牙齿三维数据重建方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种牙齿三维数据重建方法、装置和系统。其中，该方法包括：使用三维成像系统获取不同视角下牙齿的稀疏点云集合，其中，三维成像系统包括主相机和多个光源；根据稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云；对不同视角下的稠密三维点云进行拼接和融合，得到牙齿三维数据。本发明专利技术解决了现有技术中在采集牙齿三维数据时对硬件设备要求高且计算复杂的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
牙齿三维数据重建方法、装置和系统
本专利技术涉及计算机互联网领域，具体而言，涉及一种牙齿三维数据重建方法、装置和系统。
技术介绍
在临床上，口腔内部牙齿的三维数据采集分为口外扫描和口内扫描两种方式，口外扫描是采用扫描设备对患者牙列的石膏模型进行扫描以获取数字化三维，口内扫描是将扫描设备伸入患者的口内直接对牙体和相关软硬组织进行扫描测量，实时获取数字化三维，与口外扫描方式相比，口内扫描做到了真正意义上的无模化、数字化，便捷高效，优势显而易见。目前口内扫描常用的技术主要是以彩色条纹为基础的口内重建和以共焦技术为基础的重建技术，彩色条纹技术在重建过程中使用单目或双目相机获取投影仪投射的光栅条纹图像，再通过条纹编码进行左右视图的配准，最后通过三角化来获取牙齿三维信息，这种方式在实时性和重建精度上都有比较好的表现，但是由于硬件组成上相对复杂，产品在体积上存在限制，整体硬件成本较高；以共焦技术为基础的重建技术通过在极短的时间内获取相机在多个不同焦距下的图像，通过已知的相机焦距直接获取牙齿的深度信息，这种情况由于硬件的约束设备成本更高。上述两种扫描技术要求扫描设备采用更多更精密的硬件，如相机，投影仪等，除此之外，为了提高扫描设备的精度，还会采用扫描前在牙齿上喷粉的方式，这些硬件累积在一起会使扫描设备体积偏大，在局限的口内环境中操作困难，给患者带来不适的体验，并且造成设备成本高昂，对设备购买方和使用方的推广带来很大压力，因此在扫描过程的体验或面向市场的竞争力上存在不足。针对上述现有技术中在采集牙齿三维数据时对硬件设备要求高且计算复杂的问题，目前尚未提出有效的解决方案。专利
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种牙齿三维数据重建方法、装置和系统，以至少解决现有技术中在采集牙齿三维数据时对硬件设备要求高且计算复杂的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种牙齿三维数据重建方法，包括：使用三维成像系统获取不同视角下牙齿的稀疏点云集合，其中，三维成像系统包括主相机和多个光源；根据稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云；对不同视角下的稠密三维点云进行拼接和融合，得到牙齿三维数据。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种牙齿三维数据重建装置，包括：第一获取模块，用于使用三维成像系统获取不同视角下牙齿的稀疏点云集合，其中，三维成像系统包括主相机和多个光源；第一确定模块，用于根据稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云；拼接融合模块，用于对不同视角下的稠密三维点云进行拼接和融合，得到牙齿三维数据。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种牙齿三维数据重建系统，包括上述牙齿三维数据重建装置，还包括三维成像系统，其中，三维成像系统包括主相机、从相机和多个光源。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，其特征在于，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述牙齿三维数据重建方法。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述牙齿三维数据重建方法。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种终端，包括：第一获取模块，用于使用三维成像系统获取不同视角下牙齿的稀疏点云集合，其中，三维成像系统包括主相机和多个光源；第一确定模块，用于根据稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云；拼接融合模块，用于对不同视角下的稠密三维点云进行拼接和融合，得到牙齿三维数据；处理器，处理器运行程序，其中，程序运行时对于从第一获取模块、第一确定模块和拼接融合模块输出的数据执行上述牙齿三维数据重建方法。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种终端，包括：第一获取模块，用于使用三维成像系统获取不同视角下牙齿的稀疏点云集合，其中，三维成像系统包括主相机和多个光源；第一确定模块，用于根据稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云；拼接融合模块，用于对不同视角下的稠密三维点云进行拼接和融合，得到牙齿三维数据；存储介质，用于存储程序，其中，程序在运行时对于从第一获取模块、第一确定模块和拼接融合模块输出的数据执行上述牙齿三维数据重建方法。在本专利技术实施例中，通过使用三维成像系统获取不同视角下牙齿的稀疏点云集合，其中，三维成像系统包括主相机和多个光源；根据稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云；对不同视角下的稠密三维点云进行拼接和融合，得到牙齿三维数据，达到了只使用包含主相机和多个光源的三维成像系统即能实现牙齿三维数据重建的目的，从而实现了使用小巧轻便的设备快速高效地采集口内牙齿的三维数据，保证了扫描精度和效率，同时避免扫描喷粉等步骤，提升扫描体验，硬件体积小，成本低，制造工艺简单，操作便捷，容易被大规模推广的技术效果，进而解决了现有技术中在采集牙齿三维数据时对硬件设备要求高且计算复杂的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的一种牙齿三维数据重建方法的示意图；图2是根据本专利技术实施例的一种可选的牙齿三维数据重建方法的示意图；图3是根据本专利技术实施例的一种可选的牙齿三维数据重建方法的示意图；图4是根据本专利技术实施例的一种可选的牙齿三维数据重建方法的示意图；图5是根据本专利技术实施例的一种可选的牙齿三维数据重建方法的示意图；图6是根据本专利技术实施例的一种可选的牙齿三维数据重建方法的示意图；图7是根据本专利技术实施例的一种可选的牙齿三维数据重建方法的示意图；以及图8是根据本专利技术实施例的一种牙齿三维数据重建装置的示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。实施例1根据本专利技术实施例，提供了一种牙齿三维数据重建方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。图1是根据本专利技术实施例的牙齿三维数据重建方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤S102，使用三维成像系统获取不同视角下牙齿的稀疏点云集合，其中，三维成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牙齿三维数据重建方法，其特征在于，包括：使用三维成像系统获取不同视角下牙齿的稀疏点云集合，其中，所述三维成像系统包括主相机和多个光源；根据所述稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云；对不同视角下的所述稠密三维点云进行拼接和融合，得到牙齿三维数据。

【技术特征摘要】
1.一种牙齿三维数据重建方法，其特征在于，包括：使用三维成像系统获取不同视角下牙齿的稀疏点云集合，其中，所述三维成像系统包括主相机和多个光源；根据所述稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云；对不同视角下的所述稠密三维点云进行拼接和融合，得到牙齿三维数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云包括：采用光度立体三维重建的方式根据所述稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用光度立体三维重建的方式根据所述稀疏点云集合确定每一个视角下牙齿的稠密三维点云包括：获取所述主相机在依次点亮每个所述光源后采集的牙齿的光源图像，得到光源图像集合；确定所述光源图像中每个像素的等高线；根据所述等高线将所述稀疏点云集合中的稀疏点云扩散得到所述稠密三维点云。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述光源图像中每个像素的等高线包括：确定所述光源图像中每个像素所在位置的方位角；根据所述方位角确定所述光源图像中每个像素的等高线。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述光源图像中每个像素的等高线之前，所述方法还包括：根据所述主相机在依次点亮每个所述光源后预采集的白板图像对所述光源图像集合进行标定，得到标定后光源图像集合；采用插值算法根据所述标定后光源图像集合获取多个虚拟光源图像，得到虚拟光源图像集合。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述光源图像中每个像素所在位置的方位角包括：根据所述虚拟光源图像集合确定所述光源图像中每个像素所在位置的方位角。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用插值算法根据所述标定后光源图像集合获取多个虚拟光源图像，得到虚拟光源图像集合包括：构建初始虚拟光源，其中，所述初始虚拟光源的位置为所述多个光源与虚拟圆的交点，所述虚拟圆的圆心为所述多个光源的几何中心，所述虚拟圆的半径为所述多个光源至所述圆心的平均距离；根据所述初始虚拟光源构建每个所述初始虚拟光源对应的衍生虚拟光源，其中，所述衍生虚拟光源的位置为所述初始虚拟光源与所述圆心的连线每旋转预设角度在所述虚拟圆上的交点；采用插值算法根据所述标定后光源图像集合计算在所述初始虚拟光源和所述衍生虚拟光源照明下的虚拟光源图像，得到所述虚拟光源图像集合。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用插值算法根据所述标定后光源图像集合计算在所述衍生虚拟光源照明下的虚拟光源图像包括：在所述主相机的像平面上对所述多个光源采用三角剖分算法进行三角剖分，得到剖分三角形；根据所述初始虚拟光源和所述衍生虚拟光源与所述剖分三角形的位置关系，根据所述标定后光源图像集合使用不同的公式计算在所述初始虚拟光源和所述衍生虚拟光源照明下的虚拟光源图像。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述虚拟光源图像集合确定所述光源图像中每个像素所在位置的方位角中使用到的公式包括：θj＝λ*kj其中，表示第一中间变量集合，i表示初始虚拟光源的标号，j表示像素所在位置为j，k表示衍生虚拟光源的标号，2m表示初始虚拟光源的总个数，kall表示每个初始虚拟光源对应的衍生虚拟光源的总个数，Vij表示初始虚拟光源标号为i对应的初始虚拟光源图像在像素所在位置为j处的颜色值，表示初始虚拟光源标号为i对应的标号为k的衍生虚拟光源对应的衍生虚拟光源图像在像素所在位置为j处的颜色...

【专利技术属性】
技术研发人员：董子龙，黄磊杰，马超，赵晓波，
申请(专利权)人：杭州先临三维科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33