改进PCA方法的牙颌特征提取和数据集构建

摘要

为了提高牙颌数字模型特征提取的准确性和牙齿分割的效率，提出一种几何变换和主成分分析相结合的坐标系标准化方法，并以离散曲率、法向量、形状直径函数和离散测地距离为基础特征对牙颌数字模型进行了特征提取，在此基础上进一步扩展构建了76个特征数据集。采用提出的坐标系标准化方法和数据集对上颌进行了牙齿分割实验。结果表明：改进主成分分析方法能够快速准确地实现牙颌数字模型坐标系对齐，能够准确识别牙齿的特征信息并作出标记，牙齿分割完整，平均分割准确率达到99.74%。基于改进主成分分析方法的牙颌模型特征提取方法能够极大地提高特征对牙齿的区分性，从而降低位姿对牙颌特征提取带来的负面影响，实现在特征数据较少的情况下准确分割牙齿，可为数字化口腔诊疗提供一定的参考。

关键词

计算机图形学 / 牙颌数字模型 / 坐标系标准化 / 主成分分析 / 离散曲率 / 形状直径函数 / 离散测地距离