CN116211521A - 获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法、装置、设备及介质 - Google Patents

获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法、装置、设备及介质 Download PDF

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CN116211521A CN202310182693.XA CN202310182693A CN116211521A CN 116211521 A CN116211521 A CN 116211521A CN 202310182693 A CN202310182693 A CN 202310182693A CN 116211521 A CN116211521 A CN 116211521A
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Abstract

本发明涉及数字医疗技术领域，揭露了一种获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法，包括：对包含咬合介质的口内环境进行扫描，得到扫描图像；根据扫描图像重建口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据；根据上下颌以及咬合介质形貌数据重建上下颌与咬合介质之间的咬合介质空间变换关系；根据咬合介质空间变化关系生成上下颌之间的上下颌空间变化关系；根据上下颌空间变换关系对上下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到口内环境的咬合关系。本发明还提出一种获取缺失牙咬合关系的数字扫描装置、电子设备以及介质。本发明可以提高上下颌咬合关系扫描的精确度。

Description

获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及数字医疗技术领域，尤其涉及一种获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法、装置、设备及介质。
背景技术
随着我国人民生活水平的提高和人口基数的增长，人们对口腔健康的需求也逐渐提升，同时近年来国内计算机辅助设计与制作(CAD/CAM)技术逐渐成熟到商用，人们为了追求更好的外表形象，对口腔美容的也提出了新的需求。数字化印模技术是近年来的研究热点，特别是在口腔临床适应症治疗方面，比如正畸、修复、种植等，数字化印模技术可以极大的提高口腔治疗的精准度和治疗效率。
口内三维数字化技术是集光电设备和视觉算法于一体的技术，通过光电设备投影到牙齿表面，借助传感设备采集牙齿表面二维图像数据，通过视觉算法对口内牙齿数据进行三维建模，以满足临床齿科设计的需求。其中，对于口内数字扫描仪获取到的3D模型数据，其上颌和下颌的咬合关系是设计治疗方案成功的关键。对于一般的治疗病例，比如正畸扫描、修复嵌体扫描，通用的扫描方法能够获取上下颌之间的咬合关系。然而，对于种植牙病例、多单位缺失牙病例，一般的扫描方法往往无法获取上下颌之间的咬合关系，或者获取的咬合关系不准确，无法直接用于后期的加工设计。因此，针对这种种植牙病例、多单位缺失牙病例的治疗，能否获取正确的上下颌咬合关系影响到整个治疗流程的成功率，也成为目前口腔数字化治疗的难点。
发明内容
本发明提供一种获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法、装置设备及介质，其主要目的在于解决进行上下颌咬合关系扫描时的精确度较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法，包括：
获取添加咬合介质的口内环境，对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像；
根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据；
分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系；
根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系；
根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
可选地，所述对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像，包括：
获取所述口内环境的尺寸参数信息，根据所述尺寸参数信息选取与所述口内环境匹配的匹配编码光；
将所述匹配编码光投射向所述口内环境，得到所述口内环境的扫描图像。
可选地，所述根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据，包括：
对所述扫描图像进行标准化处理，得到标准扫描图像；
识别所述标准扫描图像中的口内区域，并根据所述口内区域对所述标准扫描图像进行切割，得到上颌扫描图像、下颌扫描图像及咬合介质扫描图像；
根据所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行三维重建，得到所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据。
可选地，所述根据所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行三维重建，得到所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据，包括：
对所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行边缘检测，得到所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像的轮廓点坐标；
根据所述轮廓点坐标确定所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像的中心点坐标；
计算所述轮廓点坐标相对于所述中心点坐标的深度信息，根据所述深度信息对所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行三维建模，得到所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据。
可选地，所述分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系，包括：
将所述上颌三维形貌数据、所述下颌三维形貌数据以及所述咬合介质三维形貌数据转化到世界坐标，得到上颌点云数据、下颌点云数据以及咬合介质点云数据；
根据预设的旋转参量以及平移参量分别构建所述上颌点云数据以及所述下颌点云数据到所述咬合介质点云数据的距离平方和方程；
利用消元法求解所述距离平方和方程，得到所述距离平方和方程的旋转矩阵以及平移矩阵；
根据所述旋转矩阵以及所述平移矩阵生成所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系。
可选地，所述根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系，包括：
利用如下公式生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系：
Figure BDA0004102770310000031
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其中，M为上下颌空间变化关系,Rup为上颌三维形貌数据到咬合介质三维形貌数据的咬合介质空间变化关系，Rlow为下颌三维形貌数据到咬合介质三维形貌数据的咬合介质空间变化关系。
可选地，所述根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系，包括：
根据所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据确定所述口内环境的上下颌标记点；
根据所述上下颌空间变化关系对所述上下颌标记点进行上下颌位置匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
为了解决上述问题，本发明还提供一种获取缺失牙咬合关系的数字扫描装置，所述装置包括：
口内扫描模块，用于获取添加咬合介质的口内环境，对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像；
数据重建模块，用于根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据；
点云配准模块，用于分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系；
上下颌空间变化关系确定模块，用于根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系；
咬合关系确定模块，用于根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个计算机程序，所述至少一个计算机程序被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法。
本发明实施例通过对添加咬合介质后的口内环境进行扫描，能够对上下颌之间的咬合关系进行固定，从而得到口内环境真实的咬合关系扫描图像；根据扫描图像重建口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据，能够对定位上颌、下颌之间的咬合空间位置；再进行三维点云配准，可将上颌三维形貌数据以及下颌三维形貌数据变换到真实的咬合空间，从而建立口内环境的上下颌之间真实的咬合关系，提高上下颌咬合关系获取的准确度。因此本发明提出的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决进行上下颌咬合关系扫描时精确度较低的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的数据重建的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的生成咬合介质空间变换关系的流程示意图；
图4为本发明一实施例提供的获取缺失牙咬合关系的数字扫描装置的功能模块图；
图5为本发明一实施例提供的实现所述获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法。所述获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(ContentDelivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法的流程示意图。在本实施例中，所述获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法包括：
S1、获取添加咬合介质的口内环境，对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像。
本发明实施例中，所述咬合介质是当口内环境的牙齿表面因龋齿、楔状缺损、外伤等造成牙体组织缺损时，在获取上下颌的咬合关系前，需要先测量牙齿深度及咬合状况，即采用咬合蜡片、咬棒或咬合缘等替代的咬合介质来修补牙齿的咬合空间缺失，通过咬合介质能够将上下颌到咬合介质之间的空间关系固定，从而得到真实的上下颌咬合关系。
本发明实施例中，对口内环境进行口内扫描是利用一种光感传感器设备投影编码图像到咬合介质表面、上颌表面以及下颌表面，通过设备连接线将采集到的咬合介质表面、上颌表面以及下颌表面得投影图像传输到计算机设备中，得到口内环境的扫描图像。
本发明实施例中，所述对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像，包括：
获取所述口内环境的尺寸参数信息，根据所述尺寸参数信息选取与所述口内环境匹配的匹配编码光；
将所述匹配编码光投射向所述口内环境，得到所述口内环境的扫描图像。
本发明实施例中，所述尺寸参数信息包括口内的尺寸参数、上下颌的尺寸参数以及咬合介质的尺寸参数，通过所述尺寸参数信息选取编码光的强度、入射角度、编码光的分布形状，从而得到匹配编码光，利用匹配编码光向口内环境中的咬合介质以及上下颌投射，生成口内环境的扫描图像。
S2、根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据。
本发明实施例中，所述扫描图像是口内环境编码光投影编码图像，包含上下颌以及咬合介质的三维点云数据，因此，通过扫描图像能够重建口内环境的上下颌三维形貌数据以及咬合介质的三维形貌数据。
本发明实施例中，所述根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据，包括：
对所述扫描图像进行标准化处理，得到标准扫描图像；
识别所述标准扫描图像中的口内区域，并根据所述口内区域对所述标准扫描图像进行切割，得到上颌扫描图像、下颌扫描图像及咬合介质扫描图像；
根据所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行三维重建，得到所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据。
本发明实施例中，标准化处理是对图像进行去除噪声、增强、复原等处理，能够改善扫描图像的质量，提高三维形貌数据提取的准确度。
本发明实施例中，所述上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据是一种三维点云数据，包含它们表面的三维空间信息的数据。其中，上颌的三维形貌数据可以包含上颌牙齿表面、牙龈区域的三维点云数据，用于定位上颌模型的空间位置；下颌的三维形貌数据可以包含下颌牙齿表面、牙龈区域的三维点云数据，用于定位下颌模型的空间位置；咬合介质的三维形貌数据可以包含介质、部分上颌、下颌模型数据的三维点云数据，用于定位上颌、下颌之间的咬合空间位置。
本发明实施例中，参阅图2所示，所述根据所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行三维重建，得到所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据，包括：
S21、对所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行边缘检测，得到所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像的轮廓点坐标；
S22、根据所述轮廓点坐标确定所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像的中心点坐标；
S23、计算所述轮廓点坐标相对于所述中心点坐标的深度信息，根据所述深度信息对所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行三维建模，得到所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据。
本发明实施例中，所述深度信息表示各个轮廓点相对于中心点的距离，用于调整每个轮廓点在三维重建显示画面中的距离中的视野远近，从而能够构建出上下颌以及咬合介质的三维模型，得到上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据。
本发明实施例中，通过扫描图像获取表面轮廓点的深度信息，能够将深度信息与二维口内环境的扫描图像相结合，从而对扫描图像进行准确地三维重建，以获取准确地三维形貌数据。
S3、分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系。
本发明实施例中，所述三维点云配准是计算上下颌与咬合介质之间的变换关系，包括平移关系以及旋转关系，使得上下颌与咬合介质之间的重合度尽可能的高。
本发明实施例中，所述咬合介质空间变换关系是上下颌与咬合介质之间的平移关系以及旋转关系，通过咬合介质空间变换关系能够使得上下颌与咬合介质之间尽可能的重合，从而获取上下颌与咬合介质之间的变化关系。
本发明实施例中，参阅图3所示，所述分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系，包括：
S31、将所述上颌三维形貌数据、所述下颌三维形貌数据以及所述咬合介质三维形貌数据转化到世界坐标，得到上颌点云数据、下颌点云数据以及咬合介质点云数据；
S32、根据预设的旋转参量以及平移参量分别构建所述上颌点云数据以及所述下颌点云数据到所述咬合介质点云数据的距离平方和方程；
S33、利用消元法求解所述距离平方和方程，得到所述距离平方和方程的旋转矩阵以及平移矩阵；
S34、根据所述旋转矩阵以及所述平移矩阵生成所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系。
本发明实施例中，所述旋转参量以及平移参量表示每个点云数据之间的旋转关系以及平移关系，从而能够生成表示空间关系的旋转矩阵以及平移矩阵，进一步地构建上下颌点云数据与咬合介质点云数据之间的距离平方和方程，用于表示上下颌与咬合介质之间的空间关系。
本发明实施例中，旋转矩阵以及平移矩阵表示上下颌与咬合介质之间的旋转关系以及平移关系，将旋转矩阵以及平移矩阵点乘，得到包含旋转关系以及平移关系的矩阵，用于表示上下颌三维数据与咬合介质三维数据之间的咬合介质空间变换关系。
S4、根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系。
本发明实施例中，咬合介质空间变化关系表示上下颌与咬合介质之间的空间变化关系，通过所述咬合介质空间变换关系生成上下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变换关系。
本发明实施例中，所述根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系，包括：
利用如下公式生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系：
Figure BDA0004102770310000091
其中，M为上下颌空间变化关系,Rup为上颌三维形貌数据到咬合介质三维形貌数据的咬合介质空间变化关系，Rlow为下颌三维形貌数据到咬合介质三维形貌数据的咬合介质空间变化关系。
本发明实施例中，通过固定的上下颌三维形貌数据以及咬合介质形貌数据计算生成上下颌之间的空间变化关系，能够提高上下颌空间变换关系的准确度，从而得到上下颌三维形貌数据之间的真实咬合关系。
S5、根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
本发明实施例中，所述咬合关系是上下颌牙面之间的匹配关系，通过所述咬合关系能够对口内环境的牙齿表面因龋齿、楔状缺损、外伤等造成牙体组织缺损时，对牙齿进行相关的修复。
本发明实施例中，所述根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系，包括：
根据所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据确定所述口内环境的上下颌标记点；
根据所述上下颌空间变化关系对所述上下颌标记点进行上下颌位置匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
本发明实施例中，所述上下颌标记点是口内环境上下颌表面的位置标记点，例如，上下颌第一颗牙齿的位置标记，缺少牙齿的位置标记等，通过上下颌空间变化关系中的平移以及旋转关系进行标记点的位置匹配，使得上下的之间对应的位置关系能够一一对应，从而得到更准确地口内环境缺失牙之间的咬合关系。
如图4所示，是本发明一实施例提供的获取缺失牙咬合关系的数字扫描装置的功能模块图。
本发明所述获取缺失牙咬合关系的数字扫描装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述获取缺失牙咬合关系的数字扫描装置100可以包括口内扫描模块101、数据重建模块102、点云配准模块103、上下颌空间变化关系确定模块104及咬合关系确定模块105。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
在本实施例中，关于各模块/单元的功能如下：
所述口内扫描模块101，用于获取添加咬合介质的口内环境，对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像；
所述数据重建模块102，用于根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据；
所述点云配准模块103，用于分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系；
所述上下颌空间变化关系确定模块104，用于根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系；
所述咬合关系确定模块105，用于根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
详细地，本发明实施例中所述获取缺失牙咬合关系的数字扫描装置100中所述的各模块在使用时采用与上述图1至图3中所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
如图5所示，是本发明一实施例提供的实现获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11、通信总线12以及通信接口13，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如获取缺失牙咬合关系的数字扫描程序。
其中，所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心(ControlUnit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块(例如执行获取缺失牙咬合关系的数字扫描程序等)，以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备的各种功能和处理数据。
所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如获取缺失牙咬合关系的数字扫描程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述通信总线12可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
所述通信接口13用于上述电子设备与其他设备之间的通信，包括网络接口和用户接口。可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。所述用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
图中仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图中示出的结构并不构成对所述电子设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的获取缺失牙咬合关系的数字扫描程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
获取添加咬合介质的口内环境，对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像；
根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据；
分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系；
根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系；
根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考附图对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
获取添加咬合介质的口内环境，对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像；
根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据；
分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系；
根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系；
根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明所指区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链(Blockchain)，本质上是一个去中心化的数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。区块链可以包括区块链底层平台、平台产品服务层以及应用服务层等。
本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能(Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法，其特征在于，所述方法包括：
获取添加咬合介质的口内环境，对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像；
根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据；
分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系；
根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系；
根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
2.如权利要求1所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法，其特征在于，所述对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像，包括：
获取所述口内环境的尺寸参数信息，根据所述尺寸参数信息选取与所述口内环境匹配的匹配编码光；
将所述匹配编码光投射向所述口内环境，得到所述口内环境的扫描图像。
3.如权利要求1所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法，其特征在于，所述根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据，包括：
对所述扫描图像进行标准化处理，得到标准扫描图像；
识别所述标准扫描图像中的口内区域，并根据所述口内区域对所述标准扫描图像进行切割，得到上颌扫描图像、下颌扫描图像及咬合介质扫描图像；
根据所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行三维重建，得到所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据。
4.如权利要求3所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法，其特征在于，所述根据所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行三维重建，得到所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据，包括：
对所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行边缘检测，得到所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像的轮廓点坐标；
根据所述轮廓点坐标确定所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像的中心点坐标；
计算所述轮廓点坐标相对于所述中心点坐标的深度信息，根据所述深度信息对所述上颌扫描图像、所述下颌扫描图像及所述咬合介质扫描图像进行三维建模，得到所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据。
5.如权利要求1所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法，其特征在于，所述分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系，包括：
将所述上颌三维形貌数据、所述下颌三维形貌数据以及所述咬合介质三维形貌数据转化到世界坐标，得到上颌点云数据、下颌点云数据以及咬合介质点云数据；
根据预设的旋转参量以及平移参量分别构建所述上颌点云数据以及所述下颌点云数据到所述咬合介质点云数据的距离平方和方程；
利用消元法求解所述距离平方和方程，得到所述距离平方和方程的旋转矩阵以及平移矩阵；
根据所述旋转矩阵以及所述平移矩阵生成所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系。
6.如权利要求1所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法，其特征在于，所述根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系，包括：
利用如下公式生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系：
Figure FDA0004102770300000031
其中，M为上下颌空间变化关系,Rup为上颌三维形貌数据到咬合介质三维形貌数据的咬合介质空间变化关系，Rlow为下颌三维形貌数据到咬合介质三维形貌数据的咬合介质空间变化关系。
7.如权利要求1所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法，其特征在于，所述根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系，包括：
根据所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据确定所述口内环境的上下颌标记点；
根据所述上下颌空间变化关系对所述上下颌标记点进行上下颌位置匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
8.一种获取缺失牙咬合关系的数字扫描装置，其特征在于，所述装置包括：
口内扫描模块，用于获取添加咬合介质的口内环境，对所述口内环境进行口内扫描，得到所述口内环境的扫描图像；
数据重建模块，用于根据所述扫描图像重建所述口内环境的上颌三维形貌数据、下颌三维形貌数据以及咬合介质三维形貌数据；
点云配准模块，用于分别将所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据进行三维点云配准，得到所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据与所述咬合介质三维形貌数据之间的咬合介质空间变换关系；
上下颌空间变化关系确定模块，用于根据所述咬合介质空间变换关系生成所述上颌三维形貌数据与所述下颌三维形貌数据之间的上下颌空间变化关系；
咬合关系确定模块，用于根据所述上下颌空间变化关系对所述上颌三维形貌数据以及所述下颌三维形貌数据进行咬合匹配，得到所述口内环境的咬合关系。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7中任意一项所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法。
10.一种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至7中任意一项所述的获取缺失牙咬合关系的数字扫描方法。
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