【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维图像处理领域，特别涉及一种基于3dmm的耳穴定位方法和系统。
技术介绍
1、耳穴贴压是一种中医疗法，通过在耳朵上贴上特定的穴位，并施加一定的压力，来调节身体的生理功能和治疗疾病。这种方法源于古代中医理论，认为耳朵是人体的一个微缩模型，上面分布着许多与身体各个器官和系统相对应的穴位。然而，由于人体结构复杂、个体差异大等因素，在二维上进行耳穴定位的方法存在一定的误差和不稳定性。因此，如何提高穴位定位的准确性和效率一直是中医诊疗领域的研究热点之一。
2、随着计算机科学和视觉成像技术的发展，出现了许多有用的模型来处理现实世界的图像特征识别任务。针对人耳特征点检测的任务，ke等人提出基于主动外观(aam)模型，通过168个数据集(包括基于标准设备和普通移动的采集的数据)的分析，提出了一种自动识别特征点的方案，实验结果表明，91个特征点的平均距离误差小于6个像素，可以代替中医耳穴医生的识别工作。同时，sun等人提出了一种基于深度学习的耳穴图像自动定位方法，同时提出使用方向归一化模块来补偿左右耳差异引起的检测误差，经过验证平均均方误差为0.0514±0.0023，结果证明优于同类工作。虽然目前的耳穴定位方法已经取得了一定的成果，但仍存在一些问题和挑战。例如，如何提高耳廓内部穴位的配准效果和精度、如何将定位结果应用于实际诊疗中等。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于3dmm的三维耳穴定位方法，能够实现个性化三维耳廓模型的自动化
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、步骤一、获取真实人耳模型；通过3dmm生成3dmm标准人耳模型，对标准人耳模型进行穴位标注，得到72个穴位标签；
4、步骤二、将真实人耳模型和3dmm标准人耳模型进行中心对齐和尺寸归一化；
5、步骤三、对步骤二后的真实人耳模型和3dmm标准人耳模型的点云数据进行icp点云配准，使其逐渐接近并重合；
6、步骤四、引入人耳先验知识进行非刚性形变的配准，通过计算真实人耳点云和icp点云配准后的3dmm标准人耳点云之间的倒角距离，用梯度下降法对3dmm标准人耳点云的3dmm系数进行迭代求解，求得最小化3dmm系数值，从而得到拟合真实人耳的3dmm形变点云；
7、步骤五、基于步骤一得到的穴位标签，在步骤四得到的3dmm形变点云上，采用k最近邻算法将穴位标签的坐标值映射至真实人耳模型，其中映射点即为预测穴位，然后从真实人耳模型中输出72个预测穴位定位。
8、作为优选，步骤一获取真实人耳模型的方法为：步骤一获取真实人耳模型的方法为：获取真实人耳的点云数据；将所述点云数据进行去噪处理和下采样，得到真实人耳模型。
9、作为优选，步骤三icp点云配准具体包括如下步骤：
10、s31、计算标准人耳点云和真实人耳点云的质心；
11、s32、将标准人耳点云和真实人耳点云转换到以各自质心为原点的质心坐标系；
12、s33、计算最优变换参数，包括最优旋转r*和最优平移t*；
13、s34、重复步骤s31至s33，直到满足迭代终止条件，得到与真实人耳点云配准的标准人耳点云。
14、作为优选，步骤四具体包括如下步骤：
15、s41、计算真实人耳点云和icp点云配准后的标准人耳点云在三维空间上的倒角距离；
16、s42、利用梯度下降反复迭代对3dmm参数进行优化，使两个点云之间的距离达到最小值，得到与拟合真实人耳的3dmm形变点云。
17、作为优选，步骤五具体为基于步骤一得到的穴位标签，在步骤四得到的3dmm形变模型的点云数据上，根据穴位标签中各穴位的vertex值，求得该穴位对应的三维坐标，采用k最近邻算法，计算当前3dmm形变点云上的坐标值与真实人耳点云中k个最近邻的距离，利用平均值的方式进行预测，找到真实人耳模型中与其穴位坐标最近的坐标点，将其定义为预测穴位，循环迭代后从真实耳部模型中输出72个预测穴位定位。
18、本专利技术的第二个目的是提供一种基于3dmm的三维耳穴定位系统，包括：
19、模型获取模块，用于获取真实人耳模型和标准人耳模型；
20、刚性配准模块，用于对真实人耳模型和标准人耳模型进行中心对齐、尺寸归一化和icp点云配准；
21、非刚性配准模块，用于对刚性配准后的模型进行系数迭代求解，得到拟合真实人耳的3dmm形变模型；
22、穴位标注模块，用于在真实人耳模型表面映射预测穴位并输出。
23、本专利技术的第三个目的是提供一种电子设备，包括处理器以及存储有计算机程序的存储器；所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
24、本专利技术的第四个目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述方法的步骤。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
26、本专利技术将刚性形变的icp点云配准与非刚性形变的3dmm模型配准相结合，将真实人耳和标准人耳进行中心对齐和尺寸归一化，重合后在迭代中得到一个尽可能拟合真实人耳的3dmm形变模型，再根据最近邻原则对3dmm形变模型上的穴位点进行映射至真实人耳模型上，能够实现个性化三维耳廓模型的自动化穴位定位，进一步提高穴位定位的准确性和效率，并且能够将定位结果应用于实际诊疗中。
27、本专利技术通过在三维空间中定位耳穴，可以更准确地捕捉穴位的实际位置，避免了二维图像中由于角度、姿态变化等因素引起的定位误差；同时，三维耳穴定位方法不仅提供了水平和垂直方向上的位置信息，还包括了深度信息，即穴位在耳部的空间位置；另外，三维模型通常不受光照、阴影以及角度、姿态的影响，因为它们是基于点云或立体信息而非图像，提高了方法的稳健性；最后，三维耳穴定位方法通常能够更自动地完成定位过程，减少对专业人员的依赖，相对于需要手动标注的二维图像方法，三维方法具有更高的自动化程度。
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1.一种基于3DMM的三维耳穴定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于3DMM的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤一获取真实人耳模型的方法为：获取真实人耳的点云数据；将所述点云数据进行去噪处理和下采样，得到真实人耳模型。
3.根据权利要求1所述的基于3DMM的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤三具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于3DMM的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤S33具体如下：
5.根据权利要求1所述的基于3DMM的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤四具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于3DMM的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤S41采用以下公式进行计算：
7.根据权利要求1所述的基于3DMM的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤五具体为基于步骤一得到的穴位标签，在步骤四得到的3DMM形变模型的点云数据上，根据穴位标签中各穴位的vertex值，求得该穴位对应的三维坐标，采用K最近邻算法，计算当前3DMM形变点云上的坐标值与真实人耳点云中K个
8.一种基于3DMM的三维耳穴定位系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储有计算机程序的存储器；所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于3dmm的三维耳穴定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于3dmm的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤一获取真实人耳模型的方法为：获取真实人耳的点云数据；将所述点云数据进行去噪处理和下采样，得到真实人耳模型。
3.根据权利要求1所述的基于3dmm的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤三具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于3dmm的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤s33具体如下：
5.根据权利要求1所述的基于3dmm的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤四具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于3dmm的三维耳穴定位方法，其特征在于，步骤s41采用以下公式进行计算：
7.根据权利要求1所述的基于3dmm的三维耳穴定位方法，...
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