使用计算机断层扫描图像匹配三维口内扫描数据的设备和方法技术

公开了一种用于匹配三维口内扫描数据的设备，该设备包括计算机断层扫描(CT)图像深度图生成单元、深度图坐标差异信息确定单元、深度图校正单元和口内扫描模型恢复单元。CT图像深度图生成单元通过使用关于扫描数据的单个扫描帧的信息从CT图像生成CT帧的深度图。深度图坐标差异信息确定单元确定CT帧的深度图和扫描帧的深度图之间的深度图坐标差异信息。深度图校正单元基于深度图坐标差异信息来校正扫描帧的深度图。口内扫描模型恢复单元基于扫描帧的校正后的深度图来恢复三维口内扫描模型。型。型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用计算机断层扫描图像匹配三维口内扫描数据的设备和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于匹配三维(3D)口内扫描数据的设备和方法。

技术介绍

[0002]随着数字牙科市场的扩大，在包括牙齿矫正和植入的牙科领域中，三维(3D)计算机断层扫描(CT)图像和3D口内扫描数据被高度用于精确的诊断计划和治疗。特别地，扫描数据具有比CT图像更高的牙冠精度的优点，并且CT图像具有提供牙根信息的优点，因此扫描数据和CT图像经常一起使用。然而，由于CT图像是通过拍摄整个牙齿重建的图像，所以不会发生几何失真。另一方面，由于口内扫描数据是通过匹配通过局部拍摄整个口腔而获得的多条数据而重建的图像，所以由于匹配误差而出现几何失真。这导致了CT图像和口内扫描数据之间的几何差异。
[0003]图1示出了扫描数据和CT图像之间的差异。
[0004]如图1所示，扫描数据和CT图像之间存在几何差异。
[0005]通过将包括在多个帧的每一个中的点云匹配成3D坐标系中的一个来生成3D口内扫描数据，所述多个帧是通过用扫描仪局部扫描口腔的每个部分而生成的。为了匹配3D点云，需要通过获得扫描相机的相对旋转量和移动量来计算为每一帧生成的点云的相对位置。然而，当在获得照相机的位置和取向的过程中出现小误差时，即使当帧对的帧之间的误差很小时，几个帧的误差也会累积，导致重建的口腔模型的几何失真。
[0006][相关技术文件][0007][专利文件][0008](专利文件1)韩国专利登记号10
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1911327
专利
技术实现思路

[0009][技术问题][0010]本专利技术旨在提供一种用于匹配三维(3D)口内扫描数据的方法和设备，其可以减少扫描模型的几何失真。
[0011][技术解决方案][0012]本专利技术的一个方面提供了一种匹配口内扫描数据的三维(3D)方法，该方法包括使用关于扫描数据的一个扫描帧的信息从CT图像生成计算机断层扫描(CT)帧的深度图；确定CT帧的深度图和扫描帧的深度图之间的深度图坐标差异信息；基于深度图坐标差异信息校正扫描帧的深度图；以及基于扫描帧的校正深度图重建3D口内扫描模型。
[0013]深度图坐标差异信息可包括表示CT帧的深度图和扫描帧的深度图之间的旋转程度的深度图旋转矩阵，以及表示CT帧的深度图和扫描帧的深度图之间的平移程度的深度图平移向量。
[0014]深度图旋转矩阵和深度图平移向量可以将CT帧的深度图和扫描帧的深度图之间
的差异的总和最小化。
[0015]匹配3D口内扫描数据的方法可以进一步包括确定扫描数据和CT图像之间的图像坐标差异信息；以及基于图像坐标差异信息将扫描数据的坐标系与CT图像的坐标系进行匹配。
[0016]图像坐标差异信息可以包括表示扫描数据和CT图像之间的旋转程度的图像旋转矩阵，以及表示扫描数据和CT图像之间的平移程度的图像平移向量。
[0017]图像旋转矩阵和图像平移向量可以将扫描数据和CT图像之间的差异的总和最小化。
[0018]匹配3D口内扫描数据的方法可以进一步包括使用口内扫描仪获取患者口腔的扫描数据；以及使用CT装置获取患者口腔的CT图像。
[0019]可以通过合并三维扫描数据的多个帧的校正深度图的点云并对公共部分进行平均来重建3D口内扫描模型。
[0020]关于扫描帧的信息可以包括关于扫描帧的照相机的位置和方向的信息。
[0021]CT帧的深度图的尺寸可以与扫描帧的深度图的尺寸相同。
[0022]本专利技术的另一方面提供了一种存储在计算机可读介质中的计算机程序，其中，当执行计算机程序的命令时，执行该方法。
[0023]本专利技术的又一方面提供了一种用于匹配3D口内扫描数据的设备，该设备包括：CT图像深度图生成单元，被配置成使用关于扫描数据的一个扫描帧的信息从CT图像生成CT帧的深度图；深度图坐标差异信息确定单元，被配置成确定CT帧的深度图和扫描帧的深度图之间的深度图坐标差异信息；深度图校正单元，被配置成基于深度图坐标差异信息来校正扫描帧的深度图；以及口内扫描模型重建单元，被配置成基于扫描帧的校正后的深度图重建3D口内扫描模型。
[0024]深度图坐标差异信息可包括表示CT帧的深度图和扫描帧的深度图之间的旋转程度的深度图旋转矩阵，以及表示CT帧的深度图和扫描帧的深度图之间的平移程度的深度图平移向量。
[0025]深度图旋转矩阵和深度图平移向量可以将CT帧的深度图和扫描帧的深度图之间的差异的总和最小化。
[0026]本专利技术的又一方面提供了一种口内扫描仪，其包括根据本专利技术实施例的用于匹配3D口内扫描数据的设备。
[0027]本专利技术的又一方面提供了一种CT设备，其包括根据本专利技术实施例的用于匹配3D口内扫描数据的设备。
[0028][有益效果][0029]根据本专利技术的实施例，通过使用不具有几何失真的CT图像将从扫描仪获得的帧与计算机断层扫描(CT)图像进行局部匹配来重建扫描模型，可以减少扫描模型的几何失真。
附图说明
[0030]图1示出了扫描数据和计算机断层扫描(CT)图像之间的差异。
[0031]图2是根据本专利技术实施例的用于匹配三维(3D)口内扫描数据的设备的框图。
[0032]图3是示出根据本专利技术实施例的用于匹配3D口内扫描数据的设备的操作的流程
图。
[0033]图4是示出根据本专利技术实施例的用于通过口腔图像匹配3D口内扫描数据的设备的操作过程的图。
[0034]图5示出了根据本专利技术实施例的真实帧深度图和CT图像深度图。
具体实施方式
[0035]在下文中，将参照附图详细描述本领域技术人员能够容易执行的本专利技术的实施例。此外，为了清楚地解释本专利技术，在附图中省略了与描述无关的部分。
[0036]接下来，将参照图2描述根据本专利技术实施例的用于匹配三维(3D)口内扫描数据的设备。
[0037]图2是根据本专利技术实施例的用于匹配3D口内扫描数据的设备的框图。
[0038]如图2所示，用于匹配3D口内扫描数据的设备100包括扫描数据获取单元110、计算机断层扫描(CT)图像获取单元120、图像坐标差异信息确定单元130、坐标匹配单元140、CT图像深度图生成单元150、深度图坐标差异信息确定单元160、深度图校正单元170和口内扫描模型重建单元180。
[0039]将参照图3至图5描述用于匹配3D口内扫描数据的设备100的每个组件的操作。
[0040]图3是示出根据本专利技术实施例的用于匹配3D口内扫描数据的设备的操作的流程图，图4是示出根据本专利技术实施例的用于通过口腔图像匹配3D口内扫描数据的设备的操作过程的图。
[0041]扫描数据获取单元110使用口内扫描仪获取患者口腔的扫描数据(S101)。扫描数据可以包括多个扫描帧。在本说明书中，由于扫描帧是使用扫描仪获取的，所以扫描帧也被称为真实帧。
[0042]CT图像获取单元120使用CT装置20获取患者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种匹配三维(3D)口内扫描数据的方法，包括：使用关于扫描数据的一个扫描帧的信息从计算机断层扫描(CT)图像生成CT帧的深度图；确定所述CT帧的深度图和所述扫描帧的深度图之间的深度图坐标差异信息；基于所述深度图坐标差异信息校正所述扫描帧的深度图；和基于所述扫描帧的校正深度图重建3D口内扫描模型。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述深度图坐标差异信息包括表示所述CT帧的深度图和所述扫描帧的深度图之间的旋转程度的深度图旋转矩阵，以及表示所述CT帧的深度图和所述扫描帧的深度图之间的平移程度的深度图平移向量。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述深度图旋转矩阵和所述深度图平移向量将所述CT帧的深度图和所述扫描帧的深度图之间的差异的总和最小化。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：确定所述扫描数据和所述CT图像之间的图像坐标差异信息；和基于所述图像坐标差异信息，将所述扫描数据的坐标系与所述CT图像的坐标系进行匹配。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述图像坐标差异信息包括表示所述扫描数据和所述CT图像之间的旋转程度的图像旋转矩阵，以及表示所述扫描数据和所述CT图像之间的平移程度的图像平移向量。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述图像旋转矩阵和所述图像平移向量将所述扫描数据和所述CT图像之间的差异的总和最小化。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用口内扫描仪获取患者口腔的扫描数据；和使用CT装置获取患者口腔的CT图像。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述3D口内扫描模型通过合并三维扫描数据的多个帧的校正深度图的点云并平均公共部...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁鸿，李星旻，宋宝贤，
申请(专利权)人：HDX未来公司，
类型：发明
国别省市：