[发明专利]确定上牙和下牙之间的空间关系

权利要求书

1.一种计算机实现的方法，包括：

接收患者的上牙的3D模型和患者的下牙的3D模型；

接收多个2D图像，每个图像表示患者的上牙和下牙的至少一部分；以及

基于所述2D图像确定患者的上牙和下牙之间的空间关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述2D图像确定患者的上牙和下牙之间的空间关系包括：

确定所述2D图像与所述上牙的3D模型和所述下牙的3D模型中的一个的最佳对齐，以及

确定所述上牙的3D模型和所述下牙的3D模型中的一个与患者的所述上牙的3D模型和所述下牙的3D模型中的另一个之间的最佳对齐。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，对于所述2D图像中的每一个，确定所述最佳对齐包括：

基于在捕获所述2D图像时的相机姿态的当前估计以及患者的所述上牙的3D模型和所述下牙的3D模型之间的空间关系来渲染3D场景；

基于所述相机姿态的当前估计从渲染的3D场景中提取2D渲染；以及

将所述2D渲染与所述2D图像进行比较，以确定指示所述2D渲染与所述2D图像之间的差异水平的成本得分。

4.根据权利要求3所述的方法，包括使用非线性优化器来迭代地获得在所有的所述2D图像上的最佳对齐。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述成本得分包括在所述渲染和所述2D图像之间计算的互信息得分。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，所述成本得分包括从所述渲染和所述2D图像中提取的对应的图像特征的相似性得分。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述图像特征是拐角特征、边缘特征或图像梯度特征。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述相似性得分是欧几里得距离、随机采样或一对一性中的一种。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，其中，所述成本得分包括2d-3d-2d-2d成本，所述2d-3d-2d-2d成本通过以下步骤计算：

从所述渲染的3D场景中提取2D图像特征；

将提取的特征重新投影到所述渲染的3D场景上；

从所述2D图像中提取图像特征；

将从所述2D图像中提取的特征重新投影到所述渲染的3D场景上，以及

计算指示3D空间中的重新投影的特征之间的差异的相似性度量。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的方法，其中，所述成本得分包括通过跟踪所述多个2D图像中的连续图像之间的像素而计算的光流成本。

11.根据权利要求3至10中任一项所述的方法，包括基于不同的提取特征和/或相似性度量来确定多个不同的成本得分。

12.根据权利要求3至11中任一项当从属于权利要求4时所述的方法，其中，所述优化器在每次迭代中使用的成本得分不同。

13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述多个2D图像各自示出在基本上相同的静态对齐下的所述上牙和所述下牙。

14.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述多个2D图像各自包括患者的上牙和下牙的至少一部分。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述多个2D图像各自包括在咬合状态下的患者的上牙的牙科模型和患者的下牙的牙科模型的至少一部分。

16.根据权利要求15所述的方法，包括基于放置在对应的牙科模型上的标记物，确定所述2D图像与所述上牙的3D模型和所述下牙的3D模型中的一个的最佳对齐。