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本发明针对口腔数字印模仪采集的2D图像对比度差、牙齿边缘纹理细节丢失导致3D重建精度不足的问题，提出多尺度分析与边缘增强方案。通过下采样图像加权、多灰度级划分、梯度幅值与边缘长度计算，结合像素点突出程度修正灰度频率，实现直方图均衡化与局部对比度增强，最终提升口腔图像的细节清晰度与3D重建精度。
本发明涉及图像采集。更具体地，本发明涉及一种口腔数字印模仪图像采集方法及系统。
1、口腔数字印模仪通过激光扫描、光学扫描等技术获取口腔结构的三维数据，将传统的牙颌石膏模型、硅橡胶印模或口内牙列形态转换成计算机中的三维可视化数字模型，口腔数字印模仪具有较强的精确度和可操作性，是现代口腔修复学和种植学中的一个重要工具。
2、口腔数字印模仪通过采集口腔的多张2d图片重建出牙齿的3d信息；在这个过程中，受到口腔环境的影响，采集的2d图片的对比度较差，导致2d图片中牙齿表面细节的丢失，尤其是在牙齿边缘和纹理等细微结构上，在重建3d信息时难以准确捕捉到牙齿表面的数据点，严重影响重建3d信息的精确度和真实度。
1、解决上述通过采集口腔的多张2d图片重建出牙齿的3d信息时，2d图片的对比度较差严重影响重建3d信息的精确度和真实度的技术问题，本发明在如下的多个方面中提供方案。
2、第一方面，本发明提供了一种口腔数字印模仪图像采集方法，包括：通过口腔数字印模仪采集口腔图像；对口腔图像进行多次下采样，根据各下采样图像与口腔图像的大小比值，获得各下采样图像的权重；根据权重对各下采样图像中各灰度值的频率加权，获得每种灰度值的加权频率；在不同灰度尺度下将所有灰度值划分为多个灰度级，其中，不同灰度尺度下灰度级对应的灰度值的数量以及划分获得的所有灰度级的数量均不同；在不同灰度尺度的灰度级下，对口腔图像进行边缘检测，获得各像素点在不同灰度尺度下的梯度幅值和所属边缘的长度；根据像素点在不同灰度尺度下的梯度幅值和所属边缘的长度，计算像素点的突出程度，根据像素点的突出程度对每种灰度值的加权频率进行修正，获得每种灰度值的修正频率；根据所有灰度值的修正频率，通过直方图均衡化获得每个灰度值的映射区间；对于口腔图像中的任一像素点，根据该像素点的突出程度及其邻域内其他像素点的灰度值，从该像素点的灰度值的映射区间中确定该像素点的映射灰度值；将口腔图像中所有像素点的映射灰度值组成增强后的口腔图像，以便于通过增强后的口腔图像重建出牙齿的3d信息。
3、优选地，所述根据各下采样图像与口腔图像的大小比值，获得各下采样图像的权重，包括：其中，第次下采样获得的下采样图像的权值的计算公式为：；其中，，表示通过对口腔图像进行下采样的次数，且获得的所有不同大小的下采样图像的数量等于，下采样图像与口腔图像的大小比值等于，下采样图像与口腔图像的大小比值等于。
4、优选地，所述根据权重对各下采样图像中各灰度值的频率加权，获得每种灰度值的加权频率，包括：其中，灰度值的加权频率的计算公式为：；其中，，为下采样图像的权值，为下采样图像中灰度值的频率，获得的所有不同大小的下采样图像的数量等于。
5、优选地，所述不同灰度尺度共有4种，分别为1、5、9和13，第种灰度尺度，；对于任意一种灰度尺度，在灰度尺度下将所有灰度值划分为多个灰度级共有两种划分方法，且两种划分方法的具体实现过程分别为：在第一种划分方法下，能够根据灰度尺度将所有灰度值划分为种灰度级，将内的灰度值作为第种灰度级，，表示向上取整，表示取最小值函数；在第二种划分方法下，能够根据灰度尺度将所有灰度值划分为种灰度级，将内的灰度值作为第种灰度级，，。
6、优选地，所述在不同灰度尺度的灰度级下，对口腔图像进行边缘检测，获得各像素点在不同灰度尺度下的梯度幅值和所属边缘的长度，包括：对于任意一种灰度尺度，根据口腔图像中各像素点的灰度值，在灰度尺度下的所有灰度级中确定各像素点的灰度级；将口腔图像中所有像素点的灰度级组成的图像，记为灰度尺度下的灰度变换图像，且灰度尺度下的灰度变换图像有两张；分别对灰度尺度下的每张灰度变换图像进行边缘检测，获得灰度尺度下的每张灰度变换图像中每个像素点的梯度幅值和所属边缘的长度，将灰度尺度下的两张灰度变换图像中每个像素点的梯度幅值的均值和所属边缘的长度的均值，作为灰度尺度下的灰度变换图像中每个像素点的梯度幅值和所属边缘的长度；将灰度尺度下的灰度变换图像中坐标为的像素点的梯度幅值和所属边缘的长度，作为口腔图像中坐标为的像素点在灰度尺度下的梯度幅值和所属边缘的长度，为像素点的横坐标，为像素点的纵坐标。
7、优选地，所述根据像素点在不同灰度尺度下的梯度幅值和所属边缘的长度，计算像素点的突出程度，包括：其中，坐标为的像素点的突出程度的计算公式为：；其中，表示坐标为的像素点的梯度幅值，表示坐标为的像素点所在的边缘的长度，表示第种灰度尺度，，为口腔图像的长度，为像素点的横坐标，为像素点的纵坐标，表示反正切函数。
8、优选地，所述根据像素点的突出程度对永利官网每种灰度值的加权频率进行修正，获得每种灰度值的修正频率，包括：对于灰度值，将口腔图像中灰度值等于的像素点记为目标像素点；对所有目标像素点的突出程度按照从小到大的顺序进行排序，获得第二四分位数，作为灰度值的修正系数；计算灰度值的修正系数与灰度值的加权频率的乘积，记为灰度值的修正后的频率；将所有灰度值的修正后的频率的和值记为累加值；将灰度值的修正后的频率与累加值的比值，作为灰度值的修正频率。
9、优选地，所述根据所有灰度值的修正频率，通过直方图均衡化获得每个灰度值的映射区间，包括：对于灰度值，当时，灰度值的映射区间的左边界和右边界相等，此时灰度值的映射区间中只有一个灰度值；当时，灰度值的映射区间的左边界，右边界，其中，为灰度值的修正频率，，为灰度值的修正频率，。
10、优选地，所述根据该像素点的突出程度及其邻域内其他像素点的灰度值，从该像素点的灰度值的映射区间中确定该像素点的映射灰度值，包括：；其中，为该像素点的映射灰度值，为该像素点的灰度值，为灰度值的映射区间的左边界，为灰度值的映射区间的右边界，为该像素点的突出程度，为该像素点的邻域内其他像素点的灰度值的均值，为向下取整，该像素点的邻域是以该像素点为中心且大小等于的区域。
11、第二方面，本发明提供一种口腔数字印模仪图像采集系统，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现上述一种口腔数字印模仪图像采集方法。
12、通过采用上述技术方案，将上述的一种口腔数字印模仪图像采集方法生成计算机程序，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而根据存储器及处理器制作终端设备，方便使用。
14、本发明通过对不同大小的下采样图像进行分析，在多个尺度上分析理解口腔图像的内容，以此获得的每种灰度值的加权频率，能够更加全面的反映口腔图像中更具代表性的特征；通过不同灰度尺度将所有灰度值划分为多个灰度级，在不同灰度尺度的灰度级下对口腔图像进行边缘检测，有助于捕捉口腔图像中不同大小的特征，可以更精细地识别口腔图像中的边缘细节；根据像素点在不同灰度尺度下的梯度幅值和所属边缘的长度，计算像素点的突出程度，根据像素点的突出程度对每种灰度值的加权频率进行修正，获得每种灰度值的修正频率，以此保护口腔图像中重要的边缘信息不被过度平滑，有助于保持口腔图像中边缘的锐度和清晰度；根据该像素点的突出程度及其邻域内其他像素点的灰度值，从该像素点的灰度值的映射区间中确定该像素点的映射灰度值，以此增强口腔图像中边缘的局部对比度，使得口腔图像的局部细节更加清晰；综上，本发明在增强口腔图像的对比度的同时，保留并增强口腔图像中边缘的局部细节，保证了牙齿边缘和纹理的清晰度，进而在重建3d信息时能够准确捕捉到牙齿表面的数据点，提高重建3d信息的精确度和真实度。
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