CN116235253A - 三维扫描数据处理***及三维扫描数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维扫描数据处理***及三维扫描数据处理方法，更具体地说，涉及一种三维扫描数据处理***和三维扫描数据处理方法，用于集成和利用在不同时间扫描的物体结构的三维形状数据。本发明的三维扫描数据处理***和三维扫描数据处理方法具有容易地集成在不同时间获得的与物体的三维结构相关的形状数据的效果。本发明的三维扫描数据处理***和三维扫描数据处理方法，使得关于同一物体的新的形状数据能够容易地集成到先前获得的关于该物体三维结构的形状数据中。因此，本发明具有简化三维扫描过程，节省时间，并能够改进各种过程的效果。

Description

三维扫描数据处理***及三维扫描数据处理方法

技术领域

本公开涉及一种三维扫描数据处理***及三维扫描数据处理方法，更具体地说，涉及一种三维扫描数据处理***和三维扫描数据处理方法，用于集成和利用在不同时间扫描的物体结构的三维形状数据。

背景技术

随着三维扫描仪性能的不断提高，各种类型的三维扫描仪正在被开发和使用。此外，三维扫描仪在牙科治疗中的应用也逐渐增加。

根据三维扫描仪的类型和驱动三维扫描仪的应用程序的类型，可以生成各种类型的三维形状数据。因此，需要一种能够将在彼此不同的环境中生成的物体结构的三维形状数据进行有效集成的方法。

例如，如果可以通过导入患者先前在另一家牙科诊所治疗时扫描的口腔结构的三维数据，并使用三维扫描仪将导入的三维数据与新的三维数据集成，从而生成三维形状数据，则可以简化口腔内扫描程序并节省时间。此外，根据这种方法，可以改进各种治疗程序或开发新的治疗方法。

因此，出于各种原因，例如不同类型的三维扫描仪或不同类型和格式的驱动应用程序，需要一种能够通过导入不同文件格式的现有物体扫描数据，并将所述数据与新的扫描数据有效集成，从而获得物体三维形状的装置和方法。

发明内容

本公开就是为了满足上述需求而设计的，本公开的一个方面是提供一种三维扫描数据处理***及三维扫描数据处理方法，其能够有效集成和利用在不同时间扫描或获取的物体的三维形状数据。

为了实现上述方面，本公开中的三维扫描数据处理方法可以包括导入数据接收步骤，其中，数据处理装置导入包含物体的至少一部分的形状信息的导入数据；扫描数据接收步骤，其中，扫描数据接收模块通过用三维扫描仪扫描所述物体来生成扫描数据，所述扫描数据包括所述物体的形状信息和特征信息并且至少部分地与所述导入数据相同；提取步骤，其中提取模块从所述导入数据中提取与所述扫描数据所共有的区域；比对步骤，其中比对模块基于所述导入数据和所述扫描数据共有的区域执行比对；以及集成步骤，其中集成模块通过集成所述导入数据和所述扫描数据来生成集成数据。

此外，本公开的三维扫描数据处理***可以包括：数据处理装置，其被配置为导入限定三维形状并包括物体的至少一部分的形状信息的导入数据；扫描数据接收模块，被配置为通过用三维扫描仪扫描所述物体来生成扫描数据，所述扫描数据包括所述物体的形状信息和特征信息，并且至少部分地与所述导入数据相同；提取模块，其被配置为从所述导入数据中提取与所述扫描数据所共有的区域；比对模块，其被配置为基于所述导入数据和所述扫描数据所共有的区域来执行比对；以及集成模块，被配置为通过集成所述导入数据和所述扫描数据来生成集成数据。

本公开的三维扫描数据处理***和三维扫描数据处理方法可以具有容易地将在不同时间获得的与物体的三维结构相关的形状数据进行集成的效果。

本公开的三维扫描数据处理***和三维扫描数据处理方法使得可以容易地将物体的新的形状数据与先前获得的同一物体的三维结构的形状数据进行集成。因此，本公开具有简化三维扫描程序、节省时间，并能够改进各程序的效果。

附图说明

图1为显示本公开一个实施例的三维扫描数据处理***的框图。

图2为显示根据本公开的三维扫描数据处理方法的实施例的流程图。

图3至图8示出了通过使用图1所示的三维扫描数据处理***来实现本公开的三维扫描信息处理方法的过程。

具体实施方式

根据三维扫描仪的类型和驱动三维扫描仪的应用程序的类型来生成各种类型的三维数据。应用程序形成不同类型的三维数据，并且所形成的三维数据在应用程序之间不兼容。相互不兼容的原因是每个应用程序都有唯一的三维数据格式，但三维数据格式没有被公开。因此，当第二个应用程序想要读取由第一个应用程序生成的三维数据时，第一个应用程序需要将三维数据转换为使第二个应用程序能够读取该三维数据的格式，并导出该三维数据。三维数据的常用格式包括带有扩展的格式，如OBJ、PLY和STL，但不限于此。常用格式的三维数据可以被各种应用程序读取，因为数据的格式是开放的。然而，常用格式的三维数据往往只包含三维数据的几何信息。因此，为了使由所述应用程序导入的一般格式的三维数据与由应用程序新生成的扫描数据比对，需要对所述导入数据进行处理的过程。

以下，将参照附图对本公开实施例的三维扫描数据处理***和三维扫描数据处理方法进行描述。

图1是根据本公开实施例的三维扫描数据处理***的框图。

本公开旨在将利用应用程序导出的物体结构的三维数据文件与通过扫描新获得的同一物体的三维数据进行集成。在这种情况下，执行导出的应用程序和执行导入的应用程序可以是同一个应用程序。

在本公开中，“物体”是待扫描的物体，并且可以包括人、动物或其一部分。例如，所述物体可包括身体的一部分(内脏或器官等)、可附着在所述物体上或可***在所述物体内的人造结构，等等。例如，所述物体可包括牙齿、牙龈、口腔的至少部分区域和/或可***口腔的人造结构(例如，包括支架和钢丝的正畸装置，包括植入物的牙齿修复物，假牙、嵌体、镶体等，可***口腔的正畸辅助器具等)、附着有人造结构的牙齿或牙龈，等。

在本公开中，“数据”可以指在二维或三维中用于表示物体所需的信息。此外，在本公开中，“数据”可以指表征物体三维特征的信息，该物体包括牙齿、牙龈和附着于牙齿或牙龈的人造结构中的至少一个。

以下，将应用程序导出的物体结构的三维数据文件称为导入数据，将新获取的待与导入数据集成的物体结构的三维数据称为扫描数据。

所述导入数据可以指由应用程序导出并具有开放文件格式的数据。所述导入数据可以是具有点数据和网格数据中的至少一个的几何信息的数据。所述导入数据可以是例如具有诸如OBJ、PLY或STL等扩展名的文件，但文件格式不限于此。

所述扫描数据可以是从三维扫描仪获得的数据，并且部分具有网格形状。原始数据从三维扫描仪获取并传输到应用程序后，当以连接所有点的完整网格的形式存储时，原始数据具有唯一的数据格式。这里，所述扫描数据可是在以完整网格形式进行存储之前的数据。所述扫描数据可以是原始数据中进一步包括限定物体三维形状特征的特征信息的数据。

假设这样的特征信息不包括在输入数据中，但是在某些情况下，这样的特征数据也可以部分地包括在导入数据中。

下面，将描述其中要进行三维扫描的物体是人的口腔的一个示例。

导入数据和扫描数据是同一个人口腔的不同类型的三维形状数据。即，所述导入数据和所述扫描数据各自包含一个共同的口腔形状部分。导入数据可以是具有各种格式的三维形状数据。扫描数据是与导入数据具有不同文件格式的三维形状数据。所述扫描数据包括点数据、网格数据和特征信息，并且可以实时生成。

根据本实施例的三维扫描数据处理***中使用的三维扫描仪71可以包括用于获取物体的形状数据的医疗设备。例如，所述三维扫描仪71可以是通过使用至少一个图像传感器(例如，光学相机)扫描物体的口腔内扫描仪或台式扫描仪。所述三维扫描仪71可将从所述物体获得的原始数据传输到扫描数据接收模块10。当三维扫描仪71扫描患者的口腔时，扫描数据接收模块10处理从三维扫描仪71获取的原始数据，以生成包括特征信息和限定三维形状的点在内的扫描数据。即，所述扫描数据是从所述三维扫描仪71所获得的数据中获得的。

本实施例的三维扫描数据处理***包括扫描数据接收模块10、数据处理装置20、比对模块50、显示模块60、编辑工具52和集成模块70中的至少一个。所述扫描数据接收模块10可以包含在根据实施例的三维扫描仪71中。根据实施例的三维扫描数据处理***可以是诸如智能手机、膝上型计算机、台式计算机、PDA和平板PC的计算设备，但不限于此。

所述数据处理装置20接收导入数据。所述数据处理装置20可以接收文件形式的导入数据。所述数据处理装置20可以接收通过处理从三维扫描仪71获得的原始数据而获得的数据形式的扫描数据。导入数据和扫描数据基本上通过位于物体表面上的点的三维坐标来限定物体的形状。除了这些点的坐标外，导入数据和扫描数据还可以进一步包括通过连接相邻点形成的网格上的信息，并且还可以进一步包括指示每个点的方向的法向量信息。

此外，包含在所述扫描数据中的特征信息是通过使用三维扫描仪获得的物体的点计算出的表明物体三维形状特征的信息。通过连接所述扫描数据的相邻点形成的表面曲率可以是所述扫描数据的特征信息的示例。所述扫描数据所限定的物体表面上特定点的波纹形状可以是所述扫描数据的特征信息。

存储模块80存储由所述数据处理装置20接收的导入数据和由所述扫描数据接收模块10生成的扫描数据。

提取模块40从所述导入数据中提取与扫描数据共有的区域。提取模块40从导入数据生成至少一条如上所述的特征信息，例如表面曲率信息、表面波纹信息和用户输入信息，以提取与扫描数据共同的区域。

比对模块50基于所述导入数据和所述扫描数据共有的区域，调整所述导入数据和所述扫描数据中的至少一个的位置和方向，并将其中一个与另一个比对。

集成模块70集成经彼此比对的所述导入数据和所述扫描数据，并且存储模块80将所述导入数据和所述扫描数据存储为集成数据。

所述显示模块60在例如监控器等显示装置51上显示由所述数据处理装置20接收的导入数据和由所述扫描数据接收模块10生成的扫描数据限定的口腔形状102。或者，所述显示模块60在所述显示装置51上显示由所述比对模块50比对的导入数据所限定的口腔形状101和由所述扫描数据所限定的口腔形状102。监控器和VR设备可以是显示装置51的示例。

所述编辑工具52根据通过诸如鼠标、触摸板、键盘和扫描仪中提供的输入模块等输入设备输入的用户命令编辑导入数据或扫描数据。在本实施例中，所述显示模块60将所述编辑工具52连同口腔形状一起显示在所述显示装置51上。所述编辑工具52接收来自输入设备的命令，并提供例如删除导入数据和扫描数据的一部分等编辑功能。

分辨率模块30将所述导入数据转换成适合于与所述扫描数据集成的形式。下面将描述具体操作。

以下，将详细描述上述装置用于实现三维扫描数据处理方法的具体操作，以及根据本公开的三维扫描数据处理方法。

图2为显示根据本公开的三维扫描数据处理方法的实施例的流程图。

首先，导入数据由数据处理装置20导入(导入数据接收步骤S100)。在本实施例中，导入数据被配置为通过使用三维空间中的点和由连接这些点形成的多边形网格来限定口腔的三维形状。通常，在口腔内扫描领域中，主要使用三角形网格。在本实施例中，将通过使用由连接三维空间中的相邻点而形成的三角形网格形式的导入数据作为示例来进行描述。在某些情况下，导入数据可不包括网格信息，而只包括点信息。此外，导入数据还可以包括指示每个点的方向的法向量信息。

所述导入数据可以是先前扫描和存储的数据，或者是通过另一个三维扫描仪71或另一设备执行扫描而获得的数据。在本实施例中，将描述以数据处理装置不使用三维扫描仪而导入所述导入数据的方式执行导入数据接收步骤的示例。

稍后待描述的扫描数据包括用三维空间中的点和通过连接这些点而形成的多边形网格(本实施例中为三角形网格)限定口腔的三维形状的数据。扫描数据是新扫描的数据，待添加到导入数据中或与导入数据一起累积。所述扫描数据具有不同于所述导入数据的格式，因此可以包括不同于所述导入数据的参考方向、分辨率等，并且可以进一步包括如上所述的特征信息。

在本实施例中，将描述以毫米(mm)为单位存储导入数据和扫描数据中的点的坐标的示例。

存储模块80存储由数据处理装置20接收的导入数据(S300)。

分辨率模块30确定导入数据中相邻点之间的距离是否超过参考距离(分辨率确定步骤S400)。所述分辨率确定步骤可以针对所述导入数据的所有点执行，也可以仅针对某些采样点执行。

所述参考距离表示扫描数据的相邻点之间的最大允许距离。或者，当扫描数据被体素化时，所述参考距离可以表示相邻体素之间的距离。所述参考距离成为确定扫描数据中口腔形状的分辨率的标准。随着所述扫描数据的相邻点之间的距离变窄，口腔形状被定义为具有更高的分辨率。在本实施例中，参考距离为0.1mm。即，对所述扫描数据的点进行配置，使相邻点之间的距离在0.1mm以内，并据此确定网格的大小。

图3示出了导入数据的网格结构的一部分。在本实施例中，所述导入数据的点以0.4mm的间隔分布。由于所述扫描数据的点之间的间隔为0.1mm，因此在本实施例中参考距离为0.1mm。分辨率模块30执行分辨率确定步骤，以确定导入数据的相邻点之间的距离超过参考距离。

在上述分辨率确定步骤中，当确定导入数据的相邻点之间的距离超过参考距离时，分辨率模块30通过划分至少一些网格生成新的点而更新导入数据，使所述导入数据的相邻点之间的距离等于或小于参考距离(导入数据更新步骤S500)。这样，分辨率模块30在格式上(formally)调整所述导入数据的分辨率，以便于所述导入数据与所述扫描数据的比对和集成。

图4示出了完成导入数据更新步骤后导入数据的网格结构。分辨率模块30通过在所述导入数据的现有点之间以0.1mm的间隔添加新的点并划分网格以将这些点连接来生成新的网格。通过该过程，将所述导入数据转换为至少一些点按所述扫描数据中参考距离内的间隔排列的数据。分辨率模块30以这种方式转换导入数据，并将转换后的导入数据更新为新的导入数据。存储模块80存储更新后的导入数据。

如上所述，当分辨率模块30完成导入数据分辨率的确定和新点的生成时，显示模块60在显示装置51上显示由所述导入数据所限定的口腔的三维形状101(显示步骤)。根据本实施例的扫描数据处理装置可将所述导入数据所限定的口腔的三维形状101体素化，并可在所述显示装置51上显示体素化的形状。图5示出了在所述显示装置51上显示基于所述导入数据的所述形状101的状态。

在先前分辨率确定步骤S400中，当确定导入数据的相邻点之间的距离不超过参考距离时，执行扫描数据接收步骤和后续处理，而不执行导入数据更新步骤(S500)。

接下来，扫描数据接收模块10执行生成扫描数据的过程(扫描数据接收步骤S200)。所述扫描数据接收模块10可以通过导入扫描数据文件来接收扫描数据。但在本实施例中，将描述生成扫描数据的示例，所述扫描数据是通过三维扫描仪71实时累积的数据类型。当通过所述三维扫描仪71扫描患者的口腔时，所述扫描数据接收模块10对由所述三维扫描仪71获取的原始数据进行处理，以生成包括特征信息和限定三维形状的点在内的扫描数据。所述扫描数据接收模块10计算并生成所述扫描数据的特征信息，如上所述。如上所述，所述扫描数据还可以包括通过连接各点而配置的法向量信息和/或网格信息。所述扫描数据接收模块10实时接收所述三维扫描仪71生成的原始数据。存储模块80存储所述扫描数据接收模块10生成的扫描数据(S300)。

提取模块40利用所述导入数据的各点的坐标计算所述导入数据的特征信息，并提取所述导入数据和所述扫描数据的特征信息的共同部分(提取步骤S600)。比对模块50通过将所述导入数据和所述扫描数据的共同区域彼此对应来比对导入数据和扫描数据(比对步骤S700)。即，比对模块50通过更改所述导入数据和所述扫描数据之一的位置和方向以匹配另一个来执行比对操作。

所述比对模块50通过使用由所述提取模块40提取的所述扫描数据和所述导入数据中的口腔形状的共同部分来比对所述导入数据和所述扫描数据。

当生成所述导入数据和所述扫描数据时参考坐标不同时，所述导入数据和所述扫描数据被布置在三维空间中的不同位置和方向上。当生成所述导入数据和所述扫描数据的装置、环境和程序不同时，就会出现这种现象。

为了累积或集成并使用导入数据和扫描数据，基于不同坐标生成的导入数据和扫描数据应相互比对，并转换为基于相同坐标的数据格式。本公开使用导入数据和扫描数据的口腔形状的共同部分以使所述导入数据和所述扫描数据彼此比对。通过这种方式，可以使用各种方法来利用导入数据和扫描数据的共同形状来相互比对导入数据和扫描数据。

在一些情况下，提取模块40可以通过使用由导入数据限定的口腔形状101和由扫描数据限定的口腔形状102中的牙齿表面波纹的共同点作为特征信息，将所述导入数据和所述扫描数据彼此映射，从而提取所述导入数据和所述扫描数据的共同部分。所述提取模块40可根据所述牙齿的结构自动识别牙齿表面的细波纹图案或特征性地突出或凹陷部分，并可基于其共同点映射所述导入数据和所述扫描数据。

同样，以类似的方式，可以将位置彼此相邻的点连接形成的表面曲率存储或计算为物体三维形状的特征信息。所述提取模块30可以通过识别导入数据和扫描数据的特征信息的共同点，并将共同点相互映射，来提取所述导入数据和所述扫描数据的共同部分。

例如，所述提取模块40和所述比对模块50可以找到所述导入数据和所述扫描数据的相应平面，并通过迭代最接近点(Iterative Closest Point，ICP)技术使所述相应平面彼此比对。所述提取模块40和所述比对模块50可以通过采用反复查找最接近点并将最接近点相互匹配的ICP技术，将所述导入数据和所述扫描数据彼此准确并精确地匹配，从而将所述导入数据和所述扫描数据在三维空间中进行比对和放置。

此外，所述提取模块40和所述比对模块50可以同时使用由所述扫描数据和所述导入数据所限定的所述三维形状101和102的特征信息的比对方法以及ICP技术的比对方法。例如，所述提取模块40和所述比对模块50可以主要使用特征信息进行比对，然后再使用所述ICP技术进行进一步比对。

所述提取模块40和所述比对模块50除上述方法外，还可以通过各种其他方法识别物体的特征信息，并可以分别执行提取步骤S600和比对步骤S700。

如上所述，在使用所述三维扫描仪71实时获取扫描数据的情况下，当没有获得关于与导入数据共同的部分的扫描数据时，所述提取模块40和所述比对模块50待命，而不执行提取和比对操作。当累积的扫描数据开始接收与导入数据共同的特征信息时，所述提取模块40和所述比对模块50进行提取和比对操作。

如上所述，当通过所述比对模块50完成所述导入数据和所述扫描数据的比对时，显示模块60在显示装置51上显示基于导入数据的口腔形状101和基于扫描数据的口腔形状102(显示步骤S800)。图6示出了在所述显示装置51上显示基于导入数据的口腔形状101和基于扫描数据的口腔形状102两者的状态。如图5所示，所述比对模块50将基于扫描数据的口腔三维形状102与基于导入数据的口腔三维形状101比对，并且如图6所示，所述三维形状101和102当彼此重叠时通过所述显示模块60显示在所述显示装置51上。

所述显示模块60可以根据由输入设备接收的命令，在所述显示装置51上选择性地显示基于导入数据的口腔形状101和基于扫描数据的口腔形102。也就是说，所述显示模块60可以在所述显示装置51上显示所述导入数据和所述扫描数据，或者可以显示其中一个或使其中一个不可见。此外，如图6所示，所述显示模块60可以在所述显示装置51上显示基于导入数据的形状101和基于扫描数据的形状102，以便通过具有不同的颜色来彼此区分。此外，如图7所示，所述显示模块60可以在所述显示装置51重叠并显示导入数据和扫描数据，以便不彼此区分，并且可以在所述显示装置51上显示所述导入数据与所述扫描数据被集成的集成数据。

在一些情况下，所述显示模块60可以对所述导入数据和所述扫描数据中的每一个进行体素化，并在所述显示装置51上显示转换后的数据。可以使用各种公知的方法作为所述显示模块60将所述导入数据和所述扫描数据体素化并在所述显示装置51显示体素化数据的方法。例如，可以通过在三维空间中显示以单个各点为中心的球形体素来执行体素化。此时，可以根据设置将与每个点对应的球体的半径改变为各种值。

此外，如图8所示，所述显示模块60可以根据口腔形状数据的可靠性，在所述显示装置上对每个区域以不同的颜色显示所集成数据。图8示出了所述显示模块60在所述显示装置上以第一颜色(绿色)显示在高可靠性部分的口腔形状和以第二颜色(红色)显示在低可靠性部分的口腔形状。可靠性是根据例如所述三维扫描仪71针对每个区域获取的扫描镜头数量、扫描镜头的扫描角度和针对每个区域获取的点密度等因素计算的。即使当新的扫描数据被输入到被确定为具有高可靠性的部分时，新的数据也可以不被添加到由扫描数据限定的三维形状102。可靠性高的确定可以指示已经输入了足够的数据来限定相应的部分。因此，即使当三维扫描仪连续采集数据时，也可以不向三维形状添加新数据。在扫描数据的情况下，可以使用因素信息来计算可靠性，但是在导入数据的情况下，由于因素信息不足，因此不可能进行准确的可靠性计算。因此，可以对由导入数据限定的三维形状101赋予预定的可靠性。在一些情况下，由导入数据限定的三维形状101可以被赋予高可靠性。当可靠性作为数值给出时，由导入数据限定的三维形状101的可靠性可以被设置为100，这是最高值。当由导入数据限定的三维形状101的可靠性被设置为100时，在应用一函数对可靠性较低的区域进行过滤的情况下，可以保持三维形状101而不进行过滤(删除)。

此外，所述显示模块60可以执行显示步骤S800，使得实时生成和累积的扫描数据在实时更新的同时显示在显示装置51上。这样，当扫描数据接收模块10实时生成扫描数据时，比对模块50和显示模块60分别执行比对步骤S700和显示步骤S800，同时实时更新累积的扫描数据。

当通过所述三维扫描仪71将扫描数据导入或将所述扫描数据进行积累、比对和显示的步骤完成后，所述集成模块70将通过所述比对模块50转换的所述导入数据和所述扫描数据进行集成，所述存储模块80可将导入数据和扫描数据作为集成数据存储(集成步骤S900)。所述集成模块70可以通过简单地组合所述导入数据和所述扫描数据来生成集成数据，或者可以通过对所述导入数据和所述扫描数据执行数值计算来排列点和网格来生成新的集成数据。也就是说，所述集成模块70可以通过合并所述导入数据和所述扫描数据相互重叠的口腔形状部分中的最接近的点或在适当位置生成新的点来转换所述导入数据和所述扫描数据，从而生成新的集成数据。

在上述分辨率确定步骤S400和导入数据更新步骤S500中，执行了所述导入数据相邻点之间的距离与参考距离的比较以及调整所述导入数据分辨率的过程。因此，在集成步骤S900中，所述集成模块70可以有效地生成集成数据，而不受总体分辨率的实质性影响。

利用上述方法有效地集成同一物体结构的不同类型的三维形状数据，可以很容易地获得该物体结构的形状的三维数据。根据本公开，可以有效地集成与物体结构相关的并且由具有不同格式和条件的***获得的三维数据。此外，可以通过轻松地比对在不同时间部分地获得的物体的形状数据来生成集成数据。

根据本发明的三维扫描数据处理方法，在使用所述三维扫描仪71的过程中所获得的多个二维图像可以不直接使用，而可以以上述包括点和特征信息在内的集成数据的形式进行集成和存储，从而能够有效地用于未来的例如矫治、植入和拔牙等的治疗，同时减少了关于口腔形状的数据量。

虽然本公开已经用示例性示例描述，但本公开的范围不限于上面描述和说明的形式。

例如，还可以使用编辑工具52在所述导入数据接收步骤S100中编辑由所述数据处理装置20接收的导入数据，然后执行扫描数据接收步骤和后续处理以生成集成数据。在此情况下，执行所述导入数据接收步骤S100后，所述编辑工具52接收到用于编辑导入数据的编辑命令，并更新导入数据(编辑步骤)。所述编辑步骤通过所述编辑工具52执行。所述编辑工具52与所述导入数据的口腔形状一起显示在锁住显示装置51上，用户通过鼠标等输入设备选择并删除导入数据中不需要或需要更新的部分。所述存储模块80存储所述编辑步骤中更新的导入数据，所述集成步骤S900在所述编辑步骤完成后执行。以这种方式删除了一部分导入数据之后，就可以轻松地将所述导入数据与所述扫描数据集成。当所述导入数据的一部分被确定为不准确时，可以有效地使用此方法。例如，在对患者口腔进行手术治疗后立即扫描患者口腔获得导入数据的情况下，手术部位的牙龈可能会肿胀。在这种情况下，通过借助于编辑工具52删除导入数据中肿胀的牙龈部分并通过再次扫描肿胀消退的牙龈来获取扫描数据，可以容易且快速地获得更准确的口腔形状数据。

此外，已经描述了，在比对步骤S700中，所述比对模块通过使用表面曲率或共同波纹作为特征信息来比对导入数据和扫描数据。然而，可以使用除了该方法之外的各种其他方法，或者可以通过组合使用两种或更多种方法来计算特征信息，并且所述比对步骤S700可以由比对模块执行。

在某些情况下，还可以使用一种方法，其中所述数据处理装置20通过输入设备从用户接收导入数据和扫描数据的口腔形状101和102中彼此相同的位置作为特征信息。即，首先，所述数据处理装置20通过输入设备接收在所述显示装置51上显示的分别由导入数据和扫描数据限定的口腔三维形状101和102中彼此相同的位置的至少一个共同点中的每一个，作为特征信息。上述方法的一个示例可以是通过使用诸如鼠标等输入设备，点击基于导入数据和扫描数据的口腔形状101和102中每个共同点的方法。接下来，比对模块50通过将由数据处理装置20接收的导入数据和扫描数据的共同点作为特征信息进行映射来比对导入数据和扫描数据，从而执行比对步骤S700。此外，在比对步骤S700中，首先，主要使用导入数据和扫描数据的共同点作为特征信息对导入数据和扫描数据进行比对，然后利用ICP技术进行二次比对。

此外，上述的扫描数据接收步骤到导入数据更新步骤的执行顺序不限于上述顺序，而是可以根据用户的选择或用于执行本公开的硬件和软件的配置进行各种修改。例如，所述数据处理装置20在所述导入数据接收步骤中接收到的所述导入数据可以首先在显示步骤中显示在所述显示装置51上，可以通过由所述分辨率确定步骤和所述导入数据更新步骤生成的新点进行分割，然后可以在所述显示步骤中再次显示在所述显示装置51上。

当在所述比对步骤中发现可与导入数据比对的共同部分，同时在所述显示步骤中将由所述扫描数据接收模块10在所述扫描数据接收步骤中生成的扫描数据实时显示在所述显示装置51上时，可以通过同时显示导入数据和扫描数据来执行所述显示步骤。

此外，上面描述了通过执行分辨率确定步骤比较导入数据的相邻点之间的距离与参考距离的过程。然而，在某些情况下，本公开的三维扫描数据处理方法可以通过省略所述分辨率确定步骤和所述导入数据更新步骤来执行。在这种情况下，执行三维扫描数据处理方法的三维扫描数据数据处理***可以被配置为不具有分辨率模块。

此外，所述三维扫描数据处理***可以配置为结构上不包括比对模块、显示模块、编辑工具和扫描处理器中的至少一种。

Claims (17)

1.一种三维扫描数据处理方法，包括：

导入数据接收步骤，其中数据处理装置导入包括物体的至少一部分的形状信息的导入数据；

扫描数据接收步骤，其中扫描数据接收模块通过用三维扫描仪扫描所述物体来生成扫描数据，所述扫描数据包括所述物体的形状信息和特征信息，并且至少部分地与所述导入数据相同；

提取步骤，其中提取模块从所述导入数据中提取与所述扫描数据共同的区域；

比对步骤，其中比对模块基于所述导入数据和所述扫描数据共同的区域执行比对；以及

集成步骤，其中集成模块通过集成所述导入数据和所述扫描数据来生成集成数据。

2.根据权利要求1所述的三维扫描数据处理方法，其中，所述提取步骤包括由所述提取模块从所述导入数据生成所述特征信息，以及

所述特征信息包括表面曲率信息、表面波纹信息和用户输入信息中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的三维扫描数据处理方法，其中，在所述提取步骤中，所述提取模块生成通过连接所述导入数据的相邻点而形成的表面曲率信息和表面波纹信息中的至少一个，作为所述物体的三维形状的特征信息，以及

在所述比对步骤中，通过基于所述导入数据和所述扫描数据的特征信息识别共同点并将所述共同点彼此映射，来将所述导入数据与所述扫描数据彼此比对。

4.根据权利要求1所述的三维扫描数据处理方法，还包括显示步骤，在所述显示步骤中，显示模块在显示装置上显示由所述导入数据和所述扫描数据中的至少一个限定的物体的三维形状。

5.根据权利要求4所述的三维扫描数据处理方法，还包括编辑步骤，在所述编辑步骤中，编辑工具接收编辑命令以编辑所述导入数据的一部分并更新所述导入数据，

其中，在执行所述编辑步骤之后执行所述集成步骤。

6.根据权利要求4所述的三维扫描数据处理方法，其中，在所述显示步骤中，所述显示模块根据通过输入设备接收的命令，在所述显示装置上选择性地显示由所述导入数据和所述扫描数据限定的物体的三维形状。

7.根据权利要求4所述的三维扫描数据处理方法，其中，在所述显示步骤中，所述显示模块对所述导入数据和所述扫描数据中的每一个进行体素化，并在所述显示装置上显示体素化的数据。

8.根据权利要求4所述的三维扫描数据处理方法，其中，在所述显示步骤中，由所述导入数据和所述扫描数据限定的所述物体的三维形状以不同的颜色显示在所述显示装置上。

9.根据权利要求4所述的三维扫描数据处理方法，其中，在所述显示步骤中，所述显示模块根据数据的可靠性在所述显示装置上以不同的颜色显示每个区域，并且所述显示模块根据预定的可靠性在所述显示装置上显示与所述导入数据相对应的部分。

10.根据权利要求9所述的三维扫描数据处理方法，其中，在所述显示步骤中，将所述导入数据的可靠性设置为最高值。

11.根据权利要求1所述的三维扫描数据处理方法，其中，在所述导入数据接收步骤中，所述数据处理装置还接收法向量和网格中的至少一个作为所述导入信息，所述法向量指示所述导入数据的点的方向，所述网格通过连接所述点而形成。

12.根据权利要求1所述的三维扫描数据处理方法，进一步包括：

分辨率确定步骤，其中，分辨率模块确定所述导入数据的相邻点之间的距离是否超过参考距离，所述参考距离是所述扫描数据的相邻的点之间的最大允许距离；以及

导入数据更新步骤，其中，当在所述分辨率确定步骤中确定所述导入数据的相邻点之间的距离超过所述参考距离时，分辨率模块通过在至少一部分点之间生成新点来更新所述导入数据，使得所述导入数据的相邻点之间的距离等于或小于所述参考距离，

其中，在执行所述分辨率确定步骤和所述导入数据更新步骤之后执行所述集成步骤。

13.根据权利要求1所述的三维扫描数据处理方法，还包括共同点接收步骤，在所述共同点接收步骤中，输入模块通过输入设备接收由所述导入数据和所述扫描数据限定的所述物体的三维形状中彼此相同的位置的至少一个共同点，

其中，在所述比对步骤中，所述比对模块通过下述方法将所述导入数据和所述扫描数据彼此比对：在所述方法中，所述输入模块映射在所述共同点接收步骤中接收到的所述导入数据和所述扫描数据的共同点。

14.根据权利要求1所述的三维扫描数据处理方法，其中由所述扫描数据接收模块在扫描数据接收步骤中生成的扫描数据为由所述三维扫描仪实时累积的数据，并且

执行所述比对步骤和所述集成步骤，同时更新所述扫描数据接收步骤实时累积的扫描数据。

15.根据权利要求1所述的三维扫描数据处理方法，其中，在所述导入数据接收步骤中，所述数据处理装置在不使用所述三维扫描仪的情况下接收所述导入数据，并且

在所述扫描数据接收步骤中，通过所述三维扫描仪生成所述扫描数据。

16.一种三维扫描数据处理***，包括：

数据处理装置，被配置为导入限定三维形状的导入数据，所述三维形状包括物体的至少一部分的形状信息；

扫描数据接收模块，被配置为通过用三维扫描仪扫描所述物体来生成扫描数据，所述扫描数据包括所述物体的形状信息和特征信息，并且至少部分地与所述导入数据相同；

提取模块，其被配置为从所述导入数据中提取与所述扫描数据共同的区域；

比对模块，其被配置为基于所述导入数据和所述扫描数据共同的区域来执行比对；和

集成模块，被配置为通过集成所述导入数据和所述扫描数据来生成集成数据。

17.根据权利要求16所述的三维扫描数据处理***，其中，所述提取模块从所述导入数据生成所述特征信息，以及

所述特征信息包括表面曲率信息、表面波纹信息和用户输入信息中的至少一个。

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