本發(fā)明涉及圖像數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)ai模擬教學(xué)模型構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、顳下頜關(guān)節(jié)是人體中最為復(fù)雜的關(guān)節(jié)之一，負(fù)責(zé)咀嚼和言語等功能。顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)涉及到關(guān)節(jié)盤的修復(fù)、關(guān)節(jié)置換術(shù)等多種手術(shù)類型，對(duì)于治療關(guān)節(jié)疾病、重建關(guān)節(jié)功能和改善患者生活質(zhì)量具有重要意義。目前，顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)主要依靠有經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)生的手動(dòng)操作，而手術(shù)結(jié)果很大程度上取決于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人技能，缺乏有效的模擬和培訓(xùn)工具，年輕醫(yī)生往往需要在實(shí)際手術(shù)中積累經(jīng)驗(yàn)，不僅增加了患者的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，也延長(zhǎng)了醫(yī)生的成長(zhǎng)周期。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，通過構(gòu)建顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)的ai模擬教學(xué)模型，可以讓學(xué)習(xí)者在無風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行手術(shù)操作練習(xí)，對(duì)手術(shù)操作結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估和反饋。在構(gòu)建模型的過程中需要采集清晰的顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻中的圖像，由于從視頻中截取圖像會(huì)使截圖到的圖像分辨率降低，導(dǎo)致采集到的圖像清晰度不夠，使得模型構(gòu)建的過程中不能準(zhǔn)確地捕捉細(xì)微的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致教學(xué)模型產(chǎn)生一定的誤差，無法有效提升手術(shù)的安全性和成功率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)ai模擬教學(xué)模型構(gòu)建方法，以解決從視頻中截取圖像會(huì)使得截圖到的圖像分辨率降低，導(dǎo)致采集到的圖像清晰度不夠，使得模型構(gòu)建的過程中不能準(zhǔn)確地捕捉細(xì)微的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)，進(jìn)而導(dǎo)致構(gòu)建教學(xué)模型產(chǎn)生一定的誤差的問題。

2、本發(fā)明的一種顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)ai模擬教學(xué)模型構(gòu)建方法采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供了一種顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)ai模擬教學(xué)模型構(gòu)建方法，該方法包括以下步驟：

4、獲取若干幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像以及每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像對(duì)應(yīng)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；

5、根據(jù)相鄰幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的像素點(diǎn)灰度值的差異，得到若干幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像；

6、將每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像等分為若干個(gè)局部區(qū)域；將所有局部區(qū)域劃分為若干個(gè)標(biāo)記圖像塊和未標(biāo)記圖像塊；

7、根據(jù)每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中標(biāo)記圖像塊和未標(biāo)記圖像塊中像素點(diǎn)灰度值的差異，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中每個(gè)標(biāo)記圖像塊的視覺質(zhì)量；

8、分割每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中的顳下頜關(guān)節(jié)軟骨區(qū)域，根據(jù)顳下頜關(guān)節(jié)軟骨表面的輪廓邊界線上過相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)的直線的斜率值以及每個(gè)標(biāo)記圖像塊的視覺質(zhì)量，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中局部區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)需求度；

9、根據(jù)每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中局部區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)需求度以及每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像的分辨率增大可信度；

10、根據(jù)每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像的分辨率增大可信度，對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像進(jìn)行分辨率增強(qiáng)，并構(gòu)建顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)ai模擬教學(xué)模型。

11、優(yōu)選的，所述根據(jù)相鄰幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的像素點(diǎn)灰度值的差異，得到若干幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像，包括的具體步驟如下：

12、根據(jù)相鄰幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的像素點(diǎn)灰度值的差異以及像素點(diǎn)灰度值的信息熵差異，得到相鄰幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像之間的信息差；

13、根據(jù)相鄰幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像之間的信息差，得到若干幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像。

14、優(yōu)選的，所述根據(jù)相鄰幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的像素點(diǎn)灰度值的差異以及像素點(diǎn)灰度值的信息熵差異，得到相鄰幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像之間的信息差，包括的具體公式如下：

15、

16、式中，表示第幀和第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像之間的信息差；表示顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像中所有像素點(diǎn)的數(shù)量；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像中第個(gè)像素點(diǎn)的灰度值；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像中第個(gè)像素點(diǎn)的灰度值；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像中所有像素點(diǎn)灰度值的信息熵；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像中所有像素點(diǎn)灰度值的信息熵；為絕對(duì)值函數(shù)。

17、優(yōu)選的，所述根據(jù)相鄰幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像之間的信息差，得到若干幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像，包括的具體步驟如下：

18、在所有幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像中，將所有相鄰兩幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像之間的信息差進(jìn)行從小到大的排序，得到一個(gè)信息差序列；

19、在信息差序列中，計(jì)算相鄰兩個(gè)信息差的差值絕對(duì)值，將所有相鄰信息差的差值絕對(duì)值中的最大值對(duì)應(yīng)的兩個(gè)信息差中的前一個(gè)信息差對(duì)應(yīng)的兩幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像，記為顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像。

20、優(yōu)選的，所述將所有局部區(qū)域劃分為若干個(gè)標(biāo)記圖像塊和未標(biāo)記圖像塊，包括的具體步驟如下：

21、獲取若干個(gè)手術(shù)器械的形狀模板圖像；

22、采用模板匹配技術(shù)，將所有手術(shù)器械的形狀模板圖像分別與顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像的所有局部區(qū)域進(jìn)行匹配，匹配得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中存在手術(shù)器械的局部區(qū)域，記為手術(shù)器械的目標(biāo)局部區(qū)域；

23、從手術(shù)器械的目標(biāo)局部區(qū)域中，篩選出包含顳下頜關(guān)節(jié)軟骨區(qū)域的手術(shù)器械的目標(biāo)局部區(qū)域，記為標(biāo)記圖像塊；將不包含顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)域的手術(shù)器械的目標(biāo)局部區(qū)域，記為未標(biāo)記圖像塊。

24、優(yōu)選的，所述根據(jù)每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中標(biāo)記圖像塊和未標(biāo)記圖像塊中像素點(diǎn)灰度值的差異，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中每個(gè)標(biāo)記圖像塊的視覺質(zhì)量，包括的具體步驟如下：

25、

26、式中，表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中第個(gè)標(biāo)記圖像塊的視覺質(zhì)量；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中所有未標(biāo)記圖像塊的數(shù)量；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中第個(gè)標(biāo)記圖像塊中所有像素點(diǎn)的平均灰度值；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中第個(gè)未標(biāo)記圖像塊中所有像素點(diǎn)的平均灰度值；為絕對(duì)值函數(shù)。

27、優(yōu)選的，所述根據(jù)顳下頜關(guān)節(jié)軟骨表面的輪廓邊界線上過相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)的直線的斜率值以及每個(gè)標(biāo)記圖像塊的視覺質(zhì)量，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中局部區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)需求度，包括的具體步驟如下：

28、對(duì)每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，得到若干個(gè)邊緣像素點(diǎn)；

29、根據(jù)顳下頜關(guān)節(jié)軟骨區(qū)域的輪廓邊緣線上過相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)的直線的斜率值以及邊緣像素點(diǎn)，得到一個(gè)斜率序列和斷點(diǎn)數(shù)量；

30、根據(jù)顳下頜關(guān)節(jié)軟骨表面的輪廓邊界線上的斷點(diǎn)數(shù)量、斜率序列以及每個(gè)標(biāo)記圖像塊的視覺質(zhì)量，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中局部區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)需求度。

31、優(yōu)選的，所述根據(jù)顳下頜關(guān)節(jié)軟骨區(qū)域的輪廓邊緣線上過相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)的直線的斜率值以及邊緣像素點(diǎn)，得到一個(gè)斜率序列和斷點(diǎn)數(shù)量，包括的具體步驟如下：

32、將顳下頜關(guān)節(jié)軟骨區(qū)域的輪廓邊界線上不是邊緣像素點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù)量，記為斷點(diǎn)數(shù)量；

33、在任意一幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中，從顳下頜關(guān)節(jié)軟骨區(qū)域的輪廓邊緣線上任意一個(gè)像素點(diǎn)開始，沿著順時(shí)針方向，依次統(tǒng)計(jì)過相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)的直線的斜率，得到一個(gè)斜率序列。

34、優(yōu)選的，所述根據(jù)顳下頜關(guān)節(jié)軟骨表面的輪廓邊界線上的斷點(diǎn)數(shù)量、斜率序列以及每個(gè)標(biāo)記圖像塊的視覺質(zhì)量，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中局部區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)需求度，包括的具體公式如下：

35、

36、式中，表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中局部區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)需求度；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中第個(gè)標(biāo)記圖像塊的視覺質(zhì)量；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中所有標(biāo)記圖像塊的數(shù)量；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中顳下頜關(guān)節(jié)軟骨區(qū)域的輪廓邊界線上的斷點(diǎn)數(shù)量；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像對(duì)應(yīng)的斜率序列上第個(gè)斜率值；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像對(duì)應(yīng)的斜率序列上第個(gè)斜率值；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像對(duì)應(yīng)的斜率序列上所有斜率值的數(shù)量；為絕對(duì)值函數(shù)。

37、優(yōu)選的，所述根據(jù)每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中局部區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)需求度以及每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像的分辨率增大可信度，包括的具體公式如下：

38、

39、式中，表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像的分辨率增大可信度；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中局部區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)需求度；表示第幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；表示第一幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；表示最后一幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；為雙曲正切函數(shù)。

40、本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：根據(jù)相鄰幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的像素點(diǎn)灰度值的差異，得到若干幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像；將每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像等分為若干個(gè)局部區(qū)域；將所有局部區(qū)域劃分為若干個(gè)標(biāo)記圖像塊和未標(biāo)記圖像塊；根據(jù)每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中標(biāo)記圖像塊和未標(biāo)記圖像塊中像素點(diǎn)灰度值的差異，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中每個(gè)標(biāo)記圖像塊的視覺質(zhì)量；為顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)ai教學(xué)模型構(gòu)建提供較好的數(shù)據(jù)支持，使得教學(xué)模型在應(yīng)用的過程中能夠最大程度的還原真實(shí)手術(shù)過程中的細(xì)節(jié)變化。根據(jù)每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像中局部區(qū)域的對(duì)比度增強(qiáng)需求度以及每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻灰度圖像的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，得到每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像的分辨率增大可信度；根據(jù)每幀顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像的分辨率增大可信度，對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)視頻的關(guān)鍵灰度圖像進(jìn)行分辨率增強(qiáng)，并構(gòu)建顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)ai模擬教學(xué)模型。提高了顳下頜關(guān)節(jié)手術(shù)ai模擬教學(xué)模型的準(zhǔn)確性，為醫(yī)學(xué)生和醫(yī)生提供一個(gè)高效、安全、可靠的手術(shù)學(xué)習(xí)平臺(tái)。