一种用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统 |
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| 申请号 | CN202311438043.3 | 申请日 | 2023-10-31 | 公开(公告)号 | CN117315161A | 公开(公告)日 | 2023-12-29 |
| 申请人 | 广州穗华口腔门诊部有限公司; | 发明人 | 林建平; 肖世芳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于数字化 牙齿 模型的 图像采集 处理系统，包括，采集单元、处理单元、建模单元和检测单元，检测单元通过检测和调节对应的单元，可以有效的检测调节牙齿模型建模的运行，同时，检测单元在判定建模单元的运行状态不符合标准时重新确定调节建模单元的建模面数，并在初步判定建模单元的运行状态不符合标准时基于重合度二次确定建模单元的运行状态，能够有效避免建模单元输出的牙齿模型不符合标准导致的无法精准生成针对牙齿模型的数字模型的情况发生，从而有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模 精度 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统技术领域[0001] 本发明涉及数字化图像采集处理技术领域，尤其涉及一种用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统。 背景技术[0002] 在口腔治疗中，“取模”是一个重要环节。传统取模就是将印模材料放在托盘上后放入口内，待材料凝固后取出即获得牙齿印模。随着数字化技术的发展，用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统应运而生，并以其方便、精准和舒适的体验，逐渐代替了传统取模。数字化牙齿模型的图像采集处理系统是将高精度影像扫描头探入口腔内，类似于微型照相机，通过高频拍照获取口内信息图像，并将它们拼接到一起，形成牙齿模型。一是可获得精准的数字化模型，患者舒适度高。二是诊疗时间短，传统取模后，需要进行模型灌注、模型消毒、模型扫描等步骤，再开始进行修复体的设计加工，通常需要1‑2周的时间才能完成制作，诊疗进程较缓慢。三是更利于医患沟通，传统取模后，医生患者无法即刻看到模型，医生只能通过照片与患者沟通治疗方案；四是患者的口内三维信息可直观地在电脑上显示，还支持放大、旋转、测量等多种功能，医生可以直接通过电脑与患者沟通治疗方案，互动性强、沟通更高效。核心问题是牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0003] 现有技术专利号：CN101950430A，本现有技术提供的方法，仅使用常规的曲面断层图像和石膏牙冠就可以重建病人完整的三维牙齿，重建的三维牙齿形态和病人真实牙齿具有较好的一致性，包括牙冠几何细节形态、牙根轮廓、牙根轴的方向等。但是没有解决建模单元输出的牙齿模型不符合标准导致的无法精准生成针对牙齿模型的数字模型的情况发生的问题。 发明内容[0004] 为此，本发明提供一种用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统，用以克服现有技术中建模单元输出的牙齿模型不符合标准导致的无法精准生成针对牙齿模型的问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供一种用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统，包括： [0007] 处理单元，其与所述采集单元相连，用以接收和处理采集单元采集的图像信息，处理单元针对图像信息的处理方式包括图像灰度的调节、降噪处理以及针对图像中特征点信息的标记处理； [0008] 建模单元，其与所述处理单元相连，用以基于处理后图像信息中的特征点建立数字模型； [0009] 检测单元，其分别与所述建模单元、所述采集单元和所述处理单元相连，用以根据所述数字模型在对应角度的投影和所述采集单元在对应角度采集的图像信息的比对结果确定是否结合数字模型在其他角度投影与对应图像信息的比对结果判定建模单元的运行状态，或，确定建模单元针对数字模型的建模面数。 [0010] 进一步地，所述检测单元基于重合度确定结合数字模型在其他角度投影与对应图像信息的比对结果二次确定建模单元的运行状态，或，确定建模单元针对数字模型的建模面数； [0011] 所述重合度为所述数字模型在对应角度投影的轮廓线和所述处理后的所述图像信息中的轮廓线中重合线段的长度与处理后的所述图像信息中的轮廓线总长度的比值。 [0012] 进一步地，所述建模单元基于重合度差值设有若干针对数字模型面数的调节方式，各调节方式针对数字模型面数的调节方式均不相同；其中，所述重合度差值为所述检测单元中的第一预设重合度与所述重合度的差值。 [0013] 进一步地，所述检测单元基于重合度对对应的图像信息进行标记处理的图像数量与图像总数的占比二次确定所述建模单元的运行状态以及所述图像采集单元的运行状态。 [0014] 进一步地，所述处理单元基于占比差值确定各所述图像信息中灰度以及特征点数量；所述占比差值为所述占比与所述检测单元中设置的第一预设占比的差值。 [0015] 进一步地，所述处理单元基于所述重合度平均值设有若干针对各所述图像信息中特征点的标记数量的调节方式，且使用各调节方式针对标记数量的调节幅度均不相同；所述重合度平均值为采集单元多角度投影的图像信息的轮廓重合度的平均值。 [0016] 进一步地，所述处理单元基于所述重合度平均值差值设有若干针对各所述图像信息中图像灰度的调节方式，且使用各调节方式针对图像灰度的调节幅度均不相同；所述重合度平均值差值为所述重合度平均值与第二预设重合度的差值。 [0017] 进一步地，本发明所述处理单元基于更新后的灰度值调节所述降噪值至对应值。 [0018] 进一步地，所述检测单元在根据所述更新后的图像信息的灰度值或调节后的特征点数量重新生成的数字模型判定所述建模单元的运行不符合标准时，基于占比二次差值设有若干针对所述图像采集单元针对所述牙齿模型采集角度间隔的调节方式，且使用各调节方式针对采集角度间隔的调节幅度均不相同，所述占比二次差值为所述占比与所述检测单元中的第二预设占比的差值。 [0019] 进一步地，所述采集单元基于更新后的采集角度间隔调节所述亮度值至对应值。 [0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过数字化牙齿模型的图像采集处理系统中设有检测单元，通过检测和调节对应的单元，可以有效的检测调节牙齿模型建模的运行，同时，检测单元在判定建模单元的运行状态不符合标准时重新确定调节建模单元的建模面数，并在初步判定建模单元的运行状态不符合标准时基于重合度二次确定建模单元的运行状态，能够有效避免建模单元输出的牙齿模型不符合标准导致的无法精准生成针对牙齿模型的数字模型的情况发生，从而有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0021] 进一步地，本发明基于所述数字模型在对应角度的投影和与所述处理单元处理后的对应的图像信息的轮廓重合度确定结合数字模型在其他角度投影与对应图像信息的比对结果二次确定建模单元的运行状态，本发明通过使用数字模型在不同角度下的投影综合评定所述建模单元的运行状态，能够有效避免仅使用单个图像或少量图像作为验证基准导致的模型在特定角度或未展示角度下的建模不符合预设尺寸的情况发生，通过使用多张图片逐个角度进行验证，并在验证过程中出现问题时使用对应的方案对建模单元的运行参数或图像采集单元的运行参数进行针对性调节，能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0022] 进一步地，本发明基于重合度差值设有若干针对数字模型面数的调节方式，能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率的同时，进一步提升了数字模型的建模精度。 [0023] 进一步地，本发明基于重合度对对应的图像信息进行标记处理以根据标记的图像数量与图像总数的占比二次确定所述建模单元的运行状态以及所述图像采集单元的运行状态，进一步减少了数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率的同时，进一步提升了本发明系统对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0024] 进一步地，本发明所述处理单元基于占比差值确定各所述图像信息中灰度以及特征点数量；灰度值的精度和特征点数量都有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率的同时，进一步提升了本发明系统对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0025] 进一步地，本发明所述处理单元基于所述重合度平均值设有若干针对各所述图像信息中特征点的标记数量的调节方式，进一步减少了数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率的同时，进一步提升了本发明系统对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0026] 进一步地，本发明所述处理单元基于所述重合度平均值差值设有若干针对各所述图像信息中图像灰度的调节方式，进一步提高了数字模型实际尺寸的精准度，有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率的同时，进一步提升了本发明系统对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0027] 进一步地，本发明所述处理单元基于调节后的灰度值调节所述降噪值至对应值。有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率的同时，进一步提升了本发明系统对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0028] 进一步地，本发明根据所述更新后的图像信息的灰度值，或调节后的特征点数量重新生成的数字模型，判定所述建模单元的运行不符合标准时，有若干针对所述图像采集单元针对所述牙齿模型采集角度间隔的调节方式，进一步提高了数字模型实际尺寸的精准度，有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率的同时，进一步提升了本发明系统对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0029] 进一步地，本发明所述采集单元基于调节后的采集角度间隔调节所述亮度值至对应值。进一步提高了数字模型实际尺寸的精准度，有效提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率的同时，进一步提升了本发明系统对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。附图说明 [0030] 图1为本发明用于数字化牙齿模型图像采集处理系统的结构示意图； [0031] 图2为本发明牙齿模型的图像采集处理系统的判定流程图； [0032] 图3为本发明建模单元的模型面数的调节方式的判定流程图； [0033] 图4为本发明牙齿模型的图像采集处理系统运行是否符合标准的二次判定流程图。 具体实施方式[0034] 为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。 [0035] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。 [0036] 需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0037] 请参阅图1所示，其为本发明实施例用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统的结构示意图；本发明所述用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统包括采集单元、处理单元、建模单元和检测单元。其中，所述采集单元通过使用对应亮度从多个角度采集牙齿模型的图像信息；所述处理单元与所述采集单元相连，用以接收和处理采集单元采集的图像信息，处理单元针对图像信息的处理，包括图像灰度的调节、降噪处理以及图像中特征点信息的标记处理；建模单元，其与所述处理单元相连，用以基于处理后图像信息中的特征点建立数字模型；检测单元，其分别与所述建模单元、所述采集单元、所述处理单元相连，根据所述数字模型在对应角度的投影和所述采集单元在对应角度采集的图像信息的比对结果，确定是否结合数字模型在其他角度投影与对应图像信息的比对结果，用以判定建模单元的运行状态，或者，确定建模单元针对数字模型的建模面数。 [0038] 当所述用于数字化牙齿模型的图像采集处理系统运行时，所述采集单元通过使用对应亮度从多个角度采集牙齿模型的图像信息；处理单元接收采集单元采集的图像信息并依次对各图像信息进行灰度调节，并在调节完成后对图像信息进行降噪处理，处理单元在降噪后的图像信息中获取和标记特征点并将特征点标记完成的图像信息输送至建模单元，建模单元基于处理后图像信息中的特征点建立数字模型，检测单元分别检测所述建模单元、所述采集单元和所述处理单元的图像参数信息，，处理单元针对图像信息的处理方式包括图像灰度的调节、降噪处理以及针对图像中特征点信息的标记处理；建模单元基于处理后图像信息中的特征点建立数字模型；检测单元根据所述数字模型在对应角度的投影和所述采集单元在对应角度采集的图像信息的比对结果确定是否结合数字模型在其他角度投影与对应图像信息的比对结果判定建模单元的运行状态，或，确定建模单元针对数字模型的建模面数。本发明通过使用数字模型在不同角度下的投影综合评定所述建模单元的运行状态，能够有效避免仅使用单个图像或少量图像作为验证基准导致的模型在特定角度或未展示角度下的建模不符合预设尺寸的情况发生，通过使用多张图片逐个角度进行验证，并在验证过程中出现问题时使用对应的方案对建模单元的运行参数或图像采集单元的运行参数进行针对性调节，能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0039] 请参阅图2所示，其为本发明牙齿模型的图像采集处理系统的判定流程图；本发明所述检测单元基于所述采集单元采集牙齿模型的图像信息，若重合度大于第一预设重合度小于等于第二预设重合度，所述检测单元判定建模单元的运行不符合标准，基于所述数字模型在对应角度的投影和与所述处理单元处理后的对应的图像信息的轮廓重合度确定结合数字模型在其他角度投影与对应图像信息的比对结果二次确定建模单元的运行状态，所述处理单元标记符合标准的图像个数。若重合度小于等于第一预设重合度，所述检测单元判定建模单元的运行不符合标准时，根据重合度差值确定建模单元针对数字模型的建模面数。若重合度大于第二预设重合度，所述检测单元判定建模单元的运行符合标准，所述建模单元完成建模。本发明检测单元通过判定建模单元的运行以及对应的调节能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0040] 请参阅图3所示，其为本发明建模单元的模型面数的调节方式的判定流程图。本发明所述建模单元基于重合度差值设有若干针对数字模型面数的调节方式，其中，所述重合度差值为所述检测单元中设置的第一预设重合度与所述重合度的差值。若重合度差值小于等于第一预设重合度差值，所述检测单元设有第一模型面数调节系数α1将建模单元牙齿模型的模型面数调节至对应值。若重合度差值大于第一预设重合度差值小于等于第二预设重合度差值，所述检测单元设有第二模型面数调节系数α2将建模单元牙齿模型的模型面数调节至对应值。若重合度差值大于第二预设重合度差值，所述检测单元设有第三模型面数调节系数α3将建模单元牙齿模型的模型面数调节至对应值。以上实施例中，在一定范围内，模型面数的增加可以让建模单元获得更精确的牙齿模型，具体而言，实施例中α1＝0.1；α2＝0.3；α3＝0.5。本发明通过模型面数的调节能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0041] 请参阅图4所示，其为本发明牙齿模型的图像采集处理系统运行是否符合标准的二次判定流程图。本发明所述检测单元基于重合度对对应的图像信息进行标记处理以根据标记的图像数量与图像总数的占比二次确定所述建模单元的运行状态以及所述图像采集单元的运行状态。第一二判定方式为若所述检测单元基于所述处理单元标记的图像的个数的占比二次判定建模单元的运行不符合标准，所述处理单元基于占比差值确定处理方式；所述第一二判定方式满足所述占比小于等于预设占比；第二二判定方式为所述检测单元判定建模单元的运行不符合标准，所述检测单元根据重合度差值确定所述建模单元模型面数的调节方式；所述第二二判定方式满足所述占比大于预设占比。能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0042] 请继续参阅图1、图2、图3和图4所示，本发明所述处理单元基于占比差值确定各所述图像信息中灰度以及特征点数量；所述占比差值为所述占比与所述检测单元中设置的第一预设占比的差值。若占比差值大于预设占比差值，所述处理单元调节牙齿特点点的标记数量；若占比差值小于等于预设占比差值，所述处理单元调节灰度。本发明通过灰度以及特征点数量的调节能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0043] 具体而言，本发明所述处理单元基于所述重合度平均值设有若干针对各所述图像信息中特征点的标记数量的调节方式，且使用各调节方式针对标记数量的调节幅度均不相同；所述重合度平均值为采集单元多角度投影的图像信息的轮廓重合度的平均值。若所述重合度平均值小于等于第一预设重合度平均值，所述检测单元使用第一标记调节系数β1将所述处理单元的牙齿特征点的标记数量调节至对应值。若所述重合度平均值大于第一预设重合度平均值小于等于第二预设重合度平均值，所述检测单元使用第二标记调节系数β2将所述处理单元的牙齿特征点的标记数量调节至对应值。若所述重合度平均值大于第二预设重合度平均值，所述检测单元使用第三标记调节系数β3将所述处理单元的牙齿特征点的标记数量调节至对应值。具体而言，实施例中β1＝0.1；β2＝0.2；β3＝0.3。本发明通过牙齿特征点的标记数量调节能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0044] 具体而言，本发明所述处理单元基于所述重合度平均值差值设有若干针对各所述图像信息中图像灰度的调节方式，且使用各调节方式针对图像灰度的调节幅度均不相同；所述重合度平均值差值为所述重合度平均值与第二预设重合度的差值。本发明中，若所述差值小于等于第一预设差值，所述检测单元使用第一灰度调节系数γ1将所述处理单元的灰度调节至对应值。若所述差值大于第一预设差值小于等于第二预设差值，所述检测单元使用第二灰度调节系数γ2将所述处理单元的灰度调节至对应值。若所述差值大于第二预设差值，所述检测单元使用第三灰度调节系数γ3将所述处理单元的灰度调节至对应值。具体而言，实施例中γ1＝0.2；γ2＝0.4；γ3＝0.6。本发明通过灰度调节能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0045] 具体而言，本发明所述处理单元基于更新后的灰度值调节所述降噪值至对应值。在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0046] 具体而言，本发明所述检测单元在根据所述更新后的图像信息的灰度值或调节后的特征点数量重新生成的数字模型判定所述建模单元的运行不符合标准时基于占比二次差值设置有若干针对所述图像采集单元针对所述牙齿模型采集角度间隔的调节方式，第一调节方式为所述检测单元使用第一调节系数将所述牙齿模型采集角度间隔调节至对应值；所述第一调节方式满足所述占比二次差值小于等于预设占比二次差值；设定第一调节系数 1.12。第二调节方式为所述检测单元使用第二调节系数将所述牙齿模型采集角度间隔调节至对应值，所述第二调节方式满足所述占比二次差值大于预设占比二次差值；设定第二调节系数1.14。本发明通过调节系数调节能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0047] 具体而言，所述采集单元基于更新后的采集角度间隔调节所述亮度值至对应值。能够进一步避免数字模型实际尺寸与预期不符的情况发生，在有效提高针对数字模型建模验证效率的同时，进一步提高了本发明所述系统针对牙齿模型的建模效率和数字模型的建模精度。 [0048] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。 [0049] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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