口扫机系统及产生三维模型过程中的数据填补方法与流程

本发明涉及一种口扫机系统及产生三维模型过程中的数据填补方法，尤其涉及产生三维模型过程中孔洞的自动填补机制。

背景技术：

1、目前的口腔扫描仪(intraoral scanners,ios)通常使用探头伸入口腔内，以对口腔内目标物进行扫描。具体来说，口腔扫描仪采用结构光技术在扫描与创建三维表面模型的过程中，持续利用影像投射装置将编码序列图样投射到目标物(例如牙齿)表面，同步经取像装置拍摄目标物表面的影像，再通过实时运算以计算出三维表面深度信息。以投射条纹结构光为例，结构光投射到牙齿表面后因牙齿表面深度不同而造成投射条纹位移，根据已知参数将位移幅度进行运算，得到各像素点所代表的实际深度信息。将口腔扫描仪在口腔内移动扫描以不断重复上述过程，通过持续投光、取像与深度计算得到感测区域表面深度信息，并且在口腔扫描仪移动的过程中持续将深度信息融合到模型资料中，通过拼贴与融合不同位移下得到的深度信息并进行处理，最终输出代表该扫描空间表面的三维模型，完成整个扫描程序。

2、实际操作中，由于环境或各种噪声干扰，如表面过度反光、完全不反光、视野被遮挡等，影响取像质量，使得某些区域深度信息无法正确取得，最后在三维模型上存在若干缺损孔洞(holes)。现有技术中，会通过算法找出这些缺损孔洞并做相应填补(hole-filling)处理，以提高三维模型质量。但在实际成像建模以及孔洞填补的过程中，有可能会将某些实体孔洞(如牙间隙、齿缝等)也做填补，使得模型的深度信息不正确，导致模型失真。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种口扫机系统及产生三维模型过程中的数据填补方法，以解决上述问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种用于口扫机系统产生三维模型过程中的数据填补方法，其包含，

3、步骤a，依序利用多种颜色光线投射于目标物上以获得多个投射影像，根据该多个投射影像建立包含多个不可被填补的开放区的开放区资料图；搜寻初始三维模型网格上的所有孔洞，并建立孔洞资料表；

4、步骤b，根据该开放区资料图剔除该孔洞资料表中与该多个不可填补的开放区对应的多个孔洞以形成更新后的该孔洞资料表；以及

5、步骤c，根据更新后的该孔洞资料表对该初始三维模型网格上的其余孔洞进行填补。

6、作为可选的技术方案，步骤a还包括，于该初始三维模型网格中找出所有封闭区域，每一封闭区域定义为一孔洞。

7、作为可选的技术方案，步骤a还包括，搜寻该多个投影影像中灰阶值低于第一预设值的区域并作为该多个不可被填补的开放区，以形成该开放区资料图。

8、作为可选的技术方案，步骤a还包含将该多个投射影像进行叠加融合以形成参考影像，搜寻该参考影像中灰阶值低于该第一预设值的区域并作为该多个不可被填补的开放区。

9、作为可选的技术方案，该第一预设值≤5。

10、作为可选的技术方案，该多种颜色光线包含红色光线、蓝色光线和绿色光线。

11、作为可选的技术方案，该数据填补方法还包含，步骤d，输出经填补后的该初始三维模型网格。

12、作为可选的技术方案，该所有孔洞包含第一类孔洞和第二类孔洞，该开放区资料图中的各不可被填补的开放区对应该第一类孔洞；于步骤c中，根据更新后的该孔洞资料表对该第二类孔洞进行填补。

13、作为可选的技术方案，于步骤a前，该数据填补方法还包含，

14、产生结构光图样；

15、投射该结构光图样至目标区表面；

16、撷取该目标区表面的表面影像；

17、根据该表面影像获取目前深度信息；以及

18、融合该目前深度信息至模型资料库中以建立对应该目标区表面的初始三维模型网格。

19、此外，本发明还提出一种口扫机系统，其包含结构光投射模组、影像撷取模组、记忆储存单元以及运算处理单元，结构光投射模组用于依序利用多种颜色光线投射于目标物上；影像撷取模组用于获取对应该多种颜色光线的多个投射影像；记忆储存单元储存有初始三维模型网格；运算处理单元通信连接该影像撷取模组及该记忆储存单元；使用时，该运算处理单元根据用于根据该多个投射影像建立包含多个不可被填补的开放区的资料图，并搜寻初始三维模型网格上的所有孔洞以建立孔洞资料表，然后根据该开放区资料图提出该孔洞资料表中与该多个不可填补的开放区对应的多个孔洞以形成更新后的该孔洞资料表，并根据更新后的该孔洞资料表对该初始三维模型网格上的其余孔洞进行填补。

20、本发明的口扫机系统及产生三维模型过程中的数据填补方法，利用多种颜色光线投射于目标物上形成的多个二维影像资料辅助分析、筛选三维模型网格上的孔洞类型，以协助形成三维模型网格上的孔洞的填补决策机制，以便后续对需要填补的孔洞进行自动填补，对不需要填补的孔洞不进行填补，以提高三维模型的质量。

21、以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

技术特征：

1.一种用于口扫机系统产生三维模型过程中的数据填补方法，其特征在于包含，

2.根据权利要求1所述的数据填补方法，其特征在于，步骤a还包括，于该初始三维模型网格中找出所有封闭区域，每一封闭区域定义为一孔洞。

3.根据权利要求1所述的数据填补方法，其特征在于，步骤a还包括，搜寻该多个投影影像中灰阶值低于第一预设值的区域并作为该多个不可被填补的开放区，以形成该开放区资料图。

4.根据权利要求3所述的数据填补方法，其特征在于，步骤a还包含将该多个投射影像进行叠加融合以形成参考影像，搜寻该参考影像中灰阶值低于该第一预设值的区域并作为该多个不可被填补的开放区。

5.根据权利要求3所述的数据填补方法，其特征在于，该第一预设值≤5。

6.根据权利要求1所述的数据填补方法，其特征在于，该多种颜色光线包含红色光线、蓝色光线和绿色光线。

7.根据权利要求1所述的数据填补方法，其特征在于，于步骤a前，该数据填补方法还包含，

8.一种口扫机系统，其特征在于包含，

9.根据权利要求8所述的口扫机系统，其特征在于，该运算处理单元还用于在该初始三维模型网格中找出所有封闭区域，每一封闭区域定义为一孔洞。

10.根据权利要求1所述的口扫机系统，其特征在于，该运算处理单元还用于搜寻该多个投影影像中灰阶值低于第一预设值的区域并作为一不可被填补的开放区，以形成该开放区资料图。

技术总结
本发明公开一种口扫机系统及产生三维模型过程中的数据填补方法，该方法包含，依序利用多种颜色光线投射于目标物上以获得多个投射影像，根据该多个投射影像建立包含多个不可被填补的开放区的开放区资料图；搜寻初始三维模型网格上的所有孔洞，并建立孔洞资料表；根据该开放区资料图剔除该孔洞资料表中与该多个不可填补的开放区对应的多个孔洞以形成更新后的该孔洞资料表；根据更新后的该孔洞资料表对该初始三维模型网格上的其余孔洞进行填补。本发明利用多种颜色光线投射于目标物上形成的多个二维影像资料协助形成三维模型网格上的孔洞的填补决策机制，以便后续仅对需要填补的孔洞进行自动填补，以提高三维模型的质量。

技术研发人员：吴壮为,江镇成,林彦村
受保护的技术使用者：苏州佳世达光电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15