[发明专利]一种头部动态虚拟模型的三维重建方法、装置及系统

权利要求书

1.一种头部动态虚拟模型的三维重建方法，其特征在于，包括步骤：

获取已采集的口扫图像、面部扫描图像、头部运动轨迹数据和人体口腔的CBCT影像数据；

将所述口扫图像中含有的牙列图像与所述面部扫描图像进行配准，得到配准后的牙列图像和面部扫描图像；

将所述CBCT影像数据与配准后的所述牙列图像和面部扫描图像进行配准，得到配准后的头部三维重建图像；

将所述头部运动轨迹数据与套设在人体颈部的电子颌架进行配准，得到配准后的头部运动图像；

将配准后的所述头部三维重建图像和头部运动图像相融合，得到重建出的人体头部动态虚拟模型并输出;

所述将所述CBCT影像数据与配准后的所述牙列图像和面部扫描图像配准，得到配准后的头部三维重建图像的步骤包括：

分别将所述CBCT影像数据和配准后的所述牙列图像、面部扫描图像均输入至预设三维点云数据匹配模型，得到所述三维点云数据匹配模型配准后的头部三维重建图像;

利用多个三维点云配准样本与其配准后组成的点云数据集之间的对应关系，对所述三维点云数据匹配模型进行训练，利用训练完成的三维点云数据匹配模型进行所述CBCT影像数据和配准后的所述牙列图像、面部扫描图像的配准;

所述采集口扫图像的步骤之前，还包括：

利用数码相机拍摄人体面部和口腔图像，并同时存储口腔图像中牙齿及牙周区域的颜色、形态、及发音时牙列位置关系信息;

采集头部运动轨迹数据的步骤中，包括：

利用电子面弓，以下颌中切牙近中切角为描记点，描记得到所述下颌骨个性化运动轨迹数据;

所述头部三维重建图像，用于呈现患者的头部、面部及牙齿三维立体数据，还原出患者的头部运动形态。

2.根据权利要求1所述的头部动态虚拟模型的三维重建方法，其特征在于，所述将所述口扫图像中含有的牙列图像与所述面部扫描图像进行配准，得到配准后的牙列图像和面部扫描图像的步骤包括：

提取与所述牙列图像对应的第一定位板上的第一定位点信息；

提取与所述面部扫描图像对应的第二定位板的第二定位点信息；

根据第一定位点信息和第二定位点信息对所述牙列图像和面部扫描图像进行配准，得到配准后的牙列图像和面部扫描图像。

3.根据权利要求2所述的头部动态虚拟模型的三维重建方法，其特征在于，所述第一定位板上的第一定位点信息和所述第二定位板上的第二定位点信息均对应相同。

4.一种头部动态虚拟模型的三维重建装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取已采集的口扫图像、面部扫描图像、头部运动轨迹数据和人体口腔的CBCT影像数据；

第一配准模块，用于将所述口扫图像中含有的牙列图像与所述面部扫描图像进行配准，得到配准后的牙列图像和面部扫描图像；

第二配准模块，用于将所述CBCT影像数据与配准后的所述牙列图像和面部扫描图像进行配准，得到配准后的头部三维重建图像；

第三配准模块，用于将所述头部运动轨迹数据转化为电子颌架数据，得到与所述电子颌架数据对应的头部运动图像；

三维重建模块，用于将配准后的所述头部三维重建图像和头部运动图像相融合，得到重建出的人体头部动态虚拟模型并输出；

所述三维重建模块，还用于分别将所述CBCT影像数据和配准后的所述牙列图像、面部扫描图像均输入至预设三维点云数据匹配模型，得到所述三维点云数据匹配模型配准后的头部三维重建图像;

以及，利用多个三维点云配准样本与其配准后组成的点云数据集之间的对应关系，对所述三维点云数据匹配模型进行训练，利用训练完成的三维点云数据匹配模型进行所述CBCT影像数据和配准后的所述牙列图像、面部扫描图像的配准;

所述数据获取模块，还用于利用数码相机拍摄人体面部和口腔图像，并同时存储口腔图像中牙齿及牙周区域的颜色、形态、及发音时牙列位置关系信息;

以及利用电子面弓，以下颌中切牙近中切角为描记点，描记得到所述下颌骨个性化运动轨迹数据;

所述头部三维重建图像，用于呈现患者的头部、面部及牙齿三维立体数据，还原出患者的头部运动形态。

5.一种头部动态虚拟模型的三维重建系统，其特征在于，包括：数据处理设备；

所述数据处理设备，用于获取已采集的口扫图像、面部扫描图像、头部运动轨迹数据和人体口腔的CBCT影像数据；

将所述口扫图像中含有的牙列图像与所述面部扫描图像进行配准，得到配准后的牙列图像和面部扫描图像；

以及，用于将所述CBCT影像数据与配准后的所述牙列图像和面部扫描图像进行配准，得到配准后的头部三维重建图像；

将所述头部运动轨迹数据输入转换为电子颌架数据，得到与所述电子颌架数据对应的头部运动图像；

以及，将配准后的所述头部三维重建图像、头部运动图像和所述面部图像中含有的牙齿颜色信息相融合，得到重建出的人体头部动态虚拟模型;

分别将所述CBCT影像数据和配准后的所述牙列图像、面部扫描图像均输入至预设三维点云数据匹配模型，得到所述三维点云数据匹配模型配准后的头部三维重建图像;

以及，利用多个三维点云配准样本与其配准后组成的点云数据集之间的对应关系，对所述三维点云数据匹配模型进行训练，利用训练完成的三维点云数据匹配模型进行所述CBCT影像数据和配准后的所述牙列图像、面部扫描图像的配准;

所述系统还包括：口腔扫描仪，面部扫描仪、电子面弓、CBCT和数码相机；

所述口腔扫描仪，用于采集口扫图像；

所述面部扫描仪，用于采集面部扫描图像；

所述电子面弓，用于采集头部运动轨迹数据；

所述CBCT，用于采集人体口腔的CBCT影像数据；

所述数码相机，用于拍摄人体面部和口腔图像，并同时存储口腔图像中牙齿、牙周区域的颜色信息以及发音时牙列位置关系信息;

所述电子面弓以下颌中切牙近中切角为描记点，描记得到所述头部运动轨迹数据；

所述头部三维重建图像，用于呈现患者的头部、面部及牙齿三维立体数据，还原出患者的头部运动形态。