[發明專利]結構光編碼方法、三維重建方法、口腔掃描儀及重建方法

在審

• 申請號: 202211550040.4
• 申請日: 2022-12-05
• 公開（公告）號: CN115937418A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 劉大鵬;鄭燕芳;李芹;錢偉;石愛軍
• 申請（專利權）人: 上海麥牙科技有限公司;上海微云實業集團有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種結構光編碼方法，其特征在于，包括：

生成第一圖案，對所述第一圖案執行反碼操作，得到對應的第一反碼圖案，所述第一圖案為黑白條紋圖案；將所述第一圖案和第一反碼圖案均按行左移或右移0.5倍的第一圖案的條紋寬度，得到第一移動圖案和對應的第一移動反碼圖案；

將第一圖案、第一反碼圖案、第一移動圖案、第一移動反碼圖案依次排列，得到第一圖像序列；

生成第一系列的格雷碼編碼圖案，所述格雷碼編碼圖案為黑白圖案，所述第一系列的格雷碼編碼圖案的張數根據第一圖案的條紋寬度和投影圖案寬度確定；

去除第一系列的格雷碼編碼圖案中條紋最寬的圖案，得到第二系列的格雷碼編碼圖案，對第二系列的格雷碼編碼圖案執行反碼操作，得到對應的格雷碼反碼圖案；

將第二系列的格雷碼編碼圖案和對應的格雷碼反碼圖案依次排列，其中格雷碼編碼圖案和對應的格雷碼反碼圖案交叉，得到第二圖像序列；

將第一圖像序列、第二圖像序列依次排列，并進行編號，按編號順序，形成第三圖像序列。

2.根據權利要求1所述的結構光編碼方法，其特征在于，所述結構光編碼方法還包括：根據第一圖案的條紋寬度和投影圖案寬度確定第一系列的格雷碼編碼圖案的張數，包括如下步驟：

根據第一圖案的條紋寬度和投影圖案寬度計算第一圖案中的條紋數量；

根據第一圖案中的條紋數量確定第一系列的格雷碼編碼圖案的張數。

3.根據權利要求2所述的結構光編碼方法，其特征在于，生成第一系列的格雷碼編碼圖案方法包括：根據二進制轉格雷碼的編碼規則，二進制與格雷碼的最高位一致，最高位與次高位異或得到格雷碼的次高位，按照規則，依次生成格雷碼碼字，對應的生成第一系列格雷碼編碼的黑白條紋圖案。

4.一種三維重建的方法，其特征在于，包括：

編碼操作，利用權利要求1-3任一項所述的結構光編碼方法對結構光進行編碼，得到第三圖像序列，所述第三圖像序列在進行編號時，格雷碼編碼圖案編號在偶數位，對應的格雷碼反碼圖案編號在奇數位；

將第三圖像序列投射于目標物表面，并對目標物反射的圖像進行采集；

對采集的圖像進行解碼操作；所述解碼操作包括：對所有編號為偶數的圖像作二值化處理，其中，將二值化處理后的格雷碼編碼圖案，根據格雷碼與十進制之間的轉換關系，將其轉換為十進制，得到對應條紋編號；

根據解碼后的信息，進行物體三維重建。

5.根據權利要求4所述的三維重建方法，其特征在于，所述解碼操作還包括：

在格雷碼轉換時，判斷圖片中間位置是否出現條紋0，當出現條紋0時，在其右側所有條紋編號相應加0.5倍的第一系列的格雷碼編碼圖案的張數。

6.根據權利要求5所述的三維重建方法，其特征在于，所述對所有編號為偶數的圖像作二值化處理的方法為：

在像素坐標(i，j)處，灰度值分別為G₁和G₂，若G₁G₂，則解碼為1，否則解碼為0。

7.根據權利要求6所述的三維重建方法，其特征在于，根據解碼后的信息，進行物體三維重建的方法是：根據三角測量原理，完成物體三維重建。

8.一種口腔掃描儀，其特征在于，包括：

處理模塊，用于對結構光進行編碼、解碼及完成對口腔感興趣的區域的重建，進行編碼時采用權利要求1-3任一項所述的結構光編碼方法，得到第三圖像序列；

投影模塊，用于將第三圖像序列投射在口腔感興趣的區域；

采集模塊，用于采集口腔感興趣的區域反射的圖像，并發送給處理模塊，進行解碼；

處理模塊進行解碼后，完成口腔感興趣區域的三維重建。

9.根據權利要求8所述的口腔掃描儀，其特征在于，所述采集模塊為雙目相機或兩個相機。

10.一種口腔重建方法，其特征在于，包括：

手持口腔掃描儀對準口腔中感興趣的區域；

處理模塊執行編碼操作，采用權利要求1-3任一所述的結構光編碼方法對結構光進行編碼，得到第三圖像序列；

投影模塊將第三圖像序列投射于口腔中感興趣的區域，并由采集模塊對反射的圖像進行采集，并將采集的圖像回傳給處理裝置；

處理模塊對回傳的圖像進行解碼操作，解碼操作包括：對所有編號為偶數的圖像作二值化處理，其中，將二值化處理后的格雷碼編碼圖案，根據格雷碼與十進制之間的轉換關系，將其轉換為十進制，得到對應條紋編號；

基于解碼后數據，根據三角測量原理，完成口腔三維重建。