CN107633553A - 一种医疗器械三维建模方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种医疗器械三维建模方法及装置，该方法包括：抽取待创建三维数字模型的医疗器械的建模要素，根据所述建模要素生成对应的图像采集规则；根据所述图像采集规则对所述医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像；确定所述医疗器械的外观尺寸；根据所述至少两张参考图像和所述外观尺寸，构建所述医疗器械的三维白模；根据所述医疗器械的纹理和色彩，获得所述医疗器械对应的材质贴图；将所述三维白模与所述材质贴图相结合，获得所述医疗器械的三维数字模型。本方案能够提高所创建三维数字模型与医疗器械的匹配度。

Description

一种医疗器械三维建模方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种医疗器械三维建模方法及装置。

背景技术

随着计算机技术和互联网技术的不断发展与进步，医疗器械生产厂商需要在互联网上对医疗器械进行展示，而为了保证对医疗器械进行展示的效果，通常展示医疗器械的三维数字模型。用户通过互联网对医疗器械的三维数字模型进行查看，可以更好地对医疗器械的外观和结构进行了解。

目前，在对医疗器械进行三维建模时，需要采集医疗器械的图像，根据采集到的图像来创建医疗器械的三维数字模型。

针对目前对医疗器械进行三维建模的方法，在采集医疗器械的图像时，采用统一的图像采集规则。由于不同的医疗器械具有不同的尺寸、外形和应用场景，采用相同的图像采集规则对不同的医疗器械进行图像采集时，会使采集到的图像不能完整地体现医疗器械的结构，进而导致根据采集到的图像创建而成的三维数字模型与医疗器械的匹配度较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种医疗器械三维建模方法及装置，能够提高所创建三维数字模型与医疗器械的匹配度。

第一方面，本发明实施例提供了一种医疗器械三维建模方法，抽取待创建三维数字模型的医疗器械的建模要素，根据所述建模要素生成对应的图像采集规则，还包括：

根据所述图像采集规则对所述医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像；

确定所述医疗器械的外观尺寸；

根据所述至少两张参考图像和所述外观尺寸，构建所述医疗器械的三维白模；

根据所述医疗器械的纹理和色彩，获得所述医疗器械对应的材质贴图；

将所述三维白模与所述材质贴图相结合，获得所述医疗器械的三维数字模型。

可选地，

所述建模要素包括以下项目中的任意一个或多个：所述医疗器械是否可拆卸的形态、所述医疗器械的应用场景、所述医疗器械在不同状态下的尺寸和形状、所述医疗器械的材质和所述医疗器械的光泽度。

可选地，

所述采集规则包括以下项目中的任意一个或多个：所采集图像的像素、所采集图像的格式、所采集图像的张数、采集图像的角度以及采集图像时的光圈值、快门速度和感光度。

可选地，

所述根据所述图像采集规则对所述医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像，包括：

针对所述图像采集规则定义的每一个拍摄角度，绕所述医疗器械的中心线，每经过一个所述图像采集规则定义的旋转角度，以所述拍摄角度对所述医疗器械进行至少一次图像采集，获得至少两张所述参考图像，使得在相邻两次图像采集获得的两张所述参考图像中，所述医疗器械的图像重叠率大于预设的重叠率阈值，且所述重叠率阈值大于零。

可选地，

所述根据所述至少两张参考图像和所述外观尺寸，构建所述医疗器械的三维白模，包括：

根据所述至少两张参考图像，通过三维线条勾勒所述医疗器械的三维形状；

根据所述外观尺寸，对所述三维形状的尺寸进行调整；

对进行尺寸调整后的所述三维形状进行材质烘焙，获得所述三维白模。

可选地，

当所述医疗器械包括可动部件时，进一步包括：

根据所述图像采集规则，采集所述医疗器械上可动部件运动过程中所述医疗器械的动态图像；

根据所述动态图像，为所述三维白模添加动画效果。

可选地，

所述根据所述医疗器械的纹理和色彩，获得所述医疗器械对应的材质贴图，包括：

针对所述医疗器械外部可见的每一个外露面，均执行：

采集所述外露面上至少一个区域的图像作为表面图像；

对每一个所述表面图像的纹理和色彩进行调整，获得标准表面图像；

根据所述外露面的形状和尺寸，创建与所述外露面相对应的贴图模板；

根据所述外露面上纹理和色彩的分布，利用获得的至少一个所述标准表面图像对所述贴图模板进行填充，获得与所述外露面相对应的所述材质贴图。

第二方面，本发明实施例还提供了一种医疗器械三维建模装置，包括：规则生成单元、采集单元、构建单元、处理单元和组合单元；

所述规则生成单元，用于抽取待创建三维数字模型的医疗器械的建模要素，根据所述建模要素生成对应的图像采集规则；

所述采集单元，用于根据所述规则生成单元生成的所述图像采集规则对所述医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像，并确定所述医疗器械的外观尺寸；

所述构建单元，用于根据所述采集单元获得的所述至少两张参考图像和所述外观尺寸，构建所述医疗器械的三维白模；

所述处理单元，用于根据所述医疗器械的纹理和色彩，获得所述医疗器械对应的材质贴图；

所述组合单元，用于将所述构建单元构建成的三维白模与所述处理单元获得的所述材质贴图相组合，获得所述医疗器械的三维数字模型。

可选地，

所述采集单元包括：图像采集子单元；

所述图像采集子单元，用于针对所述图像采集规则定义的每一个拍摄角度，绕所述医疗器械的中心线，每经过一个所述图像采集规则定义的旋转角度，以所述拍摄角度对所述医疗器械进行至少两次图像采集，获得至少两张所述参考图像，使得在相邻两次图像采集获得的两张所述参考图像中，所述医疗器械的图像重叠率大于预设的重叠率阈值，且所述重叠率阈值大于零。

可选地，

所述构建单元，用于根据所述采集单元获得的所述至少两张参考图像，通过三维线条勾勒所述医疗器械的三维形状，并根据所述测采集单元获得的所述外观尺寸，对所述三维形状的尺寸进行调整，以及对进行尺寸调整后的所述三维形状进行材质烘焙，获得所述三维白模。

可选地，

所述采集单元，进一步用于根据所述图像采集规则，采集所述医疗器械上可动部件运动过程中所述医疗器械的动态图像；

所述构建单元，进一步用于根据所述采集单元获取到的所述动态图像，为所述三维白模添加动画效果。

可选地，

所述处理单元，用于针对所述医疗器械外部可见的每一个外露面，进执行：

采集所述外露面上至少一个区域的图像作为表面图像；

对每一个所述表面图像的纹理和色彩进行调整，获得标准表面图像；

根据所述外露面的形状和尺寸，创建与所述外露面相对应的贴图模板；

根据所述外露面上纹理和色彩的分布，利用获得的至少一个所述标准表面图像对所述贴图模板进行填充，获得与所述外露面相对应的所述材质贴图。

本发明实施例提供的医疗器械三维建模方法及装置，在需要创建一个医疗器械的三维数字模型时，抽取该医疗器械的建模要素，根据抽取到的建模要素生成对应的图像采集规则，根据生成的图像采集规则对该医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像。确定出该医疗器械的外观尺寸后，结合获取到的各张参考图像构建该医疗器械的三维白模。根据该医疗器械的纹理和色彩获得该医疗器械对应的材质贴图后，将获得的材质贴图与获得的三维白模进行结合，获得该医疗器械的三维数字模型。由此可见，根据每一个医疗器械的建模要素生成对应的图像采集规则，根据生成的图像采集规则可以针对该医疗器械的特点进行图像采集，使得采集到的参考图像能够完整地体现该医疗器械的结构，从而在根据采集到的参考图像创建医疗器械的三维数字模型时，可以提高所创建三维数字模型与医疗器械的匹配度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的一种医疗器械三维建模方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的另一种医疗器械三维建模方法的流程图；

图3是本发明一个实施例提供的一种医疗器械三维建模装置所在设备的示意图；

图4是本发明一个实施例提供的一种医疗器械三维建模装置的示意图；

图5是本发明另一个实施例提供的一种医疗器械三维建模装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种三维数字模型构建方法，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：抽取待创建三维数字模型的医疗器械的建模要素，根据所述建模要素生成对应的图像采集规则；

步骤102：根据所述图像采集规则对所述医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像；

步骤103：确定所述医疗器械的外观尺寸；

步骤104：根据所述至少两张参考图像和所述外观尺寸，构建所述医疗器械的三维白模；

步骤105：根据所述医疗器械的纹理和色彩，获得所述医疗器械对应的材质贴图；

步骤106：将所述三维白模与所述材质贴图相结合，获得所述医疗器械的三维数字模型。

本发明实施例提供了一种医疗器械三维建模方法，在需要创建一个医疗器械的三维数字模型时，抽取该医疗器械的建模要素，根据抽取到的建模要素生成对应的图像采集规则，根据生成的图像采集规则对该医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像。确定出该医疗器械的外观尺寸后，结合获取到的各张参考图像构建该医疗器械的三维白模。根据该医疗器械的纹理和色彩获得该医疗器械对应的材质贴图后，将获得的材质贴图与获得的三维白模进行结合，获得该医疗器械的三维数字模型。由此可见，根据每一个医疗器械的建模要素生成对应的图像采集规则，根据生成的图像采集规则可以针对该医疗器械的特点进行图像采集，使得采集到的参考图像能够完整地体现该医疗器械的结构，从而在根据采集到的参考图像创建医疗器械的三维数字模型时，可以提高所创建三维数字模型与医疗器械的匹配度。

可选地，医疗器械的建模要素可以包括医疗器械是否可拆卸的形态、医疗器械的应用场景、医疗器械在不同状态下的尺寸和形状、医疗器械的材质和医疗器械的光泽度等中的任意一个或多个。

针对医疗器械的可拆卸形态，一些医疗器械可以进行拆卸，一些医疗器械无法进行拆卸。为了使得采集到的参考图像能够完整地体现医疗器械的结构，针对可以进行拆卸的医疗器械，需要采集医疗器械拆卸前后的图像作为参考图像。

针对医疗器械的应用场景，一些医疗器械应用于患者的体外或用于精细程度较低的处理过程，则在创建三维数字模型时对医疗器械的细节要求较低；而一些医疗器械应用于患者体内或用于精细程序较高的处理过程，则在创建三维数字模型时对医疗器械的细节要求较高。对于对细节要求较高的医疗器械，需要采集更多的参考图像以反映医疗器械的细节，并要求所采集到参考图像具有更高的像素。

针对医疗器械在不同状态下的尺寸和形状，由于一些医疗器械上包括有可动部件，当可动部件位于不同的位置时医疗器械具有不同的尺寸和形状，在对这类医疗器械进行图像采集时，需要采集可动部件位于不同位置时医疗器械的图像，并采集可动部件运动过程的动态图像，以在三维数字模型中添加动画效果。

针对医疗器械的材质和光泽度，不同材质和光泽度会使医疗器械具有不同的感光特性，为了防止采集到的参考图像中出现过亮或过暗的区域导致无法正常体现医疗器械的结构，在对医疗器械进行图像采集时，需要根据医疗器械的材质和光泽度选择合适的光圈值、快门速度和感光度。

通过将医疗器械的可拆卸形态、应用场景、不同状态下的尺寸和形状、材质和光泽度等参数作为建模要素，根据建模要素生成图像采集规则，能够保证根据所生成的图像采集规则对医疗器械进行图像采集时，所采集到的参考图像能够完整地体现医疗器械的结构，保证根据参考图像所创建的三维数字模型与医疗器械具有较高的匹配度。

可选地，根据医疗器械的建模要素生成的图像采集规则，可以包括所采集图像的像素、所采集图像的格式、所采集图像的张数、所采集图像的角度以及采集图像时的光圈值、快门速度和感光度等参数中的任意一个或多个。

根据医疗器械的建模要素，生成对应医疗器械的图像采集规则，图像采集规则对图像采集过程中所采集图像的像素、格式、张数、采集角度、光圈值、快门速度、感光度等参数进行规定，保证利用图像采集规则规定的方式对医疗器械进行图像采集时，所采集到的参考图像能够体现医疗器械的完整结构，进而保证根据参考图像所创建的三维数字模型对医疗器械进行还原的还原度。

可选地，如图1所示，

步骤102根据图像采集规则对医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像，具体地，图像采集规则定义了至少两个相对医疗器械中心线的拍摄角度和每一个拍摄角度对应的旋转角度，针对图像采集规则定义的每一个拍摄角度，绕医疗器械的中心线，每经过一个与该拍摄角度相对应的旋转角度，以该拍摄角度对医疗器械进行至少一次图像采集，获得至少两张参考图像。其中，针对同一个拍摄角度，在相邻两次图像采集获得的两张参考图像中，医疗器械的图像在这两张参考图像中的图像重叠率大于预先设定的重叠率阈值，并且预先设定的重叠率阈值大于零。

第一方面，图像采集规则定义了至少两个相对医疗器械中心线的拍摄角度，在对医疗器械进行图像采集时，绕医疗器械的中心线分别以各个拍摄角度对医疗器械进行图像采集。这样，从不同的方向和角度对医疗器械进行多次图像采集，所采集到的参考图像能够从不同的角度和方向对医疗器械进行结构进行体现，从而根据参考图像所创建的三维数字模型能够更加贴近医疗器械原本的形状，保证所创建三维数字模型的准确性。

第二方面，针对每一个拍摄角度，绕医疗器械的中心线以该拍摄角度对医疗器械进行多次图像采集，而在相邻两次图像采集所采集到的两张参考图像中，医疗器械图像的图像重叠率大于预设的重叠率阈值，而重叠率阈值大于零，比如可以为60％-80％。通过控制旋转角度，使得相邻采集到的两张参考图像中医疗器械的图像具有一定的重叠率，即一张参考图像中医疗器械的部分图像与另一张参考图像中的医疗器械的部分图像对应医疗器械相同的部位。这样，由于相邻两次图像采集获得到的两张参考图像具有一定的图像重叠率，因此各张参考图像可以连续地体现出医疗器械的整体结构，从而根据各张参考图像可以创建出与医疗器械结构相同的三维数字模型，进一步保证所创建的三维数字模型与医疗器械本身具有较高的匹配度。

需要说明的是，在根据图像采集规则对医疗器械进行的图像采集时，可以远程控制位于医疗器械现场的图像采集设备，使得图像采集设备开启并按照接收到的图像采集规则对医疗器械进行图像采集，当然，也可以由图像采集人员按照图像采集规则，通过照相机等设备在现场对医疗器械进行图像采集。

可选地，如图1所示，

步骤104中根据获取到的至少两张参考图像和外观尺寸构建医疗器械的三维白模，具体地，首先根据步骤102中采集到的至少两张参考图像，通过三维线条勾勒医疗器械的三维形状，然后根据步骤103中确定出的医疗器械的外观尺寸，对三维形状中各条三维线条的尺寸进行调整，最后对进行尺寸调整后的三维形状进行材质烘焙，获得医疗器械的三维白模。

由于各张参考图像能够完整地体现医疗器械的结构，根据各张参考图像所体现的结构，通过三维线条勾勒出医疗器械的三维形状，根据确定出的医疗器械的实际外观尺寸对三维形状的尺寸进行调整后，所形成的三维形状与医疗器械的实际尺寸相同。对进行尺寸调整后的三维形状进行材质烘焙后，获得三维白模。根据参考图像勾勒出医疗器械的三维形状后，通过确定出的外观尺寸对三维形状的尺寸进行调整，最后将进行尺寸调整后的三维形状烘焙成三维白模，保证所获得的三维白模与医疗器械具有相同的形状和尺寸，进而通过三维白模形成三维数字模型时，可以保证三维数字模型与医疗器械具有较高的匹配度。

需要说明的是，在确定医疗器械的外观尺寸时，可以远程控制位于医疗器械现场的尺寸测量设备，使得尺寸测量设备开启并对医疗器械各部分的尺寸进行测量，比如尺寸测量设备可以是具有处理器、发送器和接收器的激光测长仪，当然，也可以由尺寸测量人员在现场对医疗器械各部分的尺寸进行测量。

可选地，在图1所示各个步骤的基础上，当医疗器械包括可动部件时，还可以根据图像采集规则，采集医疗器械上可动部件运行过程中的医疗器械的动态图像，并根据采集到的动态图像为三维白模添加动画效果。

针对包括有可动部件的医疗器械，比如包括抽屉、旋转门、伸缩臂等部件的医疗器械，除了采集医疗器械静态下的参考图像外，还采集医疗器械上可动部件在运动过程中整个医疗器械的动态图像。根据动态图像可以确定医疗器械上可动部件的运动方式及运行行程，从而可以在已创建的三维白模上添加动画效果，进而可以使得医疗器械的三维数字图像可以展示医疗器械的实际工作过程，提升对医疗器械进行展示的效果。

可选地，如图1所示，

步骤105中根据医疗器械的纹理和色彩获得对应的材质贴图，具体地，可以针对医疗器械外部可见的每一个外露面，采集该外露面上至少一个区域的图像作为表面图像，分别对每一个表面图像的纹理和色彩进行调整获得相应的标准表面图像，根据该外露面的形状和尺寸创建与该外露面相对应的贴图模板后，根据该外露面上纹理和色彩的分布，利用获得的各个标准表面图像对创建的贴图模板进行填充，从而获得与该外露面相对应的材质贴图。

针对医疗器械上的每一个外露面，从该外露面上采集至少一个表面图像，对各个表面图像的纹理和色彩进行调整后获得标准表面图像，然后创建与该外露面具有相同形状和尺寸的贴图模板，通过获得的各个标准表面图像对该贴图模板进行填充，获得该外露面对应的材质贴图。这样，通过医疗器械的真实纹理和色彩制作各个外露面对应的材质贴图，使得材质贴图与医疗器械的表面具有较高的相似性，从而在将材质贴图贴到三维白模上形成三维数字模型时，可以保证所形成的三维数字模型与医疗器械在纹理和色彩上具有较高的匹配度。

下面以具有可动部件的医疗器械为例，对本发明实施例提供的医疗器械三维建模方法作进一步详细说明，如图2所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤201：抽取医疗器械的建模要素，并根据抽取到的建模要素生成对应的图像采集规则。

在本发明一个实施例中，当需要对一个医疗器械进行三维建模时，抽取该医疗器械的建模要素，根据抽取到的建模要素生成与该医疗器械相对应的图像采集规则。其中，建模要素包括医疗器械是否具有可拆卸形态、医疗器械的应用场景、医疗器械在不同状态下的尺寸和形状、医疗器械的材质和光泽度等；相应地，采集规则包括所采集图像的像素、格式、张数、采集图像的角度以及采集图像时的光圈值、快门速度和感光度等。

例如，需要对一个核磁共振成像仪进行三维建模时，基于该核磁共振成像仪包括可动部件、该核磁共振成像仪的结构、尺寸、应用场景、该核磁共振成像仪外壳的材质和光泽度，生成对应的图像采集规则。所生成的图像采集规则定义了对该核磁共振成像仪进行图像采集的状态、拍摄角度、旋转角度、拍摄张数、照片格式、光圈值、快门速度和感光度等。

步骤202：根据权利要求图像采集规则对医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像。

在本发明一个实施例中，根据图像采集规则定义的图像采集方式和图像采集参数，对医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像。其中，可以将图像采集规则发送给医疗器械现场的图像采集设备，使得图像采集设备自动按照图像采集规则对医疗器械进行图像采集，或者，可以由图像采集人员按照图像采集规则对医疗器械进行图像采集。

例如，图像采集规则定义了3个拍摄角度和1个旋转角度，并定义了对核磁共振成像仪进行拍照的各项参数，其中，3个拍摄角度分别为60°、90°和120°，旋转角度为20°。

针对3个拍摄角度中的每一个拍摄角度，绕核磁共振成像仪的中心线，每经过一个旋转角度20°，以与核磁共振成像仪中心线成该拍摄角度的方向对核磁共振成像仪进行一次图像采集，共计获得18张参考图像，保证相邻两次图像采集所获得的两张参考图像中核磁共振成像仪图像的重叠率位于60％-80％之间。这样，在3个拍摄角度下，共计获得54张参考图像。

每一次对核磁共振成像仪进行图像采集时，采用的光圈值为F8～F13，采用的快门速度在1/100秒以上，采用的感光度在50～400之间，采用JPG格式或TIFF格式对参考图像进行存储。

步骤203：根据图像采集规则，采集可动部件运动过程中医疗器械的动态图像。

在本发明一个实施例中，针对包括有可动部件的医疗器械，根据图像采集规则，采集可动部件运行过程中的医疗器械的动态图像。

例如，在核磁共振成像仪的检查床向主机孔内运动过程中，根据图像采集规则采集核磁共振成像仪的第一动态图像，并在核磁共振成像仪的检查床从主机孔向外运动过程中，根据图像采集规则采集核磁共振成像仪的第二动态图像。

步骤204：确定医疗器械的外观尺寸。

在本发明一个实施例中，为了获得与医疗器械具有相同尺寸和比例的三维数字模型，需要对医疗器械的外观尺寸进行测量。具体地，可以向位于医疗器械现场的尺寸测量设备发送指令，使尺寸测量设备自动完成对医疗器械的尺寸进行测量，当然，还可以由尺寸测量人员在医疗器械的现场对医疗器械的外观尺寸进行测量。

例如，尺寸测量人员通过激光测长仪对核磁共振成像仪的各个外部可见部件的尺寸进行测量，获得外观尺寸。

步骤205：根据各张参考图像和外观尺寸，构建医疗器械的三维白模。

在本发明一个实施例中，在获得医疗器械的各张参考图像和医疗器械的外观尺寸后，首先根据各张参考图像体现的医疗器械，通过三维线条勾勒出医疗器械的三维形状，然后根据获得的外观尺寸对勾勒出的三维形状的尺寸进行调整，使得三维形状的尺寸与医疗器械的尺寸相同，最后对进行尺寸调整后的三维形状进行材质烘焙，获得医疗器械的三维白模。其中，三维白模是指没有经过上色的胎膜。

例如，根据核磁共振成像仪的各张参考图像，利用线条勾勒出核磁共振成像仪的三维形状，即获得核磁共振成像仪的线条三维图像。在获得核磁共振成像仪的三维形状后，根据核磁共振成像仪的外观尺寸，对三维形状进行尺寸调整，使得调整后的三维形状与核磁共振成像仪具有相同的尺寸和形状。最后对尺寸调整后的三维形状进行材质烘焙，获得核磁共振成像仪的三维白模。

步骤206：采集医疗器械各个外露面的表面图像，根据表面图像形成材质贴图。

在本发明一个实施例中，针对医疗器械的每一个外露面，从该外露面上的至少一个区域采集图像作为表面图像，分别对每一个表面图像的纹理和色彩进行调整获得相对应的标准表面图像；根据该外露面的形状和尺寸，创建与该外露面相对应的贴图模板；根据该外露面上纹理和色彩的分布，利用该外露面对应的各个标准表面图像对贴图模板进行填充，获得与该外露面相对应的材质贴图。

例如，针对核磁共振成像仪的检查床上表面，由于该面为纯色，在该面上的一个区域采集表面图像，对采集到的表面图像的纹理和色彩进行调整后，获得与检查床上表面相对应标准表面图像。绘制与检查床上表面形状和尺寸均相同的空调平面作为与检查床上表面相对应的贴图模板。利用检查床上表面对应的标准表面图像对检查床上表面对应的贴图模板进行填充，获得与检查床上表面相对应的材质贴图。相应地，采用相同的方式创建核磁共振成像仪其他各个面对应的材质贴图。

步骤207：将三维模板与各个材质贴图向结合，获得医疗器械的三维数字模型。

在本发明一个实施例中，在获得医疗器械各个外露面对应的材质贴图后，分别将每一个材质贴图粘贴到三维白模的对应面上，获得医疗器械的三维数字模型。

例如，将检查床上表面对应的材质贴图粘贴到三维白模中检查床的上表面，并将其他各个材质贴图粘贴到三维白模上对应的面，获得核磁共振成像仪的三维数字模型。

需要说明的是，上述实施包括的各个步骤是为了对本发明提供的医疗器械三维建模方法进行更加清楚的说明而划分出来的，在实际业务实现过程中，各个步骤之间没有严格意义上的先后顺序，比如，步骤206可以在步骤201至205之间的任一位置执行，还可以在步骤201之前执行。

如图3、图4所示，本发明实施例提供了一种医疗器械三维建模装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图3所示，为本发明实施例提供的医疗器械三维建模装置所在设备的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图4所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的CPU将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。本实施例提供的医疗器械三维建模装置，包括：规则生成单元401、采集单元402、构建单元403、处理单元404和组合单元405；

规则生成单元401，用于抽取待创建三维数字模型的医疗器械的建模要素，根据建模要素生成对应的图像采集规则；

采集单元402，用于根据规则生成单元401生成的图像采集规则对医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像，并确定医疗器械的外观尺寸；

构建单元403，用于根据采集单元402获得的至少两张参考图像和外观尺寸，构建医疗器械的三维白模；

处理单元404，用于根据医疗器械的纹理和色彩，获得医疗器械对应的材质贴图；

组合单元405，用于将构建单元403构建成的三维白模与处理单元404获得的材质贴图相组合，获得医疗器械的三维数字模型。

可选地，如图5所示，

采集单元402包括：图像采集子单元4021；

图像采集子单元4021，用于针对图像采集规则定义的每一个拍摄角度，绕医疗器械的中心线，每经过一个图像采集规则定义的旋转角度，以拍摄角度对医疗器械进行至少两次图像采集，获得至少两张参考图像，使得在相邻两次图像采集获得的两张参考图像中，医疗器械的图像重叠率大于预设的重叠率阈值，且重叠率阈值大于零。

可选地，如图4所示，

构建单元403，用于根据采集单元402获得的至少两张参考图像，通过三维线条勾勒医疗器械的三维形状，并根据测采集单元402获得的外观尺寸，对三维形状的尺寸进行调整，以及对进行尺寸调整后的三维形状进行材质烘焙，获得三维白模。

可选地，如图6所示，

采集单元402，进一步用于根据图像采集规则，采集医疗器械上可动部件运动过程中医疗器械的动态图像；

构建单元403，进一步用于根据采集单元获取到的动态图像，为三维白模添加动画效果。

可选地，如图4或图5所示，

处理单元404，用于针对医疗器械外部可见的每一个外露面，进执行：

采集外露面上至少一个区域的图像作为表面图像；

对每一个表面图像的纹理和色彩进行调整，获得标准表面图像；

根据外露面的形状和尺寸，创建与外露面相对应的贴图模板；

根据外露面上纹理和色彩的分布，利用获得的至少一个标准表面图像对贴图模板进行填充，获得与外露面相对应的材质贴图。

需要说明的是，上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种可读介质，所述可读介质上存储有执行指令，当存储控制器的处理器执行所述执行指令时，所述存储控制器执行上述各个实施例提供的医疗器械三维建模方法。

本发明实施例还提供了一种存储控制器，包括：处理器、存储器和总线；

所述存储器用于存储执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述存储控制器运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令，以使所述存储控制器执行上述各个实施例提供的医疗器械三维建模方法。

综上所述，本发明各个实施例提供的医疗器械三维建模方法及装置，至少具有如下有益效果：

1、在本发明实施例中，在需要创建一个医疗器械的三维数字模型时，抽取该医疗器械的建模要素，根据抽取到的建模要素生成对应的图像采集规则，根据生成的图像采集规则对该医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像。确定出该医疗器械的外观尺寸后，结合获取到的各张参考图像构建该医疗器械的三维白模。根据该医疗器械的纹理和色彩获得该医疗器械对应的材质贴图后，将获得的材质贴图与获得的三维白模进行结合，获得该医疗器械的三维数字模型。由此可见，根据每一个医疗器械的建模要素生成对应的图像采集规则，根据生成的图像采集规则可以针对该医疗器械的特点进行图像采集，使得采集到的参考图像能够完整地体现该医疗器械的结构，从而在根据采集到的参考图像创建医疗器械的三维数字模型时，可以提高所创建三维数字模型与医疗器械的匹配度。

2、在本发明实施例中，通过将医疗器械的可拆卸形态、应用场景、不同状态下的尺寸和形状、材质和光泽度等参数作为建模要素，根据建模要素生成图像采集规则，图像采集规则对图像采集过程中所采集图像的像素、格式、张数、采集角度、光圈值、快门速度、感光度等参数进行规定，保证根据图像采集规则对医疗器械进行图像采集时，所采集到的参考图像能够完整地体现医疗器械的结构，保证根据参考图像所创建的三维数字模型与医疗器械具有较高的匹配度。

3、在本发明实施例中，图像采集规则定义了至少两个相对医疗器械中心线的拍摄角度，从不同的方向和角度对医疗器械进行多次图像采集，所采集到的参考图像能够从不同的角度和方向对医疗器械进行结构进行体现，从而根据参考图像所创建的三维数字模型能够更加贴近医疗器械原本的形状，保证所创建三维数字模型的准确性。

4、在本发明实施例中，以同一个拍摄角度采集到的多张参考图像中，在相邻两次图像采集获得的两张参考图像中，医疗器械的图像具有一定的重叠率，因此各张参考图像可以连续地体现出医疗器械的整体结构，从而根据各张参考图像可以创建出与医疗器械结构相同的三维数字模型，进一步保证所创建的三维数字模型与医疗器械本身具有较高的匹配度。

5、在本发明实施例中，通过医疗器械的真实纹理和色彩制作各个外露面对应的材质贴图，使得材质贴图与医疗器械的表面具有较高的相似性，从而在将材质贴图贴到三维白模上形成三维数字模型时，可以保证所形成的三维数字模型与医疗器械在纹理和色彩上具有较高的匹配度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种医疗器械三维建模方法，其特征在于，抽取待创建三维数字模型的医疗器械的建模要素，根据所述建模要素生成对应的图像采集规则，还包括：

根据所述图像采集规则对所述医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像；

确定所述医疗器械的外观尺寸；

根据所述至少两张参考图像和所述外观尺寸，构建所述医疗器械的三维白模；

根据所述医疗器械的纹理和色彩，获得所述医疗器械对应的材质贴图；

将所述三维白模与所述材质贴图相结合，获得所述医疗器械的三维数字模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述建模要素包括以下项目中的任意一个或多个：所述医疗器械是否可拆卸的形态、所述医疗器械的应用场景、所述医疗器械在不同状态下的尺寸和形状、所述医疗器械的材质和所述医疗器械的光泽度；

和/或，

所述采集规则包括以下项目中的任意一个或多个：所采集图像的像素、所采集图像的格式、所采集图像的张数、采集图像的角度以及采集图像时的光圈值、快门速度和感光度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述图像采集规则对所述医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像，包括：

针对所述图像采集规则定义的每一个拍摄角度，绕所述医疗器械的中心线，每经过一个所述图像采集规则定义的旋转角度，以所述拍摄角度对所述医疗器械进行至少一次图像采集，获得至少两张所述参考图像，使得在相邻两次图像采集获得的两张所述参考图像中，所述医疗器械的图像重叠率大于预设的重叠率阈值，且所述重叠率阈值大于零。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两张参考图像和所述外观尺寸，构建所述医疗器械的三维白模，包括：

根据所述至少两张参考图像，通过三维线条勾勒所述医疗器械的三维形状；

根据所述外观尺寸，对所述三维形状的尺寸进行调整；

对进行尺寸调整后的所述三维形状进行材质烘焙，获得所述三维白模。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述医疗器械包括可动部件时，进一步包括：

根据所述图像采集规则，采集所述医疗器械上可动部件运动过程中所述医疗器械的动态图像；

根据所述动态图像，为所述三维白模添加动画效果。

6.根据权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述医疗器械的纹理和色彩，获得所述医疗器械对应的材质贴图，包括：

针对所述医疗器械外部可见的每一个外露面，均执行：

采集所述外露面上至少一个区域的图像作为表面图像；

对每一个所述表面图像的纹理和色彩进行调整，获得标准表面图像；

根据所述外露面的形状和尺寸，创建与所述外露面相对应的贴图模板；

根据所述外露面上纹理和色彩的分布，利用获得的至少一个所述标准表面图像对所述贴图模板进行填充，获得与所述外露面相对应的所述材质贴图。

7.一种医疗器械三维建模装置，其特征在于，包括：规则生成单元、采集单元、构建单元、处理单元和组合单元；

所述规则生成单元，用于抽取待创建三维数字模型的医疗器械的建模要素，根据所述建模要素生成对应的图像采集规则；

所述采集单元，用于根据所述规则生成单元生成的所述图像采集规则对所述医疗器械进行图像采集，获得至少两张参考图像，并确定所述医疗器械的外观尺寸；

所述构建单元，用于根据所述采集单元获得的所述至少两张参考图像和所述外观尺寸，构建所述医疗器械的三维白模；

所述处理单元，用于根据所述医疗器械的纹理和色彩，获得所述医疗器械对应的材质贴图；

所述组合单元，用于将所述构建单元构建成的三维白模与所述处理单元获得的所述材质贴图相组合，获得所述医疗器械的三维数字模型。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述采集单元包括：图像采集子单元；

所述图像采集子单元，用于针对所述图像采集规则定义的每一个拍摄角度，绕所述医疗器械的中心线，每经过一个所述图像采集规则定义的旋转角度，以所述拍摄角度对所述医疗器械进行至少两次图像采集，获得至少两张所述参考图像，使得在相邻两次图像采集获得的两张所述参考图像中，所述医疗器械的图像重叠率大于预设的重叠率阈值，且所述重叠率阈值大于零。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述构建单元，用于根据所述采集单元获得的所述至少两张参考图像，通过三维线条勾勒所述医疗器械的三维形状，并根据所述测采集单元获得的所述外观尺寸，对所述三维形状的尺寸进行调整，以及对进行尺寸调整后的所述三维形状进行材质烘焙，获得所述三维白模；

和/或，

所述采集单元，进一步用于根据所述图像采集规则，采集所述医疗器械上可动部件运动过程中所述医疗器械的动态图像；

所述构建单元，进一步用于根据所述采集单元获取到的所述动态图像，为所述三维白模添加动画效果。

10.根据权利要求7至9中任一所述的装置，其特征在于，

所述处理单元，用于针对所述医疗器械外部可见的每一个外露面，进执行：

采集所述外露面上至少一个区域的图像作为表面图像；

对每一个所述表面图像的纹理和色彩进行调整，获得标准表面图像；

根据所述外露面的形状和尺寸，创建与所述外露面相对应的贴图模板；

根据所述外露面上纹理和色彩的分布，利用获得的至少一个所述标准表面图像对所述贴图模板进行填充，获得与所述外露面相对应的所述材质贴图。