CN114869528A - 扫描数据处理方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例涉及一种扫描数据处理方法、装置、设备及介质，其中该方法包括：获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，辅助特征点具有对应的分布真值，基于多帧待处理图像进行处理，结合当前相机姿态得到同一坐标系下的所有三维坐标点，对所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点，基于目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系。采用上述技术方案，基于辅助特征点预先设置的分布真值和扫描计算的三维坐标点确定目标位置变换关系，从而能够准确定位到扫描杆之间的相对位置，提高口扫场景下的数据处理效率和精度。
Description
技术领域
本公开涉及口内扫描技术领域，尤其涉及一种扫描数据处理方法、装置、设备及介质。
背景技术
通常，对口腔缺失牙齿的修复场景中，通过扫描杆进行扫描确定种植位置。
相关技术中，由于口扫的扫描范围限制，在扫描口内数据时通常使用的是多数据拼接的方案，由于累计误差的存在，最终导致模型的整体精度不高。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种扫描数据处理方法、装置、设备及介质。
本公开实施例提供了一种扫描数据处理方法，所述方法包括：
获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，所述辅助特征点具有对应的分布真值；
基于所述多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点；
对所述所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点；
基于所述目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系。
本公开实施例还提供了一种扫描数据处理装置，所述装置包括：
获取图像模块，用于获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，所述辅助特征点具有对应的分布真值；
图像处理模块，用于基于所述多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点；
测量处理模块，用于对所述所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点；
确定模块，用于基于所述目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系。
本公开实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现如本公开实施例提供的扫描数据处理方法。
本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行如本公开实施例提供的扫描数据处理方法。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本公开实施例提供的扫描数据处理方案，获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，辅助特征点具有对应的分布真值，基于多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点，对所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点，基于目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系。采用上述技术方案，基于辅助特征点预先设置的分布真值和扫描计算的三维坐标点确定目标位置变换关系，从而能够准确定位到扫描杆之间的相对位置，提高口扫场景下的数据处理效率和精度。
附图说明
结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
图1为本公开实施例提供的一种扫描数据处理的应用场景图；
图2为本公开实施例提供的一种扫描数据处理方法的流程示意图；
图3为本公开实施例提供的另一种扫描数据处理方法的流程示意图；
图4为本公开实施例提供的又一种扫描数据处理方法的流程示意图；
图5为本公开实施例提供的一种扫描数据处理装置的结构示意图；
图6为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
在实际应用中，对口腔缺失牙齿的修复场景中，由于口扫的扫描范围限制，在扫描口内数据时通常使用的是多数据拼接的方案，由于累计误差的存在，最终导致模型的整体精度不高。
针对上述问题，本公开提出一种扫描数据处理方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。图1为本公开实施例提供的一种扫描数据处理的应用场景图，该应用环境包括：在目标口腔安装多个口内扫描杆，口内扫描杆包括：扫描杆部件11，与扫描杆部件11连接的辅助部件12，扫描杆部件11和/或辅助部件12上设置有辅助特征点，扫描杆部件11与安装于目标口腔的种植体适配，通过扫描杆部件11与种植体适配安装，使得口内扫描杆安装于目标口腔。
其中，多个口内扫描杆中任意两个口内扫描杆的辅助部件12相互适配，使得任意两个口内扫描杆10相邻安装于口腔时两辅助部件上的辅助特征点呈连续分布，可以预先通过比如单反摄影测量系统，三坐标仪等获取辅助特征点的真值坐标点，理论上扫描获取图像对应的三维坐标点与预先获取的辅助特征点的真值坐标点一一对应。
作为一种场景举例，在目标口腔安装多个口内扫描杆，口内扫描杆包括用于与种植体连接的扫描杆部件及与扫描杆连接的辅助部件，口内扫描杆设有目标特征，目标特征呈连续地分布于扫描杆和/或辅助部件，目标特征非单面地分布于扫描杆和/或辅助部件。
具体地，口内扫描仪扫描目标口腔，获取多帧图像，并传输给数据处理模块进行数据处理，数据处理模块执行以下方法：
获取多帧图像，并基于多帧图像获取目标口腔的初始三维数据，初始三维数据包括同一坐标系下的目标口腔的初始点集、目标特征的三维坐标测量值；
获取口内扫描杆的预设模型，预设模型包括同一坐标系下目标特征的三维坐标真值和口内扫描杆的真实点集(各个点的三维坐标真值)
基于目标特征的三维坐标测量值与真值的对应关系将目标口腔的初始点集与口内扫描杆的真实点集进行拼接；
基于拼接后的口内扫描杆的真实点集确定口内扫描杆的定位信息，口内扫描杆的定位信息即为种植体的定位信息，基于该定位信息进行牙体设计，使得设计制作的牙体能够与种植体适配安装。
具体地，通过获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，辅助特征点具有对应的分布真值，基于多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点，对所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点，基于目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系，实现基于辅助特征点预先设置的分布真值和扫描计算的三维坐标点确定目标位置变换关系，从而能够准确定位到扫描杆之间的相对位置，提高口扫场景下的数据处理效率和精度。
具体地，图2为本公开实施例提供的一种扫描数据处理方法的流程示意图，该方法可以由扫描数据处理装置执行，其中该装置可以采用软件和/或硬件实现，一般可集成在电子设备中。如图2所示，该方法包括：
步骤101、获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，辅助特征点具有对应的分布真值。
其中，扫描杆包括扫描杆主体和辅助特征体，扫描杆主体设置上有辅助特征点；或者是扫描杆主体上没有辅助特征点，扫描杆主体之间的辅助特征体设置有辅助特征点。
其中，目标口腔指的是需要进行牙齿种植的口腔，需要进行口腔内扫描以对口腔内的种植点进行定位，预先多个口内扫描杆中任意两个口内扫描杆的辅助部件相邻安装于目标口腔中且两辅助部件上的辅助特征点呈连续分布，从而可以对目标口腔进行口内扫描，得到多帧待处理图像。
其中，可以通过手持式口腔扫描仪(单目或者双目相机)对目标口腔进行扫描，也就是说通过拍照的方式获取多帧待处理图像，比如一秒钟采集几十帧待处理图像，可以循环采集。
在本公开实施例中，扫描杆是一种包含辅助特征点的特征物体，其中，辅助特征点能够唯一标识一个特征，即在扫描杆设置有辅助特征点，每个辅助特征点能够唯一标识扫描杆上对应的位置特征，比如在扫描杆上的位置1和位置2分别设置目标特征a和目标特征b，目标特征a的能够唯一标识扫描杆上位置1的位置特征，目标特征b能够唯一标识扫描杆上位置2的位置特征。
可以理解的是，扫描杆上不同形状、颜色、二维码等具有唯一标识扫描杆上对应的位置特征的都可以作为辅助特征点。
具体地，可以通过更高精度的设备，比如单反摄影测量系统，三坐标仪等获取辅助特征点的分布真值或者是计算机辅助设计的辅助特征点的分布真值，即辅助特征点的坐标值。
在本公开实施例中，每次扫描获取的待处理图像都包括至少预设数量的辅助特征点以表示辅助特征点分布的连续性，从而保证后续计算精度，其中预设数量可以根据应用场景设置。
举例而言，预设数量为3，扫描获取的待处理图像包括辅助特征点为2个时，则表示辅助特征点分布不连续，扫描获取的待处理图像包括辅助特征点为3个或者3个以上时表示辅助特征点分布连续。
本公开实施例中，获取多帧待处理图像的方式有很多种，在一些实施方式中，通过控制单目相机按照一定方向旋转的同时按照一定频率对目标口腔进行扫描，得到多帧待处理图像。
在另一些实施方式中，通过控制双目相机按照循环对目标口腔进行扫描，得到多帧待处理图像。以上两种方式仅为获取多帧待处理图像的示例，本公开实施例不对获取多帧待处理图像的具体方式进行限定。
具体的，在目标口腔连接好扫描杆后，对包括扫描杆的目标口腔进行扫描，获取多帧待处理图像。
步骤102、基于多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点。
其中，所有三维坐标点指的是目标口腔中所有辅助特征点对应的三维坐标点。
在本公开实施例中，基于多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点的方式有很多种，在一些实施方式中，获取每帧待处理图像中辅助特征点的二维坐标点，基于预设的内参矩阵和二维坐标点进行三维重建，得到每帧待处理图像的辅助特征点相应的三维坐标点，对多帧待处理图像的辅助特征点相应的的三维坐标点进行拼接，得到多帧待处理图像的辅助特征点在同一坐标系下的三维坐标点。
在另一些实施方式中，获取每帧待处理图像中辅助特征点的二维坐标点，基于双相机之间的相对位置和二维坐标点进行三维重建，得到每帧待处理图像的辅助特征点相应的三维坐标点，对多帧待处理图像的辅助特征点相应的三维坐标点进行拼接，得到多帧待处理图像的辅助特征点在同一坐标系下的三维坐标点。以上两种方式仅为基于多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的三维坐标点的示例，本公开实施例不对基于多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的三维坐标点的具体方式进行限定。
本公开实施例中，当获取多帧待处理图像之后，可以基于多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的三维坐标点。
步骤103、对三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点。
其中，目标三维坐标点指的是对三维坐标点进行测量处理后的三维坐标点，能够更加精确体现辅助特征点的三维坐标点。
在本公开实施例中，对所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点的方式有很多种，在一些实施方式中，将每个三维坐标点投射到图像坐标系上，得到二维像素坐标点，在二维像素坐标点和三维坐标点对应的二维坐标点之间的欧式距离最小时，将三维坐标点作为目标三维坐标点。
在另一些实施方式中，获取三维坐标点出现的第N帧图像，获取第N帧图像的二维像素坐标点，基于三维坐标点投射的二维坐标点和二维像素坐标点的距离确定目标三维坐标点；其中，N为正整数。以上两种方式仅为对所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点的示例，本公开实施例不对所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点的具体方式进行限定。
具体的，获取所有三维坐标点之后，可以对所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点。
步骤104、基于目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系。
其中，目标位置变换关系指的是将扫描得到的目标三维坐标点转换到对应设计的分布真值的变换矩阵。
在本公开实施例中，基于目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系的方式有很多种，在一些实施方式中，基于预设的缩放因子、目标三维坐标点和分布真值进行计算，得到初始位置变换关系，基于预设的优化公式对缩放因子、目标三维坐标点、分布真值和初始位置变换关系进行优化计算，得到优化值，调整缩放因子和初始位置变换关系，获取优化值小于预设阈值时对应的初始位置变换关系作为目标位置变换关系。
在另一些实施方式中，计算每个目标三维坐标点到分布真值的位置变换关系，基于多个位置变换关系，得到目标位置变换关系。以上两种方式仅为基于目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系的示例，本公开实施例不对基于目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系的具体方式进行限定。
本公开实施例提供的扫描数据处理方案，获取多帧待处理图像；其中，每帧待处理图像包括辅助特征点，辅助特征点具有对应的分布真值，基于多帧待处理图像进行处理，得到所有三维坐标点，对所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点，基于目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系。采用上述技术方案，基于辅助特征点预先设置的分布真值和扫描计算的三维坐标点确定目标位置变换关系，从而能够准确定位到扫描杆之间的相对位置，提高口扫场景下的数据处理效率和精度。
基于上述实施例的描述，可以通过单目相机和双目相机进行扫描，下面结合图3和图4分别针对单目相机和双目相机进行详细描述。
具体地，图3为本公开实施例提供的另一种扫描数据处理方法的流程示意图，本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了上述扫描数据处理方法。如图3所示，该方法包括：
步骤201、控制扫描设备按照预设方向旋转的同时按照预设的频率对包括扫描杆的目标口腔进行扫描，得到多帧待处理图像；其中，辅助特征点具有对应的分布真值。
具体地，通过控制单目相机按照一定方向旋转的同时按照一定频率对目标口腔进行扫描，得到多帧待处理图像，或通过控制双目相机按照循环对目标口腔进行扫描，得到多帧待处理图像。
步骤202、获取每帧待处理图像中辅助特征点的二维坐标点，基于预设的内参矩阵和二维坐标点进行计算，得到每帧待处理图像的三维坐标点，对每帧待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到同一坐标系下的所有三维坐标点。
具体地，通过扫描获取多帧待处理图像(比如通过硬件触发以拍照的方式，一秒钟采集几十帧待处理图像，循环采集)，基于待处理图像，获取每帧待处理图像中辅助特征点的二维坐标点(即图像识别处理的方式，提取每帧待处理图像上的辅助特征点像素坐标)，再根据相机内参数(比如焦距、主点、倾斜因子和镜头畸变)、纹理跟踪的姿态(比如通过获取扫描杆表面的几何和纹理信息，进行相邻帧的拼接)，完成当前帧辅助特征点的重建，重建出的三维坐标点基于扫描时的第一帧相机坐标系(第一帧相机坐标系是第一帧图像确定的，后续每一帧都是和第一帧拼接，所以坐标系都是第一帧相机坐标系；图识别的是二维坐标点，需要将其转换到相机坐标系下，得到三维坐标点)。
其中，内参矩阵指的是相机内参数构成的矩阵，从而基于内参矩阵将二维坐标点反投影到相机坐标系下，得到三维坐标点。
具体地，根据每帧待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到所有三维坐标点，基于预设的拼接算法能够将两帧不同坐标系，通过其公共部分，完成对齐，从而拼接起来，得到所有三维坐标点。即，所有单帧重建出的三维坐标点按照距离约束融合成整体框架点即所有三维坐标点，该所有三维坐标点基于牙齿整体模型坐标系(世界坐标系)。
步骤203、将每个三维坐标点投射到图像坐标系上，得到二维像素坐标点，在二维像素坐标点和三维坐标点对应的二维坐标点之间的欧式距离最小时，将三维坐标点作为目标三维坐标点。
具体地，假设第K个辅助特征点p3Dk出现在第i帧图像，第i帧的纹理图(同一时刻可以触发采集黑白图和带有颜色信息的纹理图)上对应第j个二维坐标点p2Dj，摄影测量优化基于光束平差理论，基于最小二乘理论，优化目标：实际扫描的所有辅助特征点，根据其出现的图像帧数和相机姿态Ti投射(投影函数定义为Π)到每一帧拍摄到的图像上的二维像素坐标和其对应的辅助特征点二维坐标点欧氏距离最小，计算如公式(1)所示：
其中，m表示三维坐标点的数量，n表示待处理图像的数量。
步骤204、基于预设的缩放因子、目标三维坐标点和分布真值进行计算，得到初始位置变换关系，基于预设的优化公式对缩放因子、目标三维坐标点、分布真值和初始位置变换关系进行优化计算，得到优化值。
步骤205、调整缩放因子和初始位置变换关系，获取优化值小于预设阈值时对应的初始位置变换关系作为目标位置变换关系。
具体地，根据扫描杆或扫描杆连接辅助特征体上的辅助特征点的分布真值(比如单反摄影测量系统，二维影像仪等获取辅助特征点的分布真值)，记为qi，将上述摄影测量优化后的目标三维坐标点点P，与各区域(每一根扫描杆可以认为是一个小区域的辅助特征点的分布真值做带有缩放的拼接(拼接是刚体，不改变尺度，当尺度发生变化时，引入Si缩放因子计算)，从而确定不同扫描杆的目标位置变换关系，minf()指的是非线性最小二乘算法，具体如公式(2)所示：
minf(si,Ri,ti)＝si*Ri*p+ti-qi (2)
具体地，假设Si＝1(真实值可能是0.9-1.1之间)，然后通过P和qi计算一个初始(Ri,ti)，最后将假设的Si和初始(Ri,ti)，放在一起优化，优化的目标就是让P点经过Si缩放后，再通过初始(Ri,ti)能够和qi正好拼接上，整个优化是一个数学迭代的过程，就是不停地去调整Si、(Ri,ti)，使得拼接后的P和qi两个点无限接近。
由此，通过扫描整个口腔，能够准确定位到扫描杆之间的相对位置。
本公开实施例提供的扫描数据处理方案，获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，辅助特征点具有对应的分布真值，获取每帧待处理图像中辅助特征点的二维坐标点，基于预设的内参矩阵和二维坐标点进行计算，得到每帧待处理图像的三维坐标点，对每帧待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到同一坐标系下的所有三维坐标点，将每个三维坐标点投射到图像坐标系上，得到二维像素坐标点，在二维像素坐标点和三维坐标点对应的二维坐标点之间的欧式距离最小时，将三维坐标点作为目标三维坐标点，基于预设的缩放因子、目标三维坐标点和分布真值进行计算，得到初始位置变换关系，基于预设的优化公式对缩放因子、目标三维坐标点、分布真值和初始位置变换关系进行优化计算，得到优化值，调整缩放因子和初始位置变换关系，获取优化值小于预设阈值时对应的初始位置变换关系作为目标位置变换关系。由此，基于辅助特征点预先设置的分布真值和扫描计算的三维坐标点确定目标位置变换关系，从而能够准确定位到扫描杆之间的相对位置，提高口扫场景下的数据处理效率和精度。
具体地，图4为本公开实施例提供的又一种扫描数据处理方法的流程示意图，本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了上述扫描数据处理方法。如图4所示，该方法包括：
步骤301、控制扫描设备按照预设方向旋转的同时按照预设的频率对包括扫描杆的目标口腔进行扫描，得到多帧待处理图像；其中，辅助特征点具有对应的分布真值。
具体地，通过控制单目相机按照一定方向旋转的同时按照一定频率对目标口腔进行扫描，得到多帧待处理图像，或通过控制双目相机按照循环对目标口腔进行扫描，得到多帧待处理图像。
步骤302，获取每帧待处理图像中辅助特征点的二维坐标点，基于双相机之间的相对位置和二维坐标点进行计算，得到每帧待处理图像的三维坐标点，对每帧待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到同一坐标系下的所有三维坐标点。
具体地，通过扫描获取待处理图像，基于待处理图像，获取每帧待处理图像中辅助特征点的二维坐标点，基于双相机之间的相对位置，重建出的单帧的辅助特征点的三维坐标点，重建出的三维坐标点基于当前帧左相机坐标系下(通常重建出来的深度信息基于左相机坐标系下)。
具体地，根据每一帧重建出的辅助特征点的三维坐标点，基于相邻帧的辅助特征点的距离分布信息(两两辅助特征点点坐标点进行距离计算即可)，搜索相邻帧拍摄到的同一个辅助特征点，完成辅助特征点拼接，得到所有三维坐标点。即，所有单帧重建出的三维坐标点按照距离约束融合成整体框架点即所有三维坐标点，该所有三维坐标点基于牙齿整体模型坐标系(世界坐标系)。
步骤303、将每个三维坐标点投射到图像坐标系上，得到二维像素坐标点，在二维像素坐标点和三维坐标点对应的二维坐标点之间的欧式距离最小时，将三维坐标点作为目标三维坐标点。
具体地，假设第K个辅助特征点p3Dk出现在第i帧，第i帧的纹理图上对应第j个二维点p2DLj,p2DRj，双目之间的刚体变换为TRL。摄影测量优化基于光束平差理论，优化目标：实际扫描的所有辅助特征点，根据其出现的图像帧数和相机姿态Ti投射(投影函数定义为Π)到每一帧拍摄到的图像上的二维像素坐标和其对应的辅助特征点二维坐标点欧氏距离最小，计算如公式(3)所示：
其中，m表示三维坐标点的数量，n表示待处理图像的数量。
步骤304、基于预设的缩放因子、目标三维坐标点和分布真值进行计算，得到初始位置变换关系，基于预设的优化公式对缩放因子、目标三维坐标点、分布真值和初始位置变换关系进行优化计算，得到优化值。
步骤305、调整缩放因子和初始位置变换关系，获取优化值小于预设阈值时对应的初始位置变换关系作为目标位置变换关系。
具体地，根据扫描杆或扫描杆连接辅助特征体上的辅助特征点的分布真值(比如单反摄影测量系统，二维影像仪等获取辅助特征点的分布真值)，记为qi，将上述摄影测量优化后的目标三维坐标点点P，与各区域(每一根扫描杆可以认为是一个小区域的辅助特征点的分布真值做带有缩放的拼接(拼接是刚体，不改变尺度，当尺度发生变化时，引入Si缩放因子计算)，从而确定不同扫描杆的目标位置变换关系，minf()指的是非线性最小二乘算法，具体如公式(2)所示：
minf(si,Ri,ti)＝si*Ri*p+ti-qi (2)
具体地，假设Si＝1(真实值可能是0.9-1.1之间)，然后通过P和qi计算一个初始(Ri,ti)，最后将假设的Si和初始(Ri,ti)，放在一起优化，优化的目标就是让P点经过Si缩放后，再通过初始(Ri,ti)能够和qi正好拼接上，整个优化是一个数学迭代的过程，就是不停地去调整Si、(Ri,ti)，使得拼接后的P和qi两个点无限接近。
由此，通过扫描整个口腔，能够准确定位到扫描杆之间的相对位置。
本公开实施例提供的扫描数据处理方案，获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，辅助特征点具有对应的分布真值，获取每帧待处理图像中辅助特征点的二维坐标点，基于双相机之间的相对位置和二维坐标点进行计算，得到每帧待处理图像的三维坐标点，对每帧待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到同一坐标系下的所有三维坐标点，将每个三维坐标点投射到图像坐标系上，得到二维像素坐标点，在二维像素坐标点和三维坐标点对应的二维坐标点之间的欧式距离最小时，将三维坐标点作为目标三维坐标点，基于预设的缩放因子、目标三维坐标点和分布真值进行计算，得到初始位置变换关系，基于预设的优化公式对缩放因子、目标三维坐标点、分布真值和初始位置变换关系进行优化计算，得到优化值，调整缩放因子和初始位置变换关系，获取优化值小于预设阈值时对应的初始位置变换关系作为目标位置变换关系。由此，基于辅助特征点预先设置的分布真值和扫描计算的三维坐标点确定目标位置变换关系，从而能够准确定位到扫描杆之间的相对位置，提高口扫场景下的数据处理效率和精度。
图5为本公开实施例提供的一种扫描数据处理装置的结构示意图，该装置可由软件和/或硬件实现，一般可集成在电子设备中。如图5所示，该装置包括：
获取图像模块401，用于获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，所述辅助特征点具有对应的分布真值；
图像处理模块402，用于基于所述多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点；
测量处理模块403，用于对所述所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点；
确定模块404，用于基于所述目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系。
可选的，所述图像处理模块402具体用于：
获取每帧所述待处理图像中辅助特征点的二维坐标点；
基于预设的内参矩阵和所述二维坐标点进行计算，得到每帧所述待处理图像的三维坐标点；
对每帧所述待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到同一坐标系下的所述所有三维坐标点。
可选的，所述图像处理模块402具体用于：
获取每帧所述待处理图像中辅助特征点的二维坐标点；
基于双相机之间的相对位置和所述二维坐标点进行计算，得到每帧所述待处理图像的三维坐标点；
对每帧所述待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到同一坐标系下的所述所有三维坐标点。
可选的，所述测量处理模块403具体用于：
将每个所述三维坐标点投射到图像坐标系上，得到二维像素坐标点；
在所述二维像素坐标点和所述三维坐标点对应的二维坐标点之间的欧式距离最小时，将所述三维坐标点作为所述目标三维坐标点。
可选的，所述确定模块404，具体用于：
基于预设的缩放因子、所述目标三维坐标点和所述分布真值进行计算，得到初始位置变换关系；
基于预设的优化公式对所述缩放因子、所述目标三维坐标点、所述分布真值和所述初始位置变换关系进行优化计算，得到优化值；
调整所述缩放因子和所述初始位置变换关系，获取所述优化值小于预设阈值时对应的所述初始位置变换关系作为所述目标位置变换关系。
可选的，获取图像模块401，具体用于：
控制扫描设备按照预设方向旋转的同时按照预设的频率对包括扫描杆的目标口腔进行扫描，得到所述多帧待处理图像。
本公开实施例所提供的扫描数据处理装置可执行本公开任意实施例所提供的扫描数据处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现本公开任意实施例所提供的扫描数据处理方法。
图6为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。下面具体参考图6，其示出了适于用来实现本公开实施例中的电子设备500的结构示意图。本公开实施例中的电子设备500可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，电子设备500可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储装置508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有电子设备500操作所需的各种程序和数据。处理装置501、ROM502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
通常，以下装置可以连接至I/O接口505：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置506；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置507；包括例如磁带、硬盘等的存储装置508；以及通信装置509。通信装置509可以允许电子设备500与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图6示出了具有各种装置的电子设备500，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置509从网络上被下载和安装，或者从存储装置508被安装，或者从ROM 502被安装。在该计算机程序被处理装置501执行时，执行本公开实施例的扫描数据处理方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP(Hyper Text TransferProtocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)，广域网(“WAN”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：在视频的播放过程中，接收用户的信息展示触发操作；获取所述视频关联的至少两个目标信息；在所述视频的播放页面的信息展示区域中展示所述至少两个目标信息中的第一目标信息其中，所述信息展示区域的尺寸小于所述播放页面的尺寸；接收用户的第一切换触发操作，将所述信息展示区域中展示的所述第一目标信息切换为所述至少两个目标信息中的第二目标信息。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
根据本公开的一个或多个实施例，本公开提供了一种电子设备，包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现如本公开提供的任一所述的扫描数据处理方法。
根据本公开的一个或多个实施例，本公开提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行如本公开提供的任一所述的扫描数据处理方法。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
Claims (10)
1.一种扫描数据处理方法，包括：
获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，所述辅助特征点具有对应的分布真值；
基于所述多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的辅助特征点的三维坐标点；
对所述辅助特征点的三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点；
基于所述目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系。
2.根据权利要求1所述的扫描数据处理方法，其特征在于，所述基于所述多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点，包括：
获取每帧所述待处理图像中辅助特征点的二维坐标点；
基于预设的内参矩阵和所述二维坐标点进行计算，得到每帧所述待处理图像的三维坐标点；
对每帧所述待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到同一坐标系下的所述所有三维坐标点。
3.根据权利要求1所述的扫描数据处理方法，其特征在于，所述基于所述多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点，包括：
获取每帧所述待处理图像中辅助特征点的二维坐标点；
基于双相机之间的相对位置和所述二维坐标点进行计算，得到每帧所述待处理图像的三维坐标点；
对每帧所述待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到同一坐标系下的所述所有三维坐标点。
4.根据权利要求1所述的扫描数据处理方法，其特征在于，所述对所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点，包括：
将每个所述三维坐标点投射到图像坐标系上，得到二维像素坐标点；
在所述二维像素坐标点和所述三维坐标点对应的二维坐标点之间的欧式距离最小时，将所述三维坐标点作为所述目标三维坐标点。
5.根据权利要求1所述的扫描数据处理方法，其特征在于，基于所述目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系，包括：
基于预设的缩放因子、所述目标三维坐标点和所述分布真值进行计算，得到初始位置变换关系；
基于预设的优化公式对所述缩放因子、所述目标三维坐标点、所述分布真值和所述初始位置变换关系进行优化计算，得到优化值；
调整所述缩放因子和所述初始位置变换关系，获取所述优化值小于预设阈值时对应的所述初始位置变换关系作为所述目标位置变换关系。
6.根据权利要求1所述的扫描数据处理方法，其特征在于，所述获取包括辅助特征点的多帧待处理图像，包括：
控制扫描设备按照预设方向旋转的同时按照预设的频率对包括扫描杆的目标口腔进行扫描，得到所述多帧待处理图像。
7.一种扫描数据处理装置，其特征在于，包括：
获取图像模块，用于获取包括辅助特征点的多帧待处理图像；其中，所述辅助特征点具有对应的分布真值；
图像处理模块，用于基于所述多帧待处理图像进行处理，得到同一坐标系下的所有三维坐标点；
测量处理模块，用于对所述所有三维坐标点进行测量处理，得到目标三维坐标点；
确定模块，用于基于所述目标三维坐标点和分布真值，确定目标位置变换关系。
8.根据权利要求7所述的扫描数据处理装置，其特征在于，所述图像处理模块，具体用于：
获取每帧所述待处理图像中辅助特征点的二维坐标点；
基于预设的内参矩阵，当前帧相机姿态和所述二维坐标点进行计算，得到每帧所述待处理图像的三维坐标点；
对每帧所述待处理图像的三维坐标点进行拼接，得到所述所有三维坐标点。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求1-6中任一所述的扫描数据处理方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-6中任一所述的扫描数据处理方法。
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