[發(fā)明專利]多視角點(diǎn)云配準(zhǔn)方法、裝置以及計(jì)算機(jī)設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010040824.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111210466A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王榮軍;張晶;劉利康
• 申請（專利權(quán)）人: 華志微創(chuàng)醫(yī)療科技（北京）有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張萌

1.一種多視角點(diǎn)云配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法包括：

確定從第一點(diǎn)云對象配準(zhǔn)到目標(biāo)點(diǎn)云對象的初始轉(zhuǎn)移矩陣，以及所述第一點(diǎn)云對象通過所述初始轉(zhuǎn)移矩陣轉(zhuǎn)換后得到的第二點(diǎn)云對象；其中，所述第一點(diǎn)云對象和所述目標(biāo)點(diǎn)云對象為不同視角點(diǎn)下的點(diǎn)云；所述初始轉(zhuǎn)移矩陣為通過粗配準(zhǔn)算法進(jìn)行配準(zhǔn)的轉(zhuǎn)移矩陣；

基于所述第二點(diǎn)云對象和所述目標(biāo)點(diǎn)云對象，重復(fù)進(jìn)行如下迭代步驟，直至迭代結(jié)果滿足預(yù)設(shè)條件，得到滿足所述預(yù)設(shè)條件的轉(zhuǎn)移矩陣：

基于預(yù)設(shè)的人體面部特征鄰域，利用四元數(shù)算法計(jì)算從所述第二點(diǎn)云對象配準(zhǔn)到所述目標(biāo)點(diǎn)云對象的中間轉(zhuǎn)移矩陣；

對所述第二點(diǎn)云對象通過所述中間轉(zhuǎn)移矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到轉(zhuǎn)換結(jié)果；設(shè)置基于所述轉(zhuǎn)換結(jié)果與所述目標(biāo)點(diǎn)云對象之間重合度的評價函數(shù)，并通過計(jì)算得到所述評價函數(shù)的極小值；

判斷所述評價函數(shù)的極小值是否滿足所述預(yù)設(shè)條件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，判斷所述評價函數(shù)的極小值是否滿足所述預(yù)設(shè)條件的步驟之后，還包括：

若是，則基于所述初始轉(zhuǎn)移矩陣和所述中間轉(zhuǎn)移矩陣得到最終轉(zhuǎn)移矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)條件為：當(dāng)前迭代過程產(chǎn)生的評價函數(shù)極小值與上次迭代過程產(chǎn)生的評價函數(shù)極小值之間的相差值小于預(yù)設(shè)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計(jì)算所述評價函數(shù)的極小值的步驟之前，還包括：

基于所述預(yù)設(shè)的人體面部特征鄰域計(jì)算所述第二點(diǎn)云對象的第二數(shù)據(jù)點(diǎn)集；

基于所述預(yù)設(shè)的人體面部特征鄰域計(jì)算所述目標(biāo)點(diǎn)云對象的目標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)集；

基于所述第二數(shù)據(jù)點(diǎn)集和所述目標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)集，計(jì)算所述第二數(shù)據(jù)點(diǎn)集和所述目標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)集之間的互樣本協(xié)方差矩陣。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，計(jì)算所述評價函數(shù)的極小值的步驟，包括：

基于所述評價函數(shù)、所述中間轉(zhuǎn)移矩陣以及所述互樣本協(xié)方差矩陣進(jìn)行計(jì)算，得到所述評價函數(shù)的極小值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述中間轉(zhuǎn)移矩陣包括：旋轉(zhuǎn)矩陣、平移向量以及放縮誤差因子。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的人體面部特征鄰域包括下述至少四項(xiàng)：

人體面部的鼻尖點(diǎn)、左眼內(nèi)眥點(diǎn)、右眼內(nèi)眥點(diǎn)、眉間點(diǎn)、左鼻翼點(diǎn)、右鼻翼點(diǎn)、鼻根點(diǎn)以及人中點(diǎn)對應(yīng)的特征鄰域。

8.一種多視角點(diǎn)云配準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述裝置包括：

確定模塊，用于確定從第一點(diǎn)云對象配準(zhǔn)到目標(biāo)點(diǎn)云對象的初始轉(zhuǎn)移矩陣，以及所述第一點(diǎn)云對象通過所述初始轉(zhuǎn)移矩陣轉(zhuǎn)換后得到的第二點(diǎn)云對象；其中，所述第一點(diǎn)云對象和所述目標(biāo)點(diǎn)云對象為不同視角點(diǎn)下的點(diǎn)云；所述初始轉(zhuǎn)移矩陣為通過粗配準(zhǔn)算法進(jìn)行配準(zhǔn)的轉(zhuǎn)移矩陣；

計(jì)算模塊，用于基于預(yù)設(shè)的人體面部特征鄰域，利用四元數(shù)算法計(jì)算從所述第二點(diǎn)云對象配準(zhǔn)到所述目標(biāo)點(diǎn)云對象的中間轉(zhuǎn)移矩陣；

轉(zhuǎn)換模塊，用于對所述第二點(diǎn)云對象通過所述中間轉(zhuǎn)移矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到轉(zhuǎn)換結(jié)果，設(shè)置基于所述轉(zhuǎn)換結(jié)果與所述目標(biāo)點(diǎn)云對象之間重合度的評價函數(shù)，并通過計(jì)算得到所述評價函數(shù)的極小值；

判斷模塊，用于判斷所述評價函數(shù)的極小值是否滿足預(yù)設(shè)條件。

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器，所述存儲器中存儲有可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有機(jī)器可運(yùn)行指令，所述計(jì)算機(jī)可運(yùn)行指令在被處理器調(diào)用和運(yùn)行時，所述計(jì)算機(jī)可運(yùn)行指令促使所述處理器運(yùn)行所述權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法。