(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 202111053668.9 (22)申请日 2022.01.19 (71)申请人 西安交通大 学口腔医院 地址 710004 陕西省西安市新城区西五路 98号 (72)发明人 刘飞　 (74)专利代理 机构 深圳市创富知识产权代理有 限公司 4 4367 专利代理师 李秀丽 (51)Int.Cl. G06T 7/593(2017.01) G06T 7/136(2017.01) G06V 10/44(2022.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种3D图像结合特征融合技术实现口腔塑 形模拟展示系统 (57)摘要 本发明涉及3D图像塑形模拟技术领域， 具体 地说， 涉及一种3D图像结合特征融合技术实现口 腔塑形模拟展示系统。 其包括口腔扫描单元、 区 域照明单元、 图片处理单元、 三维组合单元和形 体展示单元。 本发明通过设置的口腔扫描单元对 病人口腔的形状以及口腔内部情况进行扫描捕 捉， 并通过图片处理单元和三维组合单元对图片 和口腔结构进行处理和建模， 使病人的口腔情况 展示在医生的眼前， 医生通过对模型进行观测， 以了解病人口腔的情况， 免去了观看病人口腔而 出现观看死角的问题， 以便于医生对清楚的了解 到病人的口腔的问题， 使医生便于根据病人的情 况对症下 药。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 114463407 A 2022.05.10 CN 114463407 A 1.一种3D图像结合特征融合技术实现口腔塑形模拟展示系统， 其特征在于： 包括口腔 扫描单元(1)、 区域照明单 元(2)、 图片处 理单元(3)、 三维组合单 元(4)和形体展示单 元(5)； 所述口腔扫描单 元(1)用于对病人口腔的内部进行扫描， 捕捉病人口腔内部的情况； 所述区域照明单 元(2)用于对病人的 口腔进行照明； 所述图片处理单元(3)用于接收口腔扫描单元(1)扫描病人口腔后的图片， 并对接收的 图片进行筛 选和处理， 使捕捉的图片相互拼凑起 来， 以形成一个完成的 口腔模样； 所述三维组合单元(4)用于将图片处理单元(3)处理的图片进行三维的组合、 并根据其 三维组合的形状进行建模， 以形成一个立体的 口腔模型； 所述形体展示单元(5)用于将三维组合单元(4)建模完成的病人口腔模型进行展示， 使 病人口腔的情况展示在医生的面前。 2.根据权利要求1所述的3D图像结合特征融合技术实现口腔塑形模拟展示系统， 其特 征在于： 所述口腔扫描单元(1)包括牙形扫描模块(11)、 牙齿扫描模块(12)和口腔内膜扫描 模块(13)； 所述牙形扫描模块(11)用于对病人口腔中的牙齿形状进行扫描拍摄， 以获得病人牙齿 的形状； 所述牙齿扫描模块(12)用于对病人的牙齿情况进行扫描拍摄， 以获得病人牙齿的情 况； 所述口腔内膜扫描模块(13)用于对病人的口腔情况进行扫描拍摄， 已获得病人口腔中 的情况； 所述牙形扫描模块(11)、 牙齿扫描模块(12)和口腔内膜扫描模块(13)在对病人牙形、 牙齿和口腔中的进 行扫描拍摄时， 按照从左向右， 有外到内的顺序进 行扫描拍摄， 并进行重 复的拍摄。 3.根据权利要求1所述的3D图像结合特征融合技术实现口腔塑形模拟展示系统， 其特 征在于： 所述区域照明单元(2)包括缝隙对照模块(21)、 正摄照明模块(22)、 暗角遮挡模块 (23)、 防曝光模块(24)和光线柔 化模块(25)； 所述缝隙对照模块(21)用于根据病人牙齿的齿缝调节灯光照射的方向和角度； 所述正摄照明模块(22)用于在对病人口腔内部进行正直的照射时， 减少灯光照射到口 腔中发生 光线反射的情况； 所述暗角遮挡模块(23)用于对病人口腔灯光照射时出现的暗角进行遮挡； 所述防曝光模块(24)用于控制灯光的强度， 避免因灯光的照射导致病人的口腔中出现 强烈的亮光， 导致口腔扫描 单元(1)在拍摄的过程中， 出现拍摄不清、 颜色变 色的情况， 确保 口腔扫描单 元(1)拍摄的病人口腔中的图片和病人口腔真实的情况相贴合； 所述光线柔化模块(25)用于对灯光照射的光线 进行弱化。 4.根据权利要求1所述的3D图像结合特征融合技术实现口腔塑形模拟展示系统， 其特 征在于： 所述图片处理单元(3)包括图片预处理模块(31)、 图片特征提取模块(32)、 图片特 点分割模块(3 3)和图片拼装 模块(34)； 所述图片预处理模块(31)用于对口腔扫描单元(1)捕捉到的图片进行筛选和排序， 使 捕捉到的图片根据口腔的情况进行排布； 所述图片特征提取模块(32)用于对筛选完成的图片进行特征捕捉和提取， 将图片中的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114463407 A 2特殊点状进行重点表示； 所述图片特点分割模块(33)用于将图片特征提取模块(32)中的捕捉提取的特征进行 分割； 所述图片拼装模块(34)用于对图片特点分割模块(33)分割出的特征和图片预处理模 块(31)排序的图片进行组装， 使排序的图片中的特 征清楚的显示出来。 5.根据权利要求1所述的3D图像结合特征融合技术实现口腔塑形模拟展示系统， 其特 征在于： 所述三维组合单元(4)包括牙形贴合模块(42)、 三维 映射模块(43)、 口腔形态建模 模块(44)和渲染贴合模块(46)； 所述牙形贴合模块(42)用于将图片处理单元(3)拼装出的图片和口腔扫描单元(1)扫 描出的牙形相互贴合在一 起， 使扫描出的牙形显示出病人口腔中的色彩情况； 所述三维映射模块(43)用于对图片处理单元(3)拼装出的图片根据病人口腔的形状进 行三维投影， 使图片从二维向三维映射； 所述口腔形态建模 模块(44)用于将三维映射模块(43)映射出的图像进行三维的建模； 所述渲染贴合模块(46)用于根据病人口腔的颜色对口腔形态建模模块(44)建模完成 的图形进行渲染， 使建模出来的图形和病人口腔的中情况相贴合。 6.根据权利要求5所述的3D图像结合特征融合技术实现口腔塑形模拟展示系统， 其特 征在于： 所述三 维映射模块(43)在将图片从二 维向三维映射时， 采用比例正交投影的方法， 其公式为： 式中： R、 s、 t为姿态参数， 其 中R∈R3×3为旋转矩阵， t∈R2为二维平移向量， s为摄像机焦 距与摄像机和物体的平均距离之比， s∈R+、 PSOP(v， R， t， s)为比例正 交投影值， v为二维投影 点。 7.根据权利要求1所述的3D图像结合特征融合技术实现口腔塑形模拟展示系统， 其特 征在于： 所述形体展示单元(5)包括三维移动模块(51)、 口腔塑形模块(52)和展示模块 (53)； 所述三维移动模块(51)用于控制三维组合单元(4)建模完成的图形的移动， 并通过移 动对建模完成的图形进行拆分； 所述口腔塑形模块(52)用于对拆分完成的口腔模型或拼装在一起的口腔模型塑形， 使 被拆开的、 组合在一 起的口腔模型柔和的连接在一 起； 所述展示模块(5 3)用于对 模型进行展示， 使模型 出线在医生的眼前。 8.根据权利要求1所述的3D图像结合特征融合技术实现口腔塑形模拟展示系统， 其特 征在于： 所述口腔扫描单元(1)还包括备用扫描模块(14)， 所述备用扫描模块(14)用于对病 人口腔中的一个地方进行多次的扫描捕捉。 9.根据权利要求4所述的3D图像结合特征融合技术实现口腔塑形模拟展示系统， 其特 征在于： 所述图片预处理模块(31)包括图片筛选模块(311)、 多点定位模块(312)、 图片排序 模块(313)； 所述图片筛选模块(311)用于对 口腔扫描单元(1)扫描捕捉图片中的灰暗、 过亮、 暗角 等图像拍摄不清的图片去除掉；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114463407 A 3