CN109965881B - 非接触式测量口腔开口度的应用方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非接触式测量口腔开口度的应用方法，在至少装设有摄像设备、显示屏、电子水平仪以及处理器的终端上应用，该应用方法包括以下步骤：利用摄像设备获取被测试者的开口口腔图像；识别该开口口腔图像，标记上下牙床的边缘位置，在该开口口腔图像上选定测试线，结合焦距和像素的转换公式计算实际的口腔开口度数值，存储口腔开口度，该方法以非接触式的方式测量得到精准的口腔开口度数值，确保口腔开口度的测量的精准度不受人为主观因素的干扰。

Description

非接触式测量口腔开口度的应用方法及设备

技术领域

本发明涉及测量应用领域，特别涉及一种非接触式测量口腔开口度的应用方法及设备。

背景技术

开口度，指张最大口时上下门齿之间的距离，开口度的正常值界于3.5-5.6cm。一旦出现口腔颞颌关节和咀嚼肌问题时，口腔的开口度就会偏移正常值，故开口度测量经常被用于协助医护人员初期判断颞颌关节和咀嚼肌问题。

目前，医护人员在测量被测试者口腔的开口度时依旧是采用物理刻度尺配以人为的数据读取的方式，然而这样人为测量结果的精准度势必会受到医护人员的主观影响。一来，在实际测量中，医护人员很难百分之百地确保被测试者的开口口腔处于正确的测量位置。二来，医护人员在读取开口度时可能因为读书的不准导致开口度测量结果的不准确。

另外，对于很多怀疑自己口腔开口度存在异常的人员而言，他们不存在客观的检测设备以及检测的医学知识，很难自己操作进行开口度的测量，有不愿意特地为此花时间和精力去医院获取医护人员的帮助，就放任口腔问题向着更加不好的方向发展，进而也会耽误了就诊的最佳时期。亦或者，人员自检测得到口腔开口度的数值，但是由于缺乏专业的医学知识，导致无法准确地获知诊断结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触式测量口腔开口度的应用方法及设备，该方法获取被测试者的口腔开口度的照片，通过对牙齿形状及距离空间的智能算法，非接触式在线获取精准的开口度数值，且内置诊断数据库，可就获取到的开口度数值进行自判断诊断被测试者的口腔情况，如果有异常可匹配大数据寻找适配的口腔医生进行远程的诊断和指导。

为了实现以上任一发明目的，本发明提供一种非接触式测量口腔开口度的应用方法，在至少装设有摄像设备、显示屏、电子水平仪以及处理器的终端上应用，包括以下步骤：利用摄像设备获取被测试者的开口口腔图像，其中该开口口腔图像为被测试者口腔处于口腔开口度最大的位置时获取的图像，该开口口腔图像上至少包括上下牙床的图像；识别该开口口腔图像，标记上下牙床的边缘位置，形成至少一上边缘标记点和下边缘点；在该开口口腔图像上选定测试线，其中该测试线为位于同一垂直线上的上边缘标记点和下边缘点之间的连线，获取该测试线的长度u，结合摄像设备获取开口口腔图像时的焦距f以及最大清晰距离D，设定口腔开口度的数值为U，以以下转换公式：U=（u*D）/f计算得到口腔开口度；以及存储口腔开口度。

在一些实施例中，在获取开口口腔图像之前包括步骤：调整摄像设备拍摄面的水平轴平行于地表面，若否，不执行获取开口口腔图像步骤。

在一些实施例中，在获取开口口腔图像之前包括步骤：调整摄像设备拍摄面和被测试者面部的距离在设定范围之内，若否，不执行获取开口口腔图像步骤。

在一些实施例中，另外包括步骤：在对应开口口腔图像上的测试线位置显示电子测距尺，该电子测距尺上标记刻度；其中该电子测距尺上显示经过转换公式转换后得到的刻度，所述刻度随摄像设备的焦距变化。

在一些实施例中，另外包括步骤：分析口腔开口度，比对口腔开口度和诊断数据库的数据，生成口腔开口度报告，其中口腔开口度报告至少包括开口度数值以及该开口度数值是否正常的内容；如果出现口腔开口度异常的情况，匹配医护人员。

根据本发明的另一方面，提供一种非接触式测量口腔开口度的设备，装设有摄像设备、显示屏、电子水平仪以及处理器，应用有以上任一所述的非接触式测量口腔开口度的应用方法。

相较现有技术，本发明具有以下的有益效果：

1、通过相机获取被测试者的口腔情况，结合AI识别算法和距离空间算法，以非接触式的方法准确地计算出被测试者的口腔开口度，确保口腔开口度的测量的精准度不受人为主观因素的干扰。

2、通过智能算法确保被测试者在测试时口腔开口处于正确测试位置，进一步地提高口腔开口度测量的精准度，且测量时间短，可减轻被测试者的痛苦。

3、内置诊断数据库，通过自判断开口度数值和诊断数据库中的数据，获取初步的诊断结果，辅助医护人员有效地诊断病情，让被测试者可随时随地测量并判断口腔开口度，合理决策就诊时间。

4、联通医生数据库，根据被测试者的情况自推荐适配的医生，医生可远程对被测试者进行诊断治疗，减少被测试者的就诊精力，同时也减轻医护人员的精力。

附图说明

图1是根据本发明的电子测距尺显示时的示意图。

图2是根据本发明的非接触式测量口腔开口度的应用方法的流程示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图所示，本发明提供一种非接触式测量口腔开口度的应用方法及设备，该设备利用非接触式测量口腔开口度的应用方法非接触式测量被测试者的口腔开口度，其中设备为至少配置有摄像设备、显示屏、电子水平仪以及处理器的设备，设备可以是手机或者平板。

该非接触式测量口腔开口度的应用方法包括以下步骤：

获取被测试者的开口口腔图像：

利用设备的摄像设备对应被测试者的口腔位置，拍摄获取当前被测试者的开口口腔图像，其中所述开口口腔图像为被测试者口腔开口度处于最大时候的图像，至少包括上下牙床的图像。

注意的是，在拍摄图像时，被测试者做开口运动并保持口腔处于开口度最大的位置。此时，被测试者应当感觉到此时咀嚼肌张口到最大程度时不能再进一步张大，并可保持片刻时的状态。

另外，为了提高测量数据的准确度，在获取被测试者的开口口腔图像之前包括步骤：调整摄像设备拍摄面的水平轴平行于地表面，如否，不能获取开口口腔图像。

具体而言，设备内置有摄像设备和电子水平仪，其中电子水平仪和摄像设备以如下的位置设置：电子水平仪的基座测量面平行于摄像设备拍摄面的水平轴，电子水平仪的基座测量面水平于地表面。另外，电子水平仪和摄像设备通信地连接于所述处理器，处理器获取电子水平仪的水平状态，从而获取摄像设备拍摄面的水平状态，可判断摄像设备拍摄面的水平轴是否平行于地表面。只有当摄像设备拍摄面的水平轴平行于地表面时，控制摄像设备获取图像。

在本发明的一实施例中，所述处理器处理信息，并将信息以可显示的数据形式显示于显示屏上，以提醒用户当前摄像设备的水平状态。比如：显示屏上以框图显示摄像设备此时的图像获取聚焦区域，并显示对应基座测量面的基准线，通过直观的框图和基准线的比对，提醒用户当前摄像设备的水平状态。或者，显示屏以框图显示摄像设备此时的图像获取聚焦区域，当摄像设备拍摄面的水平轴不平行于地表面时，框图显示错误标记，当摄像设备拍摄面的水平轴平行于地表面时，框图显示正确标记。以此方式，让用户更加直观地查看当前摄像设备的水平状态。

在本发明的实施例中，电子水平仪的基准测量面设置为平行于设备的水平面，因此，用户可更方便地控制摄像设备的水平状态，也可提醒用户此时设备的水平角度。

简要介绍电子水平仪：是一个具有基座测量面，以电容摆的平衡原理测量被测面相对水平面微小倾角的测量器具。即电子水平仪可比对当前位置和基座测量面的倾角来判断当前电子水平仪的位置。

为了保证拍摄的口腔图像是可用的，还需要保证被测试者的开口口腔图像是在近距离范围内获取得到的，因此，在获取被测试者的开口口腔图像之前包括步骤：调整摄像设备拍摄面和被测试者面部的距离在设定范围之内。若否，调整摄像设备的位置直至满足以上距离的条件。

在本发明的实施例中，需要调整摄像设备摄像面和拍摄物的距离在2米之内，此时，才可确保清晰地获取到可后期处理的口腔开口图像。在本发明的实施例中，以摄像设备的物距判断拍摄物和拍摄镜头的距离。具体而言，摄像设备通信地连接于处理器，处理器获取此时摄像设备的物距，当物距显示拍摄物和拍摄面的距离大于设定距离时，在显示屏上显示错误信息，且设定摄像设备不能获取图像；当焦距显示拍摄物和拍摄面的距离不大于设定数据时，在显示屏上显示正确信息，且此时摄像设备可获取图像。

在本发明的实施例中，可以以下的方式显示：显示屏上以框图显示摄像设备此时的图像获取聚焦区域，以框图的颜色变化来显示错误信息和正确信息的转换。

“调整摄像设备拍摄面和拍摄物的距离在设定范围之内”和“调整摄像设备拍摄面的水平轴平行于地表面”该两步骤的前后顺序并无讲究，通过该两步骤可确保获取得到的开口口腔图像是在设定拍摄距离和水平于地表面的状态下获取的，从而便于后续后开口口腔图像的算法处理。

识别开口口腔图像，标记上下牙床的边缘位置，形成至少一上边缘标记点和下边缘点：

通过人工智能算法，利用开口口腔图像的像素辨别开口口腔内上下牙床，并标记上下牙床的边缘。具体而言，可通过在处理器内置包括但不限于基于k-means聚类的SLIC算法的算法识别。

值得一提的是，识别到的开口口腔图像中至少需要标记上下牙形边缘数据，如果未识别到该数据或者无法标记该数据，则重新返回“获取被测试者的开口口腔图像”的步骤。

在开口口腔图像上选定测试线，获取该测试线的长度，计算得到口腔开口度：

该测试线为位于同一垂直线上的上边缘标记点和下边缘标记点之间的连线。具体为：上中切牙切缘至下中切牙切缘之间的垂直连线。

在开口口腔图像上选定测试线可分为三种情况：

一、选择上牙床的特定区域，该特定区域内包括至少一上边缘标记点，当只有一个上边缘标记点时，选定该上边缘标记点，当有多于一个上边缘标记点时，选定位最靠近下牙床的上边缘标记点；以该选定的上边缘标记点做垂直线（可显示也可不显示），选择该垂直线相交于下牙床的下边缘标记点，当只有一个下边缘标记点时，选定该下边缘标记点，当有多于一个下边缘标记点时，选定最靠近上牙床的下边缘标记点。此时，选定的上边缘标记点和下边缘标记点之间的连接即为测试线。

二、选择下牙床的特定区域，该特定区域内包括至少一下边缘标记点，当只有一个下边缘标记点时，选定该下边缘标记点，当有多余一个下边缘标记点时，选定最靠近上下床的下边缘标记点；以该选定的下边缘标记点做垂直线（可显示也可不显示），选择该垂直线相交于上牙床的上边缘标记点；当只有一个上边缘标记点时，选定该上边缘标记点，当有多于一个上边缘标记点时，选定位最靠近下牙床的上边缘标记点。此时，选定的上边缘标记点和下边缘标记点之间的连接即为测试线。

三、选择上下牙床之间的区域点，以该区域点做垂直线，该垂直线相交上牙床获取上边缘标记点，相交下牙床获取下边缘标记点，标记点的选择如上所述，此时，选定的上边缘标记点和下边缘标记点之间的连接即为测试线。

计算口腔开口度的具体内容如下：利用焦距和像素的关系获取间距，获取此时摄像设备的焦距为f, 最大清晰距离为D，最大清晰度距离与摄像机拍摄的视角和镜头的毫米数、CCD的尺寸大小密不可分，比如2.5mm镜头视角为100°时，最大清晰距离为1.5米，2.8mm镜头视角为90°时，最大清晰距离为2米，景物成像的像数密度与物距远近是正比例关系 ，测试线的长度为u，对应测试线的口腔开口度的数值为U，根据公式f=u*D/U，进而得到U=（u*D）/f，从而获取此时的实际距离。

具体而言，在图像上获取到测试线的长度为u，通过以上公式计算得到实际选定位置对应的开口度的数值，即实际的口腔开口度。

另外，在一些实施例中，该步骤另外包括以下步骤：

在开口口腔图像上的测试线位置显示电子测距尺，该电子测距尺上标记刻度。

电子测距尺位于选定位置，在一些实施例中，为了便于用户直观地读取电子测距尺上的数值，电子测距尺上的起始测距位置对应上边缘标记点或者下边缘标记点设置，电子测距尺可横向设置或纵向设置在显示屏上的任意位置。

另外，所述电子测距尺上直接显示经过转换公式转换后的实际距离，以便于用户直观的读取。此时，电子测距尺上的刻度可缩放，即，电子测距尺上的刻度跟随摄像设备焦距的变化而变化，变化的公式参见：f=u*D/U。

存储口腔开口度：

测试得到的被测试者的口腔开口度的数据可存入处理器中对应该被测试者的个人数据库中，也可传输至医院的医院信息系统存入被测试者的个人信息中。以此方式，可对被测试者的口腔开口度数据进行存储，以便于后续进行前后治疗比对。

在一些实施例中，还可包括以下步骤：

分析口腔开口度，生成口腔开口度报告。

获取到被测试者的口腔开口度，将口腔开口度与内置或者外置的诊断数据库进行比对，生成口腔开口度报告，其中口腔开口度报告至少包括开口度数值以及该开口度数值是否正常的内容。

检查张口度时以上下中切牙切缘之间的距离为标准。正常人的张口度约相当于自身食指、中指、无名指三指末节合拢时的宽度，平均约为3.7cm.张口度小于正常值即为张口受限。张口受限的分度：（1）轻度张口受限-上下切牙切缘间仅可置二横指，2.0～2.5cm；（2）中度张口受限-上下切牙切缘间仅可置一横指，1.0～2.0cm；（3）重度张口受限-上下切牙切缘间距不足一横指，1.0cm以内；（4）完全性张口受限-完全不能张口，也称牙关紧闭。

或者，在一些实施例中，分析口腔开口度，如果口腔开口度异常，匹配医护人员。

此时，匹配医护人员的标准可选择为：患者把测得的参数结果可以通过匹配App内注册的当地口腔关节医生或通过社交软件发送给指定专家诊断。

当然，此时，医护人员可在线对被测试者进行视频通讯诊治，具体的技术手段成熟，不进行详细的阐述。

本发明提供的非接触式测量口腔开口度的应用方法在医学协助诊断上有着广泛的应用。被测试者可利用配置有该非接触式测量口腔开口度的设备进行开口度的自测，并根据精准的诊断数据库获取准确的诊断结果，以及适配的医护人员。医护人员也可以抛弃原有的物理尺手工测距的方式进行口腔开口度的测量，提高口腔开口度检测的准确度和被测试者测试的舒适度，辅助性地获取有效的病情诊断结果。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种非接触式测量口腔开口度的应用方法，在至少装设有摄像设备、显示屏、电子水平仪以及处理器的终端上应用，其特征在于，包括以下步骤：

利用摄像设备获取被测试者的开口口腔图像，其中该开口口腔图像为被测试者口腔处于口腔开口度最大的位置时获取的图像，该开口口腔图像上至少包括上下牙床的图像；

识别该开口口腔图像，标记上下牙床的边缘位置，形成至少一上边缘标记点和下边缘点；

在该开口口腔图像上选定测试线，其中该测试线为位于同一垂直线上的上边缘标记点和下边缘点之间的连线，获取该测试线的长度u，结合摄像设备获取开口口腔图像时的焦距f以及最大清晰距离D，设定口腔开口度的数值为U，以以下转换公式：U=（u*D）/f计算得到口腔开口度；以及

存储口腔开口度。

2.根据权利要求1所述的非接触式测量口腔开口度的应用方法，其特征在于，在获取开口口腔图像之前包括步骤：调整摄像设备拍摄面的水平轴平行于地表面，若否，不执行获取开口口腔图像步骤。

3.根据权利要求2所述的非接触式测量口腔开口度的应用方法，其特征在于，设置电子水平仪的基座测量面平行于摄像设备拍摄面的水平轴，电子水平仪的基座测量面水平于地表面，处理器获取电子水平仪的水平状态，判断摄像设备拍摄面的水平轴是否平行于地表面。

4.根据权利要求1所述的非接触式测量口腔开口度的应用方法，其特征在于，在获取开口口腔图像之前包括步骤：调整摄像设备拍摄面和被测试者面部的距离在设定范围之内，若否，不执行获取开口口腔图像步骤。

5.根据权利要求4所述的非接触式测量口腔开口度的应用方法，其特征在于，处理器获取测量开口口腔图像的摄像设备的物距，当该物距显示摄像设备和被测试者面部的距离大于设定位置时，不执行获取开口口腔图像步骤。

6.根据权利要求1所述的非接触式测量口腔开口度的应用方法，其特征在于，在开口口腔图像上选定测试线选自以下三种情况之一：选择上牙床的特定区域，该特定区域内包括至少一上边缘标记点，当有多于一个上边缘标记点时，选定位最靠近下牙床的上边缘标记点，以该选定的上边缘标记点做垂直线，选择该垂直线相交于下牙床的下边缘标记点；选择下牙床的特定区域，该特定区域内包括至少一下边缘标记点，当有多于一个下边缘标记点时，选定最靠近上牙床的下边缘标记点，以该选定的下边缘标记点做垂直线，选择该垂直线相交于上牙床的上边缘标记点；选择上下牙床之间的区域点，以该区域点位置做垂直线，该垂直线相交上牙床获取上边缘标记点，相交下牙床获取下边缘标记点。

7.根据权利要求1所述的非接触式测量口腔开口度的应用方法，其特征在于，另外包括步骤：在对应开口口腔图像上的测试线位置显示电子测距尺，该电子测距尺上标记刻度；其中该电子测距尺上显示经过转换公式转换后得到的刻度，所述刻度随摄像设备的焦距变化。

8.根据权利要求1所述的非接触式测量口腔开口度的应用方法，其特征在于，另外包括步骤：分析口腔开口度，比对口腔开口度和诊断数据库的数据，生成口腔开口度报告，其中口腔开口度报告至少包括开口度数值以及该开口度数值是否正常的内容；如果出现口腔开口度异常的情况，匹配医护人员。

9.一种非接触式测量口腔开口度的设备，装设有摄像设备、显示屏、电子水平仪以及处理器，其特征在于，应用有以上权利要求1到8任一所述的非接触式测量口腔开口度的应用方法。

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