CN113256610A - 口腔曲面体层片识别点的筛选方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及口腔曲面体层片应用技术领域，尤其是涉及口腔曲面体层片识别点的筛选方法、装置、设备及存储介质。所述筛选方法包括：构建图片组库步骤，标记识别点步骤，计算匹配比率步骤和输出筛选结果步骤，本发明提供的筛选方法能够快速、准确地在曲面体层片中确定口腔颌面部具有特异性的识别点，可以简化编码体系，在图像标记过程中减少标记的识别点数量，在后续图像筛选过程中可以减少候选图像数量，以此加快筛选可能对应的个体生前图像的速度，提高个体识别的匹配效率。进而基于此筛选方法，提供了对应筛选装置、设备和存储介质，并成功应用于法医学个体识别中。

Description

口腔曲面体层片识别点的筛选方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及口腔曲面体层片应用技术领域，尤其是涉及口腔曲面体层片识别点的筛选方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

由于形成的条件和颅骨的保护，自然牙齿是脊椎动物中最耐用的器官，牙齿及其周围的结构在大型灾难事故中具有极强的抗破坏能力，因此，牙齿识别能够作为一种快速且敏感的个体识别方法。目前，该方法被广泛应用于大型灾难事故中，例如2011年发生的日本东部的地震和海啸。

众所周知，医学影像资料可以提供人体解剖、疾病及治疗情况的客观证据，在牙齿识别中牙齿影像能够发挥同样的作用。目前，牙齿影像识别有重建和比对识别两种类型，前者根据死后x射线片生成一个人的重建轮廓，以提供对其身份的假设。比对识别则依赖于观察和比较具有共同特征的生前和死后牙科x射线片，牙齿特征包括牙齿的形态、病理和治疗或它们的组合。然而，随着氟化物的使用和口腔健康意识的提高，儿童和成人的龋病患病率有所下降，牙齿治疗也随之减少。在缺乏牙齿治疗证据的情况下，比对识别就必须依靠解剖特征，这些解剖特征可能与牙齿有关，如牙齿的形态和牙齿之间的空间关系；或与牙齿无关，如额窦和鼻中隔的形态；而病理识别点可能包括根尖周病变和颌骨骨折等。

虽然牙齿识别的可行性已被认可，而且国际上已经有比较成熟的编码体系，如国际刑警组织编码，但一些临床可检测的代码不能用于x线图像中，这是由于人体和图像之间存在差异，并且牙齿和颌骨的某些特异识别点也没有在这些编码体系中涉及。由于现有编码体系匹配速度慢，使用牙齿识别点进行识别的实际应用很少。因此，在曲面体层片中确定口腔和面部特异识别点，简化编码体系，可以加快筛选可能对应的生前图像的速度，提高个体识别的匹配效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种口腔曲面体层片识别点的筛选方法、筛选装置、设备以及储存介质，以减少候选识别点的数量，简化编码体系，提高匹配效率。

本发明的另一目的在于，提供上述筛选方法、筛选装置、设备以及储存介质在法医学个体识别中的应用。

为了解决上述技术问题，实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种口腔曲面体层片识别点的筛选方法，所述筛选方法包括：

构建图片组库步骤，收集非同源个体的口腔曲面体层片，每个个体收集两个时期的口腔曲面体层片，并按收集时间先后顺序构建两个包括来源于非同源个体的口腔曲面体层片库；

标记识别点步骤，读取口腔曲面体层片，并标记牙齿、颌骨及鼻中隔的特征作为识别点；

计算匹配比率步骤，独立统计标记有某个识别点的口腔曲面体层片数量占所属图片组库中口腔曲面体层片总数的百分比，得到该识别点在每个图片组库中的该类匹配比率；

输出筛选结果步骤，得到的至少两个该识别点匹配比率进行乘积运算，依据运算结果输出筛选结果，所述筛选结果包括：代表该识别点是否适用于法医学个体识别的标识。

在可选的实施方式中，通过采集非同源个体的口腔全景获得上述口腔曲面体层片，采集部位包括髁突、上颌窦和恒牙列；不同收集时期之间的时间间隔最短为1个月。

在可选的实施方式中，标记识别步骤中，对每张口腔曲面体层片中含有的牙齿、颌骨及鼻中隔的生理特征、疾病特征或治疗特征中的至少一种进行标记。

在可选的实施方式中，通过口腔曲面体层片中的几何形状和明暗对比反映所述牙齿、颌骨及鼻中隔的生理特征、疾病特征或治疗特征。

在可选的实施方式中，计算匹配比率步骤中，口腔曲面体层片含有某类识别点的数量大于等于1时，标记有该类识别点的口腔曲面体层片数量加1。

在可选的实施方式中，输出筛选结果步骤中，得到的两个该识别点匹配比率进行乘积运算，运算结果大于零且小于某一阈值时，输出代表该识别点适用于法医学个体识别的标识。

第二方面，本发明提供一种口腔曲面体层识别点的筛选装置，所述筛选装置包括：

获取单元，用于获取非同源个体的口腔曲面体层片，每个个体收集两个时期的口腔曲面体层片，并按收集时间先后顺序构建两个包括来源于非同源个体的口腔曲面体层片库；

处理单元，用于读取口腔曲面体层片，并标记牙齿、颌骨及鼻中隔的生理特征、疾病特征或治疗特征中的至少一种作为识别点，独立统计标记有某类识别点的口腔曲面体层片数量占所属图片组库中口腔曲面体层片总数的百分比，得到该识别点在每个图片组库中的该类匹配比率，得到的至少两个该识别点匹配比率进行乘积运算；

输出单元，用于依据乘积运算结果输出代表该识别点是否适用于法医学个体识别的标识。

第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器执行程序时，实现前述实施方式任一项所述筛选方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序指令，所述程序指令实现前述实施方式任一项所述筛选方法。

第五方面，本发明提供了前述实施方式中所述的筛选方法、筛选装置、设备或存储介质在法医学个体识别中的应用。

本发明提供的筛选方法能够快速、准确地在曲面体层片中确定口腔和面部具有特异性的识别点，可以简化编码体系，在图像标记过程中减少标记的识别点数量，在后续图像筛选过程中可以减少候选图像数量，以此加快筛选可能对应的个体生前图像的速度，提高个体识别的匹配效率。进而基于此筛选方法，提供了对应筛选装置、设备和存储介质，并成功应用于法医学个体识别中。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的筛选方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

传统的牙齿影像识别技术(例如doi编号为10.1016/j.forsciint.2006.02.015的参考文献S48页左栏首段记载)中，通常包含以下步骤：(1)获取个体生前口腔曲面体层片，核对口腔曲面体层片质量，并标注采集类型和时间；(2)采用与生前口腔曲面体层片采集时接近的曝光参数和档案处理方式对个体进行尸检，并找出用于对比的具有相似图像几何的区域；(3)对生前口腔曲面体层片和尸检口腔曲面体层片进行系统性地标识建库；(4)参考牙科图标符号，以及牙齿模型或者图片的辅助信息，目测上述标注了相似区域的口腔曲面体层片；(5)罗列出生前口腔曲面体层片和尸检口腔曲面体层片一致的特征，并给出相关说明，同时，需要尽可能地对不一致的特征给出一定的解释；(6)依据上述解释和说明得出结论：生前个体与尸检个体为相同个体，或者生前个体与尸检个体疑似为相同个体，或者生前个体与尸检个体为不同个体。

在上述现有技术中，对于个体生前口腔曲面体层片和尸检口腔曲面体层片对比区域选择，以及对比的特征选择均不具备统一的标准，具有非常大的主观性，不同的法医或者观测者对于同组受检口腔曲面体层片给出相反结论的情况时有发生，为此，国际上存在比较成熟的编码体系，如国际刑警组织编码，但该编码体系中并未包含牙齿和颌骨的某些特异识别点，例如颌骨形态特征及牙根弯曲情况等，并且现有编码体系匹配速度慢，急需简化以提高匹配效率。

基于此，本发明的一些实施方式中提供一种口腔曲面体层片识别点的筛选方法，本方法旨在对非同源个体、不同时期的口腔曲面体层片中多个特征进行考察对比，找出具有独特特征的识别点，作为普适的特异性识别点，用于简化编码体系，提高匹配效率。

上述筛选方法包括：

构建图片组库步骤，收集非同源个体的口腔曲面体层片，每个个体收集两个时期的口腔曲面体层片，并按收集时间先后顺序构建两个包括来源于非同源个体的口腔曲面体层片库；

标记识别点步骤，读取口腔曲面体层片，并标记牙齿、颌骨及鼻中隔的特征，作为识别点；

计算匹配比率步骤，独立统计标记有某识别点的口腔曲面体层片数量占所属图片组库中口腔曲面体层片总数的百分比，得到该识别点在每个图片组库中的该类匹配比率；

输出筛选结果步骤，得到的至少两个该识别点匹配比率进行乘积运算，依据运算结果输出筛选结果，所述筛选结果包括：代表该识别点是否适用于法医学个体识别的标识。

在一些实施方式中，通过采集非同源个体的口腔全景获得上述口腔曲面体层片，采集部位包括髁突、上颌窦和恒牙列；不同收集时期之间的时间间隔最短为1个月。对于采集的口腔曲面体层片的图片质量，需符合以下条件：(1)图像完整，上下颌骨及牙齿的轮廓清晰，并且包括髁突和上颌窦，完整的口腔全景图像包含的解剖特征更加充分，能够扩大识别点的筛选范围；(2)图像清晰，无运动伪影，磨牙和前磨牙区域牙齿间无重叠，P板上无划伤，选用清晰的图像保证识别点筛选的准确率，提高对简化编码体系的指导意义；(3)口腔基础特征稳定，例如需要为恒牙列图像，口腔尚处于发育阶段的个体的口腔曲面体层片无法用于识别点的筛选；(4)重复采集，对于同一个体至少应当采集两次口腔曲面体层片，且任意两次采集的时间间隔不应短于一个月，采集次数不足，或者采集时间间隔过短，均会导致识别点筛选不准确。

在一些实施方式中，标记识别步骤中，对每张口腔曲面体层片中含有的牙齿、颌骨及鼻中隔的生理特征、疾病特征或治疗特征中的至少一种进行标记。

在一些实施方式中，通过口腔曲面体层片中的几何形状和明暗对比反映所述牙齿、颌骨及鼻中隔的生理特征、疾病特征或治疗特征。

本发明实施过程中使用的牙齿、颌骨及鼻中隔特征如表1所示。

表1 本发明采用的特征表

在一些实施方式中，本发明在计算匹配比率步骤中，口腔曲面体层片含有某识别点的数量大于等于1时，标记有该识别点的口腔曲面体层片数量加1。本发明旨在寻找出具有一定稳定性的特征作为普适的识别点，某识别特征在同一个体的两张口腔曲面体层片中只出现一次即已经表明该识别点不够稳定。

在一些实施方式中，输出筛选结果步骤中，得到的两个该识别点匹配比率进行乘积运算，运算结果大于零且小于某一阈值时，输出代表该识别点适用于法医学个体识别的标识。

对于某识别点，考察在非同源个体中，多个时期匹配比率的乘积是否小于阈值来判断该识别点是否适用于法医学个体识别的标识，与现有技术中从非同源个体的同期口腔曲面体层片中，或者从同一个体的多个时期口腔曲面体层片中筛选识别点的技术方案相比，均能够显著的提高准确性。例如，进行乘积运算的某识别点匹配比率为两个，乘积运算结果大于0且小于0.25％时，输出该类识别点适用于法医学个体识别的标识；乘积运算结果大于等于0.25％时，输出该类识别点不适用于法医学个体识别的标识。

而对于阈值的选择，本发明发明人发现，在0.2％～0.3％范围内选取阈值筛选得到的特征点在人群中出现频率低且具有一定稳定性，包括但不限于0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％或0.3％。

在一些实施方式中，本发明提供一种口腔曲面体层识别点的筛选装置，所述筛选装置包括：

获取单元，用于获取非同源个体的口腔曲面体层片，每个个体收集两个时期的口腔曲面体层片，并按收集时间先后顺序构建两个包括来源于非同源个体的口腔曲面体层片库；

处理单元，用于读取口腔曲面体层片，并标记牙齿、颌骨及鼻中隔的生理特征、疾病特征或治疗特征中的至少一种作为识别点，独立统计标记有某识别点的口腔曲面体层片数量占所属图片组库中口腔曲面体层片总数的百分比，得到该识别点在每个图片组库中的该类匹配比率，得到的两个该识别点匹配比率进行乘积运算；

输出单元，用于依据运算结果输出代表该识别点是否适用于法医学个体识别的标识。

在一些实施方式中，本发明提供一种计算机设备，包括：

处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器执行程序时，实现前述实施方式任一项所述筛选方法的步骤。

在一些实施方式中，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有程序指令，所述程序指令实现前述实施方式任一项所述筛选方法。

在一些实施方式中，本发明提供了前述实施方式中所述的筛选方法、筛选装置、设备或存储介质在法医学个体识别中的应用。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例收集460位个体的两次口腔全景采集，采集时间间隔至少1个月，并按采集时间先后顺序，将两次采集时间获取的图像分别命名为前期图像和后期图像，而后对包括牙齿、颌骨及鼻中隔生理、疾病和治疗等特征在内的60项特征进行了考察，如表1所示，共筛选出15个可用于个体身份识别的口腔曲面体层片识别点，整体流程如图1所示，具体步骤如下：

步骤S101，共获得460位个体前期图像460张，后期图像460张，经检查均为完整且清晰的图像，各自作为前期图库和后期图库；

步骤S201，依次读取前期图库和后期图库中的口腔曲面体层片，按照表1对各个特征进行标记；

步骤S202，针对每项特征，分别统计前期图库和后期图库中带有标记的口腔曲面体层片数量，结果表2所示。

表2实施例1中各项特征在前期图库和后期图库中带有标记的口腔曲面体层片数量统计表

步骤S301，利用表2中得到的标记数量除以步骤S301中得到的对应图库中层片的总数，独立分别统计表2中各项特征在前期图库和后期图库中的匹配率，结果如表3所示；

步骤S401，将每个特征对应的前期图库匹配率和后期图库匹配率进行乘积运算，得到运算结果，如表3所示；

步骤S402，运算结果大于0且小于0.25％的对应特征，输出为适用于法医学个体识别的标识，结果如表3所示。

表3实施例1中各项特征匹配率及输出结果

由表3可以看出，乳牙滞留、牙根S形弯曲、牙根远中弯曲、倒置阻生、牙错位、多生牙、牙根近中弯曲、过小牙、颊舌向阻生、联冠、牙髓钙化、磨损或磨耗、残根、牙根吸收和种植体适用于法医学个体识别的标识，这与随着牙齿保健意识的增强和氟化物的应用使得牙齿治疗相关特征减少，解剖特征成为比对识别的重要依据相符。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种口腔曲面体层片识别点的筛选方法，其特征在于，所述筛选方法包括：

构建图片组库步骤，收集非同源个体的口腔曲面体层片，每个个体收集两个时期的口腔曲面体层片，并按收集时间先后顺序构建两个包括来源于非同源个体的口腔曲面体层片库；

标记识别点步骤，读取口腔曲面体层片，并标记牙齿、颌骨及鼻中隔的特征作为识别点；

计算匹配比率步骤，独立统计标记有某类识别点的口腔曲面体层片数量占所属图片组库中口腔曲面体层片总数的百分比，得到该类识别点在每个图片组库中的该类匹配比率；

输出筛选结果步骤，得到的至少两个该类识别点匹配比率进行乘积运算，依据运算结果输出筛选结果，所述筛选结果包括：代表该类识别点是否适用于法医学个体识别的标识。

2.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，通过采集非同源个体的口腔全景获得口腔曲面体层片，采集部位包括髁突、上颌窦和恒牙列；不同收集时期之间的时间间隔最短为1个月。

3.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，标记识别步骤中，对每张口腔曲面体层片中含有的牙齿、颌骨及鼻中隔的生理特征、疾病特征或治疗特征中的至少一种进行标记。

4.根据权利要求3所述的筛选方法，其特征在于，通过口腔曲面体层片中的几何形状和明暗对比反映所述牙齿、颌骨及鼻中隔的生理特征、疾病特征或治疗特征。

5.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，计算匹配比率步骤中，口腔曲面体层片含有某类识别点的数量大于等于1时，标记有该类识别点的口腔曲面体层片数量加1。

6.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，输出筛选结果步骤中，得到的两个该类识别点匹配比率进行乘积运算，运算结果大于零且小于某一阈值时，输出代表该类识别点适用于法医学个体识别的标识；

优选地，所述阈值范围为0.2％～0.3％。

7.一种口腔曲面体层识别点的筛选装置，其特征在于，所述筛选装置包括：

获取单元，用于获取非同源个体的口腔曲面体层片，每个个体收集两个时期的口腔曲面体层片，并按收集时间先后顺序构建两个包括来源于非同源个体的口腔曲面体层片库；

处理单元，用于读取口腔曲面体层片，并标记牙齿、颌骨及鼻中隔的生理特征、疾病特征或治疗特征中的至少一种作为识别点，独立统计标记有某个识别点的口腔曲面体层片数量占所属图片组库中口腔曲面体层片总数的百分比，得到该识别点在每个图片组库中的该类匹配比率，得到的至少两个该类识别点匹配比率进行乘积运算；

输出单元，用于依据乘积运算结果输出代表该识别点是否适用于法医学个体识别的标识。

8.一种计算机设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器执行程序时，实现权利要求1～6任一项所述筛选方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有程序指令，所述程序指令实现权利要求1～6任一项所述筛选方法。

10.权利要求1～6任一项所述的筛选方法、权利要求7所述的筛选装置、权利要求8所述的设备或权利要求9所述的储存介质在法医学个体识别中的应用。

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