数据配准融合的方法、装置和医疗影像设备与流程

本发明涉及三维扫描领域，尤其设计一种数据配准融合的方法、装置和医疗影像设备。

背景技术：

1、口腔扫描出的数据由于受到扫描手法、单幅曲面的精度、配准融合误差等影响，会出现个别全颌或单颌数据精度达不到正畸等的要求，故需要做进一步的优化曲面。相关技术中，曲面优化分为两大块，一块是基于配准融合的，着眼于扫描过程中的数据；另一块是基于曲面的细分合并，着眼于生成的总体曲面。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种数据配准融合方法、装置和医疗影像设备，本发明的数据配准融合方法在进行曲面融合之前对曲面进行了分级，有效地提高了曲面配准融合的精度，避免了由于扫描手法、单幅曲面的精度、配准融合误差等影响造成的曲面精度不够的问题，降低了正畸的风险。

2、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出一种数据配装融合方法，所述方法包括：获取曲面数据；根据所述曲面数据中的多帧曲面对所述曲面数据进行分级处理，得到多组曲面和各组曲面的等级；根据各组曲面的组别和等级对所述曲面数据进行曲面配准融合。

3、另外，根据本发明上述实施例提出的数据配准融合方法还可以具有如下附加的技术特征：

4、根据本发明的一个实施例，所述根据所述曲面数据中的多帧曲面对所述曲面数据进行分级处理，得到多组曲面和各组曲面的等级，包括：根据所述曲面数据中的多帧曲面确定各组第一级曲面的关键帧，并根据各组第一级曲面的关键帧得到相应组第一级曲面；根据所述曲面数据中的多帧曲面确定起始帧，并根据所述起始帧和各组第一级曲面的关键帧，得到多组第二级曲面。

5、根据本发明的一个实施例，所述根据所述曲面数据中的多帧曲面确定各组第一级曲面的关键帧，包括：将所述曲面数据中的首帧曲面作为第一组第一级曲面的关键帧，令i＝1；依次计算第i组第一级曲面中关键帧对应曲面与其之后各帧曲面之间的第一距离；当所述第一距离大于第一预设距离时，停止所述第一距离的计算，将小于或等于所述第一预设距离的第一距离对应的曲面以及第i组第一级曲面中关键帧对应曲面作为第i组第一级曲面，并将大于所述第一预设距离的第一距离对应的曲面所在帧作为第i+1组第一级曲面的关键帧；i＝i+1，返回所述依次计算第i组第一级曲面中关键帧对应曲面与其之后各帧曲面之间的第一距离的步骤，直至遍历完所述曲面数据；其中，第i组第一级曲面的关键帧对应曲面与其相邻帧对应曲面构成第i组第一级曲面，所述相邻帧为所述第i组第一级曲面的关键帧之后，且与所述第i组第一级曲面的关键帧对应曲面之间的距离小于或等于所述第一预设距离的曲面所在帧。

6、根据本发明的一个实施例，所述根据所述曲面数据中的多帧曲面确定起始帧，包括：对所述曲面数据中各帧曲面的中心点进行曲线拟合，得到拟合曲线；获取所述拟合曲线的中心点，并计算所述拟合曲线的中心点与所述每帧曲线的中心点之间的第二距离；根据取值最小的第二距离对应的曲面所在帧确定为所述起始帧。

7、根据本发明的一个实施例，所述根据所述起始帧和各组第一级曲面的关键帧，得到多组第二级曲面，包括：将所述起始帧所在的一组第一级曲面的关键帧作为第一组第二级曲面的关键帧，令j＝1；分别计算第j组第二级曲面的关键帧对应曲面与各组第一级曲面的关键帧对应曲面之间的第三距离；将小于或等于第二预设距离的第三距离对应的各组第一级曲面与第j组第二级曲面的关键帧所在的一组第一级曲面构成第j组第二级曲面，并将大于所述第二预设距离的第三距离中的最小值对应的第一级曲面的关键帧作为第j+1组第二级曲面的关键帧；j＝j+1，返回所述分别计算第j组第二级曲面中关键帧对应曲面与各组第一级曲面的关键帧之间的第三距离的步骤，直至遍历完所有组第一级曲面的关键帧。

8、根据本发明的一个实施例，所述根据各组曲面的组别和等级对所述曲面数据进行曲面配准融合，包括：针对每组第一级曲面，对该组第一级曲面的关键帧对应曲面按照相应初始旋转平移矩阵进行旋转平移，并融合曲面；基于当前已配准融合曲面，利用该组第一级曲面中的其他曲面的初始旋转平移矩阵对所述其他曲面进行迭代最近点icp精配准，并判断各所述其他曲面是否配准成功；若配准成功，则直接对配准成功的曲面进行融合处理，否则根据配准失败的曲面得到中间曲面，并在所述配准失败的曲面在第二级曲面中时，更新相应的第二级曲面；待所有组第一级曲面遍历完成后，对处于第二级曲面中的中间曲面进行配准融合。

9、根据本发明的一个实施例，所述根据配准失败的曲面得到中间曲面，包括：判断所述配准失败的曲面在进行icp精配准时的配准点对是否符合第一预设条件；若所述配准点对符合第一预设条件，则判断所述配准失败的曲面的前一帧曲面的变化矩阵是否存在；若不存在，则将所述配准失败的曲面与其前一帧曲面合并为一帧曲面，并作为所述中间曲面；其中，若所述配准失败的曲面的前一帧的变化矩阵存在，则根据所述配准失败的曲面的前一帧的变化矩阵对所述配准失败的曲面进行融合处理。

10、根据本发明的一个实施例，第k帧曲面的变化矩阵是指所述第k帧曲面配准成功的旋转平移矩阵与所述第k帧曲面的粗配准旋转平移矩阵的逆矩阵的乘积，其中，所述第k帧曲面的粗配准旋转平移矩阵为第k-1帧曲面的变化矩阵的逆矩阵与所述第k帧曲面的初始旋转平移矩阵的乘积。

11、本发明实施例的数据配准融合方法，首先获取曲面数据，并对曲面数据进行分级，每一级曲面中包括了多组曲面，在进行数据配准融合时，按照划分的曲面等级进行分步融合，有效地提高了曲面配准融合的精度，避免了由于扫描手法、单幅曲面的精度、配准融合误差等影响造成的曲面精度不够的问题，降低了正畸的风险。

12、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种数据配准融合装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述的数据配准融合方法。

13、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种医疗影像设备，包括如上述的数据配准融合装置。

14、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种数据配准融合方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的数据配准融合方法，其特征在于，所述根据所述曲面数据中的多帧曲面对所述曲面数据进行分级处理，得到多组曲面和各组曲面的等级，包括：

3.根据权利要求2所述的数据配准融合方法，其特征在于，所述根据所述曲面数据中的多帧曲面确定各组第一级曲面的关键帧，包括：

4.根据权利要求2所述的数据配准融合方法，其特征在于，所述根据所述曲面数据中的多帧曲面确定起始帧，包括：

5.根据权利要求2所述的数据配准融合方法，其特征在于，所述根据所述起始帧和各组第一级曲面的关键帧，得到多组第二级曲面，包括：

6.根据权利要求2所述的数据配准融合方法，其特征在于，所述根据各组曲面的组别和等级对所述曲面数据进行曲面配准融合，包括：

7.根据权利要求6所述的数据配准融合方法，其特征在于，所述根据配准失败的曲面得到中间曲面，包括：

8.根据权利要求7所述的数据配准融合方法，其特征在于，第k帧曲面的变化矩阵是指所述第k帧曲面配准成功的旋转平移矩阵与所述第k帧曲面的粗配准旋转平移矩阵的逆矩阵的乘积，其中，所述第k帧曲面的粗配准旋转平移矩阵为第k-1帧曲面的变化矩阵的逆矩阵与所述第k帧曲面的初始旋转平移矩阵的乘积。

9.一种数据配准融合装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-8中任一项所述的数据配准融合方法。

10.一种医疗影像设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的数据配准融合装置。

技术总结本发明公开了一种数据配准融合方法、装置和医疗影像设备，数据配准融合方法包括：获取曲面数据；根据曲面数据中的多帧曲面对曲面数据进行分级处理，得到多组曲面和各组曲面的等级；根据各组曲面的组别和等级对曲面数据进行曲面配准融合。本发明的数据配准融合方法对曲面进行了分级，有效地提高了曲面配准融合的精度，避免了由于扫描手法、单幅曲面的精度、配准融合误差等影响造成的曲面精度不够的问题，降低了正畸的风险。技术研发人员：王瑜受保护的技术使用者：合肥美亚光电技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10