CN116958233A - 基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法 - Google Patents

基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法。基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法包括：将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域；通过相机采集预设编码在烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像；基于编码图像与三维空间点之间的映射关系，确定纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息；通过图像分割模型对纹理图像进行图像分割处理，得到烧伤区域的蒙版图像；基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型；基于三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到烧伤区域的面积。本发明的皮肤烧伤面积计算方法提高了重建精度和可靠性。

Description

基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法
技术领域
本发明涉及计算机视觉技术领域，尤其涉及一种基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法。
背景技术
在临床工作中，存在很多烧伤患者，而对于不同的皮肤烧伤面积和烧伤程度的患者，治疗方案和预后方案都不一样。而在治疗的过程中，需要保证环境无菌，因此烧伤面积的计算目前只能通过非接触式的方式进行估计。
目前基于三维重建的皮肤烧伤面积计算大体可以分为两种：第一种是基于单深度相机进行重建，该方法使用单个现有的深度相机(如Kinect等)，对烧伤皮肤位置进行多角度获取点云，最终把多角度点云拼接到一起，实现烧伤伤口位置的重建。对重建模型进行三角化后，用三角面片的面积来拟合烧伤区域的表面积。但是这种方法存在的问题有：在进行多角度扫描的时候，重建区域不能发生非刚性变换，若重建区域为手掌或面部这种自由度较高的区域，保持完全静止是很难的，因此会产生较大的误差。第二种是用多张2D图像来拟合参数化的人体模型。在2D图像中找到人体关键点，拟合参数化的人体模型。贴上贴图后分割出烧伤区域，最终用3D应用程序统计面积。这种方法的存在的问题有：烧伤区域只有在点云较为密集的情况下，网格面积的总和才能较好地拟合真正的烧伤面积，而参数化的人体模型能提供的点的个数有限，因此该方法的精度不高。
因此，现有技术中基于三维重建的皮肤烧伤面积计算方法大多应用于烧伤面积较大，烧伤位置附近的皮肤较为平坦的情况，重建精度较低、可靠性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法，以解决上述问题。
根据本发明的第一方面，提供一种基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算的方法，其特征在于，包括：将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域；通过相机采集预设编码在烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像；基于编码图像与三维空间点之间的映射关系，确定纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息；通过图像分割模型对纹理图像进行图像分割处理，得到烧伤区域的蒙版图像；基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型；基于三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到烧伤区域的面积。
在本发明的另一实现方式中，基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算的方法还包括：通过外部触发器连接各个投影仪；通过格雷码加线移法的空间编码方案获得一组预设编码；将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域，包括：触发器发出信号，触发投影仪将一组预设编码按照预设角度投影到烧伤区域，其中，投影仪至少包含3个。
在本发明的另一实现方式中，通过相机采集预设编码在烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像，包括：投影仪在烧伤区域中每投射一张编码后，通过触发线触发相机采集一张编码图像，其中，相机采集到的第一张全白图像为纹理图像。
在本发明的另一实现方式中，基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算的方法还包括：基于相机的标定参数，确定编码图像与三维空间点之间的映射关系。
在本发明的另一实现方式中，基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型，包括：根据纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，确定蒙版图像中每个像素点在三维空间中对应的点云；通过泊松曲面重建算法对蒙版中的点云进行网格封装处理，得到基础三角网格模型；通过三角网格细分算法对三角网格模型进行网格细化处理，得到目标三角网格模型。
在本发明的另一实现方式中，基于三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到烧伤区域的面积，包括：计算目标三角网格模型中的各个三角面片的面积；对各个三角面片的面积进行求和处理，得到烧伤区域的面积。
根据本发明的第二方面，提供一种基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算装置，其特征在于，包括：图像获取模块：用于将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域；通过相机采集预设编码在烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像；图像处理模块：用于基于编码图像与三维空间点之间的映射关系，确定纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息；通过图像分割模型对纹理图像进行图像分割处理，得到烧伤区域的蒙版图像；模型生成模块：用于基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型；面积计算模块：用于基于三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到烧伤区域的面积。
根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述任一项的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算步骤。
根据本发明的第四方面，提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法中的步骤。
在本发明的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法中，基于时间编码的红外结构光对烧伤区域进行重建，从三个角度重建物体，可以获得高精度、高帧率、完整的点云数据及纹理数据；因为本发明可以得到实时的点云数据，因此在采集数据的时间方面优于现有方法，这样也同时减少了多次成像带来的误差；在分割烧伤区域时，可以对网络分割出的区域进行调整，以增加分割的准确性，进而精确计算烧伤面积，并且这种分割方式是不需要进行预训练的。
附图说明
为了更清楚的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，通过阅读下文实施方式的详细描述，方案中的优点和益处对于本领域的技术人员变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的一个实施例的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法的步骤流程图。
图2为本发明的另一实施例的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法的步骤流程图。
图3为本发明的另一实施例的相机采集的编码图像。
图4为本发明的另一实施例的结构光采集装置示意图。
图5为本发明的另一实施例的红外相机拍摄的手臂照片示意图。
图6为本发明的另一实施例的使用SAM交互式分割的界面示意图。
图7为本发明的另一实施例的SAM分割产生的蒙版mask示意图。
图8为本发明的另一实施例的烧伤区域及其周边皮肤细化网格后的重建结果示意图。
图9为本发明的另一实施例的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算装置的结构框图。
图10为本发明的另一实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，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、详细地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明实施例保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法的步骤流程图，如图1所示，本实施例主要包括以下步骤：
S101、将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域。
S102、通过相机采集预设编码在烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像。
示例性地，如图3所示，通过相机采集预设编码在烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像，一次重建要拍18张，纹路图像对应编码图像里面全白的那一张。通过相机和投影仪搭建结构光系统，如图2所示，通过搭建好的三台点红外结构光重建系统对烧伤部位进行实时的数据采集得到高精度点云以及纹理图像，其中，本申请中以三台点红外结构光重建系统为例，点红外结构光重建系统的数量可根据用户需求进行调整。
S103、基于编码图像与三维空间点之间的映射关系，确定纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息。
示例性地，基于编码图像与三维空间点之间的映射关系，确定纹理图像每个像素点在三维空间中的深度信息，即将拍摄到的18张2D图像转换为3D坐标。
S104、通过图像分割模型对纹理图像进行图像分割处理，得到烧伤区域的蒙版图像。
示例性地，根据相机的标定参数建立纹理图像和三维空间点之间的映射关系，即可通过上述成像方法得到纹理图中每个像素点在空间中的深度信息，所以分割纹理图就等同于分割点云。伤口的模拟使用黑色的人体彩绘笔模拟伤口，SAM的分割效果如图5、图6和图7所示。可以通过SAM(Segment Anything Model)对纹理图像进行图像分割处理，在用SAM得到纹理图中烧伤区域的蒙版后，纹理图中每个点的深度信息Z′c(i,j)可以表示为：
应理解的是，SAM是一种最先进的图像分割模型，它可以对不熟悉的物体和图像进行零样本泛化，而无需额外的训练，就可以识别任意的图像。SAM接受了数百万张图片和超过10亿个掩码的数据集训练，该数据集经过精心策划，涵盖广泛的领域、对象和场景，因此能确保模型可以很好的泛化到不同的任务，可为任何提示返回有效的分割掩码。在应用方面，目前支持交互式标注，可以通过画框、鼠标点击、文本作为提示来获取分割部分的蒙版。
S105、基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型。
示例性地，基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，将蒙版图像利用重投影变换得到对应的稠密点云，对点云进行网格封装和网格细化处理，其中，网格封装也称点云网格化；是利用一系列的网格来近似拟合点云，在图形学中，一般使用三角网格和四角网格，相较于四角网格，三角网格稳定性强、结构简单，面积计算简单等优点，因此，我们对点云进行三角网格化。通过使用分割模型对采集到的2D图像进行分割，利用重投影变换得到对应的稠密点云，经过网格封装和细化，最终获得精确烧伤面积。
S106、基于三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到烧伤区域的面积。
在本发明的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法中，基于时间编码的红外结构光对烧伤区域进行重建，从三个角度重建物体，可以获得高精度、高帧率、完整的点云数据及纹理数据；因为本发明可以得到实时的点云数据，因此在采集数据的时间方面优于现有方法，这样也同时减少了多次成像带来的误差；在分割烧伤区域时，可以对网络分割出的区域进行调整，以增加分割的准确性，进而精确计算烧伤面积，并且这种分割方式是不需要进行预训练的。
在本发明的另一实现方式中，还包括：通过外部触发器连接各个投影仪；通过格雷码加线移法的空间编码方案获得一组预设编码；将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域，包括：触发器发出信号，触发投影仪将一组预设编码按照预设角度投影到烧伤区域，其中，投影仪至少包含3个。
在本发明的另一实现方式中，通过相机采集预设编码在烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像，包括：投影仪在烧伤区域中每投射一张编码后，通过触发线触发相机采集一张编码图像，其中，相机采集到的第一张全白图像为纹理图像。
示例性地，结构光采集装置如图4所示，结构光系统的相机采用工业相机，加装与投影光源适配的窄带滤光片，3个结构光系统的波段分别为730nm、850nm和950nm。投影光源采用德州仪器4500的DLP投影仪，投射图案采用格雷码加线移法的空间编码方案，通过同步控制相机曝光时间，实现整个扫描场的曝光融合，获取一幅完整的结构光投射图像，投影帧率可达2800Hz以上，保证3D扫描的实时性。根据张氏标定法获得相机和投影仪之间的位置关系后，再根据极线约束和三角测距原理得到深度信息。
进一步地，采用外部触发器连接三套结构光系统的投影仪，并用触发线连接投影仪和相机，使触发器发出一个信号后，同时触发三台投影仪投射一组上述编码；投影仪每投射一张编码后，触发相机拍摄一张编码图像，保证了三套系统的同步控制。
应理解的是，在目前的三维立体成像的方法中，结构光视觉技术以其硬件结构简单、大量程、大视场、光条纹图像信息提取简单、实时性强等特点，目前已经广泛应用于工业、医美、虚拟现实和和文化遗产保护等众多领域。相比于传统的双目视觉，基于结构光的三维重建技术是一种主动式三维重建技术，它使用投影仪把一个或一组预先设定的光条纹按照一定的角度投射到带重建物体表面上，通过另一角度的相机获取到因物体表面而扭曲变形的条纹图案，结合投影仪器和相机的标定参数，就可以计算出待测物体表面的形貌数据。
本申请中硬件装置主要用于烧伤区域的实时三维成像，基于编码结构光三维扫描原理，为了保证成像的完整性，采用了三台结构光设备在不同角度对烧伤区域进行重建；为了避免设备之间投射的结构光投射在烧伤区域互相干扰，结构光系统采用了三个不同波段的红外投射光源；通过同步控制模块完成三套结构光系统中投影仪和相机之间的同步，并实现了高速扫描过程；基于成像装置内置的GPU模块实现烧伤区域的实时三维点云重建。
在本发明的另一实现方式中，还包括：基于相机的标定参数，确定编码图像与三维空间点之间的映射关系。
示例性地，相机的标定参数分为内部参数和外部参数，内部参数包括相机的焦距、畸变因子等，外部参数包括相机和投影仪之间的位置关系。
在本发明的另一实现方式中，基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型，包括：基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，确定蒙版图像中每个像素点在三维空间中对应的点云；通过泊松曲面重建算法对蒙版中的点云进行网格封装处理，得到基础三角网格模型；通过三角网格细分算法对三角网格模型进行网格细化处理，得到目标三角网格模型。
示例性地，基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，将蒙版图像利用重投影变换得到对应的稠密点云，通过泊松曲面重建算法对点云进行网格封装，具体算法流程如下：
1.构造八叉树。根据点云M的空间点建立一个八叉树，八叉树中的顶点o对应的节点函数Fo可以表示为：
其中，co和wo分别表示八叉树节点的中心和宽度。
2.计算向量场。根据点云M中的每个数据点m进行邻域的八个节点的三线性插值构造向量场：
pm表示当前节点，表示当前节点的法向量，NrD(m)表示当前节点pm的八个邻域节点，λo,m表示插值权重。
3.解泊松方程。这里使用的指示函数可以表示为：
该函数的梯度应等于向量场即/>但实际上向量场/>不可积。所以用散度算子将原方程转化为泊松方程求解：
用多重网格发求解该方程，然后根据泊松方程，用移动立体面方法提取等值面，最后将计算出的三角面片拼接起来就完成网格封装。
应理解的是，网格细化指的是将原有模型上的网格分成更多网格，从而将模型变得更加精细。典型的三角网格细分算法可以简单分为两类：插值法和逼近法。由于人体的皮肤不存在尖锐特征，因此本发明使用逼近法中实现简单、极限点和切平面可以精确计算的Loop算法。这是一种只能运用在三角网格上的方法，基本思想就是把一个三角形分成四个三角形(每条边的中点生成一个新的三角形)，区分新顶点和老顶点，并对附近顶点分配权重改变其位置，最终让模型表面变得更加光滑。经过上述操作后，烧伤区域细化网格后的结果如图8所示。
在本发明的另一实现方式中，基于三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到烧伤区域的面积，包括：计算目标三角网格模型中的各个三角面片的面积；对各个三角面片的面积进行求和处理，得到烧伤区域的面积。
示例性地，在获得了高精度点云并生成了细化后的三角网格后，使用烧伤区域的三角网格的面积表示烧伤区域的真实面积。假设ai，bi，ci分别表示某个三角网格的三个边长，该面积S可以表示为：
使用SAM分割模型对纹理图中烧伤区域进行分割的方法，医护人员可以使用画框或鼠标点击作为提示对烧伤区域进行调整，以获得精确的烧伤区域，最后重投影到3D空间中准确地计算烧伤面积。
图9为本发明实施例提供的一种基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算装置900的结构示意图，如图9所示，本实施例主要包括：
图像获取模块901：用于将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域；通过相机采集预设编码在烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像；
图像处理模块902：用于基于编码图像与三维空间点之间的映射关系，确定纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息；通过图像分割模型对纹理图像进行图像分割处理，得到烧伤区域的蒙版图像；
模型生成模块903：用于基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型；
面积计算模块904：用于基于三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到烧伤区域的面积。
在本发明的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算装置900中，基于时间编码的红外结构光对烧伤区域进行重建，从三个角度重建物体，可以获得高精度、高帧率、完整的点云数据及纹理数据；因为本发明可以得到实时的点云数据，因此在采集数据的时间方面优于现有方法，这样也同时减少了多次成像带来的误差；在分割烧伤区域时，可以对网络分割出的区域进行调整，以增加分割的准确性，进而精确计算烧伤面积，并且这种分割方式是不需要进行预训练的。
在本发明的另一实现方式中，图像获取模块901还用于通过外部触发器连接各个投影仪；通过格雷码加线移法的空间编码方案获得一组预设编码；触发器发出信号，触发投影仪将一组预设编码按照预设角度投影到烧伤区域，其中，投影仪至少包含3个。
在本发明的另一实现方式中，图像获取模块901还用于投影仪在烧伤区域中每投射一张编码后，通过触发线触发相机采集一张编码图像，其中，相机采集到的第一张全白图像为纹理图像。
在本发明的另一实现方式中，图像处理模块902还用于基于相机的标定参数，确定编码图像与三维空间点之间的映射关系。
在本发明的另一实现方式中，模型生成模块903还用于基于纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，确定蒙版图像中每个像素点在三维空间中对应的点云；通过泊松曲面重建算法对蒙版中的点云进行网格封装处理，得到基础三角网格模型；通过三角网格细分算法对三角网格模型进行网格细化处理，得到目标三角网格模型。
在本发明的另一实现方式中，面积计算模块904还用于计算目标三角网格模型中的各个三角面片的面积；对各个三角面片的面积进行求和处理，得到烧伤区域的面积。
如图10所示，该电子设备1000可以包括：处理器(processor)1001、存储器(memory)1003、以及通信总线1004、通信接口(Communications Interface)1005。
其中：
处理器1001、存储器1003以及通信接口1005、通过通信总线1004完成相互间的通信。
通信接口1005，用于与其它电子设备或服务器进行通信。
处理器1001，用于执行程序1002，具体可以执行上述实施例中任一项基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法的步骤。
具体地，程序1002可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器1001可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。智能设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器1003，用于存放程序1002。存储器1003可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序1002具体可以用于使得处理器1001执行以实现实施例中所描述任一项基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法的步骤。程序1002中各步骤的具体实现可以参见上述步骤中任一项基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法所执行的步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述。
本申请示例性实施例还提供一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机执行本申请各实施例的方法。
上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可存储在记录介质(诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)的记录介质上的这样的软件处理。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如，RAM、ROM、闪存等)，当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现在此描述的方法。此外，当通用计算机访问用于实现在此示出的方法的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的方法的专用计算机。
至此，已经对本发明的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序，以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理可以是有利的。
需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件或名称，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
需要说明的是，虽然结合附图对本发明的具体实施例进行了详细地描述，但不应理解为对本发明的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本发明的保护范围。
本发明实施例的示例旨在简明地说明本发明实施例的技术特点，使得本领域技术人员能够直观了解本发明实施例的技术特点，并不作为本发明实施例的不当限定。
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，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算的方法，其特征在于，包括：
将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域；
通过相机采集所述预设编码在所述烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像；
基于所述编码图像与三维空间点之间的映射关系，确定所述纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息；
通过图像分割模型对所述纹理图像进行图像分割处理，得到所述烧伤区域的蒙版图像；
基于所述纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对所述蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型；
基于所述三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到所述烧伤区域的面积。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过外部触发器连接各个投影仪；
通过格雷码加线移法的空间编码方案获得一组预设编码；
所述将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域，包括：
所述触发器发出信号，触发所述投影仪将所述一组预设编码按照预设角度投影到烧伤区域，其中，所述投影仪至少包含3个。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过相机采集所述预设编码在所述烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像，包括：
所述投影仪在所述烧伤区域中每投射一张编码后，通过触发线触发相机采集一张编码图像，其中，所述相机采集到的第一张全白图像为纹理图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述相机的标定参数，确定所述编码图像与三维空间点之间的映射关系。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对所述蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型，包括：
基于所述纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，确定所述蒙版图像中每个像素点在三维空间中对应的点云；
通过泊松曲面重建算法对所述点云进行网格封装处理，得到基础三角网格模型；
通过三角网格细分算法对所述三角网格模型进行网格细化处理，得到目标三角网格模型。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到所述烧伤区域的面积，包括：
计算所述目标三角网格模型中的各个三角面片的面积；
对所述各个三角面片的面积进行求和处理，得到所述烧伤区域的面积。
7.一种基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算装置，其特征在于，包括：
图像获取模块：用于将预设编码通过投影仪投影到烧伤区域；通过相机采集所述预设编码在所述烧伤区域中呈现的编码图像和纹理图像；
图像处理模块：用于基于所述编码图像与三维空间点之间的映射关系，确定所述纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息；通过图像分割模型对所述纹理图像进行图像分割处理，得到所述烧伤区域的蒙版图像；
模型生成模块：用于基于所述纹理图像中每个像素点在三维空间中的深度信息，对所述蒙版图像对应的点云进行三角网格化处理，得到三角网格模型；
面积计算模块：用于基于所述三角网格模型中的各个三角面片进行计算处理，得到所述烧伤区域的面积。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法的步骤。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于多波段红外结构光系统的皮肤烧伤面积计算方法中的步骤。
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