面向法医学个体身份鉴定的牙齿识别算法研究

来源 :四川大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:llizhixiong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
法医牙科学是法医学中一个重要的分支,其可以通过牙齿图像进行个体身份的鉴定(以下简称为牙齿识别)。在法医学领域,利用计算机技术辅助进行牙齿识别不仅具有很高的理论价值,还具有巨大的应用价值。然而,现有的传统数学方法仅适用于小型牙齿数据库,容易受到牙齿图像质量、牙齿形态变化等因素的影响。本文在前期工作中提出了基于可学习连接与注意力机制的牙齿识别网络LCANet,取得了较好的识别效果,但发现其仍存在不足,例如该方法仅从牙齿图像中获得用于识别匹配的牙齿视觉特征,计算得出的正样本对相似度分数较低。此外,现有牙齿数据集具有“少样本”特性(数据集中同一个个体具有的牙齿图像数量少),且一些牙齿图像中的牙齿形态变化较大,给牙齿识别算法的研究带来了巨大的挑战。因此,本文以现有二维牙科全景X射线图像数据库和前期工作为基础,研究了基于卷积神经网络的牙齿分割算法,探索将牙齿分割结果应用于牙齿识别网络的可行性;之后深入研究了面向“少样本”牙齿图像数据集的牙齿识别算法,并进一步优化牙齿分割结果应用于牙齿识别网络的结合方式,提出了若干用于解决实际问题的理论和方法,主要内容如下:(1)提出了一种基于生成对抗网络与注意力机制的牙齿分割算法,并在该算法中地提出了一种结构简单的改进注意力机制,实现对特征图中全局上下文信息的建模。针对前期工作LCANet存在的不足,本文提出了基于生成对抗网络和注意力机制的牙齿分割算法,并将牙齿分割结果以多通道形式输入LCANet中,探索利用牙齿分割结果提高牙齿识别准确率的可行性。实验证明,本文所提出的牙齿分割算法在定量和定性上展现出了一定的优越性,其平均分割准确率为97.27%,Dice系数为91.69%,Jac系数为84.66%。同时,将牙齿分割结果应用于LCANet中在一定程度上提高了模型的牙齿识别准确率,使得Rank-1准确率提高了0.72%,Rank-10准确率提升了1.19%,充分证明了将牙齿分割结果应用于牙齿识别网络的可行性。(2)提出了一种基于掩膜和权重特征进行牙齿识别的双边网络模型,并提出了一种改进损失函数以调整网络训练过程中的损失不平衡,生成更加具有判别性的牙齿视觉特征。为了进一步优化牙齿分割结果与牙齿识别网络的应用结合方式,探索克服“少样本”任务挑战性的实用方法,本文提出了基于掩膜和权重特征的牙齿识别双边网络。实验证明,本文所提出的牙齿识别算法在定量和定性上展现出了比以往方法更加优越的性能,其在迄今为止最大的测试数据集上取得了最高的识别准确率,在1000个个体组成的2140张牙齿图像测试集中,该方法的Rank-1准确率为87.81%,Rank-10准确率为96.67%,误识率为万分之一时,其识别准确率为82.92%。
其他文献
如今,从网上购物、视听娱乐到生活旅游等方面,人们的日常行为和决定越来越多地受到推荐系统的影响。所谓推荐即是根据用户的历史、项目的相关属性进行建模,从海量的信息中,推断出用户的兴趣爱好,帮助用户找到感兴趣的项目。推荐系统的技术核心是如何从巨量信息中为用户挖掘出有效的信息。然而,传统的推荐算法里已有的数据稀疏性问题,会致使推荐质量不太理想,无法更好地提升用户对系统的满意度。再而,因缺少系统给出的推荐结
运动目标检测是许多视频分析应用中的关键步骤。由于真实视频数据通常存在相机抖动、光照变化和恶劣天气等复杂情况,导致基于背景减法的目标检测算法可能无法有效对背景信息建模,严重影响目标检测效果。因而具有鲁棒效果的鲁棒性主成分分析(Robust Principal Component Analysis,RPCA)在目标检测领域得到广泛应用。虽然RPCA模型被成功应用于目标检测领域,但是在经典RPCA模型中
科学文献是科研人员通过实验对自然科学现象进行充分观察或研究后,对成果与结论的书面表达。海量科学文献的发表使科学的结构不断发展与完善,对科学发展中的重要影响因素进行深入了解可以有效地解决环境、社会和技术问题。通过分析科学文献数据,揭示学科主题结构及发展历程,对理解学科特点、发现新兴研究以及预测未来趋势至关重要。围绕科学文献,现有研究只关注学科框架的构建或单研究领域的主题分析,缺少完善的从学科层级自顶
基于代理的建模技术经常被用于研究复杂的多细胞生物学现象,这一技术在生物医学研究中发挥着重要的作用。近年来通过建立仿真模型研究癌症发育的过程,推测癌细胞转移时机成为了一个重要的研究方向。现有的研究证明,癌细胞的转移扩散是导致癌症患者死亡的主要原因。对于目前发病率较高的结直肠癌,肝脏是其常见的转移靶器官。因此本文利用基于代理的建模技术对结肠癌的肝转移过程展开具有针对性的研究。本研究能够评估疾病进展,为
随着2018年国家标准《智慧校园总体框架》发布,致力于构建校园工作、学习和生活一体化的智慧校园正在全国多个高校逐步成型,从课堂到生活的教育理念已经被广为接受。传统基于预制定教学计划的培养模式已不能满足当前创新性人才的个性化培养需求。以大数据分析、人工智能等信息技术为支撑的智慧教育模式已成为教育信息化的趋势,通过掌握学生的兴趣、爱好、生活习惯等,提高人才培养质量成为当前教育数据挖掘领域的重要研究问题
在计算机三维动画领域中,通过模拟类似脂肪等软体的动态效果,能为模型形变带来更丰富的视觉效果。传统的模拟软体形变的方法受限于复杂的物理计算,往往需要昂贵的时间成本。近年来,位置动力学因其简单快速的物理模拟框架,被大量应用于实时应用中。位置动力学方法通过对模型的粒子系统施加形状匹配等约束来控制粒子间的位置关系,模拟软体的形变。在实际的计算过程中,位置动力学方法通过高斯赛德尔迭代来计算模型约束集合的近似
鲁棒性和数据稀疏问题已经成为推荐系统研究中的两大热点问题。鲁棒性推荐旨在从有噪声的用户数据中捕捉用户的真实偏好,提供准确且稳定的个性化推荐。数据稀疏问题是指,相对于推荐系统的海量用户和商品,每个用户交互过的物品仅仅是商品总量的很小一部分,这导致依赖于用户历史数据的推荐模型难以准确捕捉用户的个性化偏好。尽管现有工作已经对这两个问题进行了研究,但推荐系统的鲁棒性问题和数据稀疏问题仍未得到很好的解决。现
信息抽取任务旨在从非结构化文本中自动抽取信息,并转换为结构化的三元组(实体-关系-实体)。根据三元组中的关系类别是否限定,信息抽取任务可以分为封闭域和开放域两类。其中,开放域信息抽取不限定三元组中的关系类别,从文本中抽取所有可能的三元组,为问答系统、信息检索和知识库构建等自然语言处理任务提供有力支持。目前开放域信息抽取工作大多在句子上抽取三元组,但在结构复杂的句子上学习抽取模板、制定抽取规则具有极
用户界面作为向用户传递信息的直接桥梁,需要将界面中的信息合理地展现给用户。线框图是基于信息架构设计的,既能反映出信息架构的信息规划,又是信息架构的具体表现,可以说线框图已经确定了产品界面的雏形。然而合理布局信息元素、绘制高质量的线框图需要设计者具有长期的经验积累。参考符合信息架构的界面设计样例可以帮助设计者设计线框图,基于信息架构进行界面检索,可以帮助设计者在线框图设计阶段收集相似信息架构的界面设
基因相似分析不仅可以提供有关基因生物学作用和功能的信息,还可以揭示各种基因之间的关系。现有的基因相似分析工作主要基于基因的序列特征、本体功能注释特征以及关联信息特征进行。然而,这三类方法通常以定量的方式度量基因的相似性,存在度量标准单一的问题;通常直接对相似性度量的定量结果进行比较,以此进行相似分析;此外,还存在忽略不同语义条件下相似度量结果不同的问题,使得基因相似分析结果偏颇。对此,本文提出了一