(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210676629.2 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 杭州捷扫科技有限公司 地址 310000 浙江省杭州市余杭区五常街 道五常大道181号2幢32 2室 (72)发明人 吴龙永　何蕊　邢济慈　尚建嘎　 王地　 (74)专利代理 机构 杭州合谱慧知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 33290 专利代理师 张刚 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于单目视觉的口腔建模 方法、 系统和 存储介质 (57)摘要 本发明公开了一种基于单目视觉的口腔建 模方法、 系统和存储介质， 通过将标定物贴附于 牙龈前表 面， 然后采用单目相机获取带有标定物 的口腔图像， 以生成包含口腔和标定物特征的第 一点云数据， 然后对第一点云数据去除离群点和 干扰信息后， 对其进行分离以获取牙齿点云数 据、 标定物点云数据和牙龈点云数据， 将标定物 点云数据与预存的标定物实际模型进行比对确 定标定物缩放因子， 根据所述缩放因子对牙齿点 云数据重建获得牙齿三维模型。 整个口内扫描 过 程只需依赖单面相机即可完成， 克服了现有的依 靠双目重建或RGBD方式对口腔内牙齿进行三维 重建的口内扫描仪的设备成本较高且难以小型 化的问题。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115100350 A 2022.09.23 CN 115100350 A 1.一种基于单目视 觉的口腔建模方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1， 通过单目相机获取带有标定物的口腔图像， 所述标定物被贴附于牙龈前表面， 生成 包含口腔和标定物特 征的第一 点云数据； S2， 通过第一神经网络分类器对第一点云数据进行分类形成第一类点和第二类点， 所 述第一类点 为附着于牙齿、 牙龈或标定物 表面的点云， 所述第二类点 为离散点云； S3， 遍历各帧口腔图像， 删除各帧图像 中作为第 二类点的特征点和约束关系， 将剩余所 有帧图像中的特征点作为第一类点的候选特征点， 并删除其中不包含第一类点的整帧图 像， 获取由第一类点组成的第二 点云数据； S4， 通过第二神经网络分类器对第二点云数据进行筛选分类， 分别获取牙齿点云数据、 标定物点云数据和牙龈 点云数据； S5， 将标定物点云数据与预存的标定物实际模型进行比对确定标定物缩放因子， 根据 所述缩放因子对牙齿点云数据重建获得牙齿三维模型。 2.根据权利要求2所述的基于单目视觉的口腔建模方法， 其特征在于， 所述步骤S2包 括： 获取作为样本的第一点云数据并进行标注， 将附着于牙齿、 牙龈或标定物表面的点云 标注为第一类点， 将离散点云标注为第二类点， 将标注完成的第一类点和第二类点送入第 一神经网络分类 器进行训练用于 筛选第一类点。 3.根据权利要求2所述的基于单目视觉的口腔建模方法， 其特征在于， 所述步骤S2还包 括： 对作为样本的第 一点云数据中的各特征点分别进行判断， 如果特征点大于周围领域则 保留该特征点， 否则将其右侧相邻特 征点作为极大值 候选点； 采用单调递增的方式向右查找， 直至找到满足I[i]>I[i+1]的特征点， 若i<＝W ‑1， 则保 留该点； 计算该特征点质量 如果该点质量大于特定阈 值则保留该点并乘以周围点对该点的贡献权 重， 否则将该点质量设置为 零； 判断该点与前后帧相邻位置特征点是否存在冗余， 若存在冗余则删除该特征点， 否则 将该特征点保留标注为第一类点。 4.根据权利要求3所述的基于单目视觉的口腔建模方法， 其特征在于， 所述步骤S4包 括： 所述标定物为长方体标定物， 获取作为样本的第二点云数据， 对第二点云数据中的属 于长方体标定物和牙齿的点云分别进 行不同标注， 将标注完成的第二点云数据送入第二神 经网络分类 器进行训练用于 筛选标定物点云数据和牙齿点云数据。 5.根据权利要求4所述的基于单目视觉的口腔建模方法， 其特征在于， 所述步骤S5包 括： 对标定物单独进行三维模型均匀采样获得第一采样数据； 对第一采样数据进行平面提取， 获取两两互相接触的标定物四个平面的点数据作为相 邻面点云数据；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115100350 A 2对第一采样数据 添加平面正则化约束获得第 二采样数据， 所述平面正则化约束为所述 相邻面点云数据的各面关联点到当前面的距离最小， 且所含点云数据较少的两面夹角趋近 于零， 以及所含点云数据较少的两面与所含的点云数据较多两面夹角趋 近于90度； 将第二采样数据与标定物点云数据比对确定标定物缩放因子 。 6.一种基于单目视觉的口腔扫描系统， 其特征在于， 包括单面相机和与所述单目相机 连接的控制器， 所述控制器 被配置为： 通过单目相机获取带有标定物的口腔图像， 所述标定物被贴附于牙龈前表面， 生成包 含口腔和标定物特 征的第一 点云数据； 通过第一神经网络分类器对第 一点云数据进行分类形成第 一类点和第 二类点， 所述第 一类点为附着于牙齿、 牙龈或标定物 表面的点云， 所述第二类点 为离散点云； 遍历各帧口腔图像， 删除各帧图像中作为第二类点的特征点和约束关系， 将剩余所有 帧图像中的特征点作为第一类点的候选特征点， 并删除其中不包含第一类点的整帧图像， 获取由第一类点组成的第二 点云数据； 通过第二神经网络分类器对第二点云数据进行筛选分类， 分别获取牙齿点云数据、 标 定物点云数据和牙龈 点云数据； 将标定物点云数据与 预存的标定物实际模型进行比对确定标定物缩放因子， 根据 所述 缩放因子对牙齿点云数据重建获得牙齿三维模型。 7.根据权利要求6所述的基于单目视觉的口腔扫描系统， 其特征在于， 所述控制器还被 配置为对获取 的作为样本的第一点云数据进行标注， 将附着于牙齿、 牙龈或标定物表面的 点云标注为第一类点， 将离散点云标注为第二类点， 将标注完成的第一类点和第二类点送 入第一神经网络分类 器进行训练用于 筛选第一类点。 8.根据权利要求7所述的基于单目视觉的口腔建模系统， 其特征在于， 所述控制器还被 配置为获取作为样本的第二点云数据， 对第二点云数据中的属于长方体标定物和牙齿的点 云分别进 行不同标注， 将标注完成的第二点云数据送入第二神经网络 分类器进行训练用于 筛选标定物点云数据和牙齿点云数据。 9.一种基于单目视觉的口腔建模装置， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器中 并可在所述处理器上运行 的计算机程序， 其特征在于： 所述处理器执行所述计算机程序时 实现如权利要求1 ‑5任一所述方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 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 ‑5任一所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115100350 A 3