本發(fā)明涉及口腔影像領(lǐng)域和圖像數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及到一種口腔影像的配準(zhǔn)融合方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、近十幾年來，口腔影像學(xué)得到了快速發(fā)展，數(shù)字化影像技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)中扮演著重要角色。在計(jì)算機(jī)成像技術(shù)的幫助下，如x射線、計(jì)算機(jī)斷層掃描ct以及激光掃描等，可以獲得用戶的清晰且多維度的牙齒影像數(shù)據(jù)。

2、由于不同的口腔影像是在不同時(shí)間和不同的相機(jī)位姿和用戶位姿下拍攝得到的，如何對(duì)所有采集得到的口腔影像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)和融合，得到全視場(chǎng)的口腔影像網(wǎng)格地圖，從而為用戶口腔的全面檢查和判斷提供支持，是當(dāng)前亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明主要解決如何對(duì)所有采集得到的口腔影像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)和融合，得到全視場(chǎng)的口腔影像網(wǎng)格地圖的問題，本發(fā)明公開了一種口腔影像的配準(zhǔn)融合方法和裝置。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例第一方面，公開了一種口腔影像的配準(zhǔn)融合方法，包括：

3、s1，獲取口腔影像集合；所述口腔影像集合，包括若干個(gè)時(shí)刻、若干個(gè)設(shè)備位姿下獲得的針對(duì)同一用戶的口腔影像；

4、s2，對(duì)所述口腔影像集合進(jìn)行匹配處理，得到匹配圖像集和設(shè)備位姿信息；

5、s3，對(duì)所述匹配圖像集和設(shè)備位姿信息進(jìn)行融合建圖處理，得到口腔網(wǎng)格圖像。

6、所述對(duì)所述口腔影像集合進(jìn)行匹配處理，得到匹配圖像集和設(shè)備位姿信息，包括:

7、s21，對(duì)所述口腔影像集合進(jìn)行配準(zhǔn)處理，得到配準(zhǔn)圖像集和第一設(shè)備位姿估計(jì)值；

8、s22，對(duì)所述第一設(shè)備位姿估計(jì)值進(jìn)行優(yōu)化處理，得到設(shè)備位姿信息。

9、所述對(duì)所述口腔影像集合進(jìn)行配準(zhǔn)處理，得到配準(zhǔn)圖像集和第一設(shè)備位姿估計(jì)值，包括：

10、s211，利用口腔影像集合的兩個(gè)相鄰幀圖像的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的距離最小為約束條件，計(jì)算得到兩幀相鄰圖像之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，實(shí)現(xiàn)兩幀圖像的配準(zhǔn)，得到配準(zhǔn)圖像對(duì)；確定所述旋轉(zhuǎn)矩陣，為圖像采集時(shí)刻的設(shè)備位姿估計(jì)矩陣；

11、s212，對(duì)口腔影像集合的每?jī)蓚€(gè)相鄰幀圖像，實(shí)現(xiàn)圖像的配準(zhǔn)處理，得到對(duì)應(yīng)配準(zhǔn)圖像對(duì)和圖像采集時(shí)刻的設(shè)備位姿估計(jì)矩陣；

12、s213，對(duì)所有配準(zhǔn)圖像對(duì)進(jìn)行融合處理，得到配準(zhǔn)圖像集；對(duì)所有圖像采集時(shí)刻的設(shè)備位姿估計(jì)矩陣進(jìn)行融合處理，得到第一設(shè)備位姿估計(jì)值集合；所述第一設(shè)備位姿估計(jì)值集合，包括設(shè)備位姿估計(jì)矩陣。

13、所述對(duì)所述第一設(shè)備位姿估計(jì)值進(jìn)行優(yōu)化處理，得到設(shè)備位姿信息，包括：

14、s221，利用所述第一設(shè)備位姿估計(jì)值集合的均值矩陣p計(jì)算得到第一中間向量p1和第二中間向量p2，第一中間向量p1和第二中間向量p2的計(jì)算表達(dá)式為:

15、

16、其中，r為待優(yōu)化的設(shè)備位姿信息矩陣，k為特征變換矩陣，σ為預(yù)設(shè)的偏執(zhí)因子，z1和z2為預(yù)設(shè)的壓縮因子；所述特征變換矩陣k，為對(duì)角陣，其對(duì)角線的每一行元素值為所述第一設(shè)備位姿估計(jì)值集合的設(shè)備位姿估計(jì)矩陣的對(duì)應(yīng)行元素的方差值；

17、s222，構(gòu)建得到位姿優(yōu)化模型；所述位姿優(yōu)化模型的表達(dá)式為：

18、

19、其中，i表示單位矩陣，j(r)表示優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，p1,i表示第一中間向量p1的第i項(xiàng)，p2,i表示第二中間向量p2的第i項(xiàng)，n為第一中間向量的元素個(gè)數(shù)；

20、s223，對(duì)所述位姿優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到設(shè)備位姿信息矩陣r的取值。

21、所述對(duì)所述匹配圖像集和設(shè)備位姿信息進(jìn)行融合建圖處理，得到口腔網(wǎng)格圖像，包括：

22、s31，對(duì)所述匹配圖像集和設(shè)備位姿信息進(jìn)行第一優(yōu)化處理，得到點(diǎn)云地圖；

23、s32，對(duì)所述點(diǎn)云地圖進(jìn)行第二優(yōu)化處理，得到口腔網(wǎng)格圖像。

24、所述對(duì)所述匹配圖像集和設(shè)備位姿信息進(jìn)行第一優(yōu)化處理，得到點(diǎn)云地圖，包括：

25、s311，按照設(shè)備位姿信息的鄰接關(guān)系，將所述匹配圖像集劃分成等大小的圖像塊；

26、s312，對(duì)每個(gè)圖像塊進(jìn)行塊內(nèi)優(yōu)化，用塊內(nèi)優(yōu)化后的圖像塊的第一幀圖像代表該塊，對(duì)每個(gè)圖像塊的塊內(nèi)所有幀圖像進(jìn)行特征融合，得到融合特征點(diǎn)，用所述融合特征點(diǎn)表示對(duì)應(yīng)圖像塊的特征點(diǎn)；

27、s313，利用圖像塊的特征點(diǎn)，在圖像塊間進(jìn)行匹配全局優(yōu)化,生成點(diǎn)云地圖。

28、所述對(duì)所述點(diǎn)云地圖進(jìn)行第二優(yōu)化處理，得到口腔網(wǎng)格圖像，包括：

29、s321，將點(diǎn)云地圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，得到三角網(wǎng)格；

30、s322，根據(jù)點(diǎn)云深度值，動(dòng)態(tài)調(diào)整三角網(wǎng)格的頂點(diǎn)的高度以及三角網(wǎng)格的分辨率，得到調(diào)整三角網(wǎng)格；

31、s323，將所述調(diào)整三角網(wǎng)格融合到點(diǎn)云地圖中，得到口腔網(wǎng)格圖像。

32、本發(fā)明實(shí)施例第二方面，公開了一種口腔影像的配準(zhǔn)融合裝置，所述裝置包括：

33、存儲(chǔ)有可執(zhí)行程序代碼的存儲(chǔ)器；

34、與所述存儲(chǔ)器耦合的處理器；

35、所述處理器調(diào)用所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述可執(zhí)行程序代碼，執(zhí)行所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法。

36、本發(fā)明實(shí)施例第二方面，公開了一種計(jì)算機(jī)可存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被計(jì)算機(jī)調(diào)用時(shí)，用于執(zhí)行所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法。

37、本發(fā)明實(shí)施例第三方面，公開了一種信息數(shù)據(jù)處理終端，所述信息數(shù)據(jù)處理終端用于實(shí)現(xiàn)所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法。

38、本發(fā)明的有益效果為：

39、本發(fā)明通過估計(jì)口腔影像集合采集設(shè)備的位置姿態(tài)信息，再基于位置姿態(tài)信息對(duì)口腔影像集合進(jìn)行配準(zhǔn)融合，構(gòu)建得到點(diǎn)云地圖，進(jìn)一步通過動(dòng)態(tài)調(diào)整三角網(wǎng)格的頂點(diǎn)的高度以及三角網(wǎng)格的分辨率，得到調(diào)整三角網(wǎng)格，利用整三角網(wǎng)格融合到點(diǎn)云地圖中，得到高清晰度和高精度的三維立體的口腔網(wǎng)格圖像。

40、本發(fā)明再對(duì)口腔影像集合采集設(shè)備的位置姿態(tài)信息的估計(jì)過程中，首先通過對(duì)口腔影像集合的每?jī)蓚€(gè)相鄰幀圖像的初步配準(zhǔn)處理，得到初步的設(shè)備位姿估計(jì)矩陣；再進(jìn)一步通過位姿優(yōu)化模型，求解得到高精度的設(shè)備位置姿態(tài)信息。傳統(tǒng)的口腔影響配準(zhǔn)方法中，均未考慮設(shè)備位置姿態(tài)信息的估計(jì)，本發(fā)明通過求解得到高精度的設(shè)備位置姿態(tài)信息，進(jìn)一步確保了配準(zhǔn)融合的精度和準(zhǔn)確度。

技術(shù)特征：

1.一種口腔影像的配準(zhǔn)融合方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法，其特征在于，所述對(duì)所述口腔影像集合進(jìn)行匹配處理，得到匹配圖像集和設(shè)備位姿信息，包括:

3.如權(quán)利要求2所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法，其特征在于，所述對(duì)所述口腔影像集合進(jìn)行配準(zhǔn)處理，得到配準(zhǔn)圖像集和第一設(shè)備位姿估計(jì)值，包括：

4.如權(quán)利要求3所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法，其特征在于，所述對(duì)所述第一設(shè)備位姿估計(jì)值進(jìn)行優(yōu)化處理，得到設(shè)備位姿信息，包括：

5.如權(quán)利要求2所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法，其特征在于，所述對(duì)所述匹配圖像集和設(shè)備位姿信息進(jìn)行融合建圖處理，得到口腔網(wǎng)格圖像，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法，其特征在于，所述對(duì)所述匹配圖像集和設(shè)備位姿信息進(jìn)行第一優(yōu)化處理，得到點(diǎn)云地圖，包括：

7.如權(quán)利要求5所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法，其特征在于，所述對(duì)所述點(diǎn)云地圖進(jìn)行第二優(yōu)化處理，得到口腔網(wǎng)格圖像，包括：

8.一種口腔影像的配準(zhǔn)融合裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種計(jì)算機(jī)可存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被計(jì)算機(jī)調(diào)用時(shí)，用于執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法。

10.一種信息數(shù)據(jù)處理終端，其特征在于，所述信息數(shù)據(jù)處理終端用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的口腔影像的配準(zhǔn)融合方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種口腔影像的配準(zhǔn)融合方法包括：獲取口腔影像集合；所述口腔影像集合，包括若干個(gè)時(shí)刻、若干個(gè)設(shè)備位姿下獲得的針對(duì)同一用戶的口腔影像；對(duì)所述口腔影像集合進(jìn)行匹配處理，得到匹配圖像集和設(shè)備位姿信息；對(duì)所述匹配圖像集和設(shè)備位姿信息進(jìn)行融合建圖處理，得到口腔網(wǎng)格圖像。本發(fā)明通過估計(jì)口腔影像集合采集設(shè)備的位置姿態(tài)信息，再基于位置姿態(tài)信息對(duì)口腔影像集合進(jìn)行配準(zhǔn)融合，構(gòu)建得到點(diǎn)云地圖，最終得到高清晰度和高精度的三維立體的口腔網(wǎng)格圖像。

技術(shù)研發(fā)人員：王超,苗莉,楊飚,劉芳,李石,焦陽,黃周燕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19