研究起到了很好的探索和支撑作用。

计算机辅助烤瓷牙比色系统的研究与实现

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