颌部影像的配准方法、装置、计算机设备及可读存储介质
文献发布时间：2023-06-19 18:46:07
技术领域
本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种颌部影像的配准方法、装置、计算机设备及可读存储介质。
背景技术
牙科影像导航式手术中，常需要对患者的颌部CBCT(Cone beam ComputerTomography，锥束计算机层析成像)影像进行配准，以使医生能清楚地知晓患者口腔内的状况。
在一种较为通用的配准方法中，患者的牙齿部分需与包含有定位参考物体和光学参考阵列的配准块进行固定连接，进而在CBCT影像中通过定位参考物体、光学参考阵列、相机视角及图像坐标的关系来完成坐标系转换和配准。其中，定位参考物体通常为多个金属材质的球体。
可以理解的是，此种方法下需对定位参考物体进行人工识别，但患者的颌部中可能存在其他金属植体，进而存在金属植体造成的干扰，导致定位参考物体难以被准确识别，使得配准的效率和精度均较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种颌部影像的配准方法、装置、计算机设备及可读存储介质，以改善定位参考物体难以被准确识别，使得配准的效率和精度均较低的现状。
第一方面，本发明实施例提供一种颌部影像的配准方法，颌部影像基于在将配准块放置于用户口腔内后，利用锥形束投照计算机重组断层摄影设备对用户颌部进行拍摄而得到，所述配准块包括定位板，所述定位板上设有金属条，所述金属条构成一个不封闭的平面图形，所述平面图形对应的目标二维有向包围盒的对称轴与所述金属条的重心不重合，所述二维有向包围盒的尺寸大于所述用户口腔内其他金属物体对应的二维有向包围盒的尺寸，所述方法包括：
基于预设的灰度阈值，确定所述颌部影像中的金属区域，其中，所述金属区域处于图像坐标系中；
对所述金属区域进行连通域分析，得到所述金属区域中互不联通的金属子区域；
生成每个所述金属子区域对应的三维有向包围盒；
确定所有所述三维有向包围盒中，存在一个面的尺寸与所述目标二维有向包围盒的相似的目标包围盒；
确定所述目标包围盒的几何中心，以及确定所述目标包围盒包围的所述金属条的目标重心；
根据所述目标包围盒、所述几何中心和所述目标重心，构建定位板坐标系；
基于所述几何中心和所述目标重心，确定所述定位板坐标系与所述图像坐标系的第一转换关系；
基于所述第一转换关系，完成所述颌部影像的配准。
可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述确定所有所述三维有向包围盒中，存在一个面的尺寸与所述目标二维有向包围盒的相似的目标包围盒，包括：
针对每个所述三维有向包围盒，判断所述三维有向包围盒的长度、宽度及高度三个参数中，是否存在与所述目标二维有向包围盒的长度的差小于第一预设值的第一参数，和与所述目标二维有向包围盒的宽度的差小于第二预设值的第二参数；
若存在，则将所述第一参数和所述第二参数所属的所述三维有向包围盒作为目标包围盒。
可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述方法还包括：
若不存在，则生成检测失败信息，并将所述检测失败信息发送至工作人员的终端。
可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述根据所述目标包围盒、所述几何中心和所述目标重心，构建定位板坐标系，包括：
将所述几何中心作为待构建的定位板坐标系的原点，基于所述原点生成X轴和Y轴，其中，所述X轴与所述第一参数或所述第二参数中数值较小的参数对应的轴平行，所述Y轴与所述第一参数或所述第二参数中数值较大的参数对应的轴平行，所述金属条的目标重心位于所述X轴的正半轴和所述Y轴的正半轴所构成的区域中；
根据所述X轴和所述Y轴的叉积，生成Z轴，得到定位板坐标系。
可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述基于所述几何中心和所述目标重心，确定所述定位板坐标系与所述图像坐标系的第一转换关系，包括：
计算从所述几何中心指向所述目标重心的指向向量；
基于所述指向向量，确定所述定位板坐标系的坐标轴在所述图像坐标系的第一方向描述，其中，所述方向描述包括X轴描述、Y轴描述及Z轴描述，所述Z轴描述为所述X轴描述和所述Y轴描述的叉积；
根据所述X轴描述、所述Y轴描述、所述Z轴描述及所述几何中心，确定所述定位板坐标系与所述图像坐标系的第一转换关系。
可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述X轴描述和所述Y轴描述分别包括：
式中，
可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述配准块还包括与所述定位板连接的光学参考组件，所述光学参考组件包括多个反光球，所述方法还包括：
获取所述配准块的工程参数，其中，所述工程参数用于描述所述多个反光球的第一位置和所述定位板中所述金属条的第二位置；
基于所述多个反光球的所述第一位置，构建光学参考坐标系；
基于所述金属条的所述第二位置，确定所述金属条的重心在所述光学参考坐标系的第三位置，及确定所述金属条的所述目标二维有向包围盒在所述光学参考坐标系的第四位置；
基于所述第三位置和所述第四位置，构建所述定位板坐标系在所述光学参考坐标系的坐标轴方向描述和原点位置描述；
基于所述坐标轴方向描述和所述原点位置描述，确定所述定位板坐标系与所述光学参考坐标系的第二转换关系；
所述基于所述第一转换关系，完成所述颌部影像的配准，包括：
基于所述第一转换关系和所述第一转换关系，完成所述颌部影像的配准。
第二方面，本发明实施例提供一种颌部影像的配准装置，颌部影像基于在将配准块放置于用户口腔内后，利用锥形束投照计算机重组断层摄影设备对用户颌部进行拍摄而得到，所述配准块包括定位板，所述定位板上设有金属条，所述金属条构成一个不封闭的平面图形，所述平面图形对应的目标二维有向包围盒的对称轴与所述金属条的重心不重合，所述二维有向包围盒的尺寸大于所述用户口腔内其他金属物体对应的二维有向包围盒的尺寸，所述装置包括：
区域确定模块，用于基于预设的灰度阈值，确定所述颌部影像中的金属区域，其中，所述金属区域处于图像坐标系中；
子区域确定模块，用于对所述金属区域进行连通域分析，得到所述金属区域中互不联通的金属子区域；
生成模块，用于生成每个所述金属子区域对应的三维有向包围盒；
包围盒确定模块，用于确定所有所述三维有向包围盒中，存在一个面的尺寸与所述目标二维有向包围盒的相似的目标包围盒；
中心确定模块，用于确定所述目标包围盒的几何中心，以及确定所述目标包围盒包围的所述金属条的目标重心；
构建模块，用于根据所述目标包围盒、所述几何中心和所述目标重心，构建定位板坐标系；
关系确定模块，用于基于所述几何中心和所述目标重心，确定所述定位板坐标系与所述图像坐标系的第一转换关系；
配准模块，用于基于所述第一转换关系，完成所述颌部影像的配准。
第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括存储器以及处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序在处理器上运行时执行如第一方面中任一种公开的颌部影像的配准方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序在处理器上运行时执行如第一方面中任一种公开的颌部影像的配准方法。
本发明实施例提供的颌部影像的配准方法中，首先基于能使金属显影的灰度阈值，确定颌部影像中的金属区域；之后，对金属区域进行连通域分析，以将完整的金属区域划分为多个互不联通的金属子区域；随后，为每个金属子区域生成对应的三维有向包围盒；然后，基于每个三维有向包围盒各个面的尺寸，确定所有三维有向包围盒中，存在一个面的尺寸与预先确定的目标二维有向包围盒的相似的目标包围盒；再然后，确定目标包围盒的几何中心，并确定目标包围盒包围的金属条的目标重心；接着，根据目标包围盒、几何中心及目标重心的位置关系，构建定位板坐标系；根据几何中心和目标重心在定位板坐标系的位置和在图像坐标系的位置，确定定位板坐标系与图像坐标系的第一转换关系；最后，基于第一转换关系，完成颌部影像的配准。
基于此，本发明实施例通过独特的定位板设置，使得定位板中的定位参考物体，也即金属条能被计算机设备直接识别，从而降低了现有技术中因用户口腔内其他金属植体造成的负面影响，且无需人工选取/识别定位参考物体，使得配准效率和配准精度得以显著提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1示出了本发明实施例提供的颌部影像的配准方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例提供的定位板示意图；
图3示出了本发明实施例提供的定位板坐标系示意图；
图4示出了本发明实施例提供的颌部影像的配准装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
参照图1，示出了本发明实施例提供的颌部影像的配准方法的流程示意图，在本发明实施例中，颌部影像基于在将配准块放置于用户口腔内后，利用锥形束投照计算机重组断层摄影设备对用户颌部进行拍摄而得到，所述配准块包括定位板，所述定位板上设有金属条，所述金属条构成一个不封闭的平面图形，所述平面图形对应的目标二维有向包围盒的对称轴与所述金属条的重心不重合，所述二维有向包围盒的尺寸大于所述用户口腔内其他金属物体对应的二维有向包围盒的尺寸。
需理解的是，本发明实施例中的颌部影像是通过锥形束投照计算机重组断层摄影(CBCT，Cone beam Computer Tomography)设备对用户的颌部进行扫描/拍摄后得到。
还需理解的是，锥形束投照计算机重组断层摄影设备在对用户的颌部进行拍摄前，还需将本发明实施例提供的配准块放置于用户的口腔内部，以使锥形束投照计算机重组断层摄影设备同时拍摄用户的颌部及颌部中的配准快。
进一步的，本发明实施例提供的配准块与现有技术中的配准块相比，差异主要在于定位板。具体而言，现有技术中的配准块可能镶嵌有三个及三个以上的金属球以作为定位基准物，进而在拍摄得到颌部影像后，计算机设备通过在识别颌部影像中的定位基准物的位置后，基于定位基准物的位置完成颌部影响的配准。
而在本发明实施例中，定位板上设有一根金属材质的条形物体，也即金属条。同时，金属条构成一个不封闭的平面图形。并且，需确保金属条的重心不落在二金属条的二维有向包围盒任意一根对称轴上。
为更好地说明本发明实施例提供的定位板，请参考图2，示出了本发明实施例提供的定位板示意图。其中，定位板200设置有金属条201，金属条201构成一个不封闭的平面图形，金属条201的重心为202，金属条201对应的二维有向包围盒为图2中的虚线框。不难想到的是，虚线框的任意一根对称轴均不与重心202重合。
需明确的是，图2示出的定位板200仅为一种可行方式，金属条所构成的形状为可根据实际情况设置。在实际应用场景中，金属条只需满足前述要求即可，本发明实施例不对金属条所构成的形状进行限定。
此外，还需说明的是，因本发明实施例需识别颌部影像中的定位板搭载的金属条，而当用户口腔内部有其他金属物体如牙齿植体时，需确保金属条的二维有向包围盒的尺寸需大于其他金属物体的二维有向包围盒的尺寸，以确保定位板能被正确识别。
基于此，本发明实施例提供的颌部影像的配准方法包括：
步骤S110，基于预设的灰度阈值，确定所述颌部影像中的金属区域，其中，所述金属区域处于图像坐标系中。
也即，本发明实施例将基于颌部影像中，能使金属显影的灰度值作为灰度阈值，将颌部影像中的金属凸显以得到金属区域，即重建颌部影像中所有金属区域。
可选的，在本发明实施例提供的一种优选方式中，灰度阈值为能使金属显影的最低灰度值。
可选的，在一种可行方式中，本发明实施例将基于VTK函式库中的vtkMarchingCubes方法确定颌部影像中的金属区域。
步骤S120，对所述金属区域进行连通域分析，得到所述金属区域中互不联通的金属子区域。
也即，本发明实施例将对识别得到整个金属区域进行连通域分析，以确定整个金属区域中互不联通的各个子区域，即金属子区域。
可选的，在一种可行方式中，本发明实施例基于VTK函式库中的vtkConnectivityFilter方法完成连通域分析。
步骤S130，生成每个所述金属子区域对应的三维有向包围盒。
也即，针对每个金属子区域，本发明实施例将为其建立三维有向包围盒，以确定每个金属子区域在颌部影像中的位置。
可以理解的是，因用户的颌部内的任意一个金属物体如金属条，均为三维物体，故任意一个金属子区域将一个三维空间所囊括，即被三维有向包围盒囊括。
同时，还可以理解的是，因本发明实施例采用的是金属条，金属条所形成的平面图形对应的三维有向包围盒的长度和宽度均应高于高度，也即，金属条对应的三维有向包围盒的三维参数中，应有一个参数的大小远小于另外两个参数。正因此，本发明实施例将根据每个金属子区域对应的三维有向包围盒的三维属性确定金属条的三维有向包围盒。
另外，不难理解的是，因本发明实施例中，金属条的二维有向包围盒的尺寸大于用户口腔内其他金属物体的二维有向包围盒的尺寸，进而，在金属子区域对应的三维有向包围盒中，可知任意一个不为对应于金属条的三维有向包围盒的三维属性x、y及z，应满足以下约束：
a*b>x*y,x≥y≥z
a≠x or b≠y
其中，a和b分别为金属条的二维有向包围盒的长度和宽度。
步骤S140，确定所有所述三维有向包围盒中，存在一个面的尺寸与所述目标二维有向包围盒的相似的目标包围盒。
也即，本发明实施例将从所有金属子区域的三维有向包围盒中，搜索与金属条的二维有向包围盒的相似的包围盒。
可以理解的是，在长度和宽度上，金属条的三维有向包围盒和二维有向包围盒应一致。正因此，金属条的三维有向包围盒应存在一个面的尺寸，与金属条二维有向包围盒的尺寸一致/相似。
可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，上述步骤S140，具体包括：
针对每个所述三维有向包围盒，判断所述三维有向包围盒的长度、宽度及高度三个参数中，是否存在与所述目标二维有向包围盒的长度的差小于第一预设值的第一参数，和与所述目标二维有向包围盒的宽度的差小于第二预设值的第二参数；
若存在，则将所述第一参数和所述第二参数所属的所述三维有向包围盒作为目标包围盒。
也即，因在实际作业环境下，任意一个金属物体的三维有向包围盒的三维属性可能不与金属物体在正视图角度下的长宽高匹配，如三维有向包围盒的三维属性x、y及z中，可能x是正视图角度下的长度，也有可能y或z是正视图角度下的长度。
因此，本发明实施例将对三维有向包围盒的三维属性参数进行逐一比对，判断三个属性参数中是否存在与目标二维有向包围盒的长度的差小于第一预设值的第一参数，和与目标二维有向包围盒的宽度的差小于第二预设值的第二参数。
可以想到的是，金属条的三维有向包围盒的长度和宽度可能大于或小于金属条的二维有向包围盒的长度和宽度，因此，在本发明实施例中，实际将判断三个属性参数中是否存在与目标二维有向包围盒的长度/宽度的差的绝对值小于第一预设值/第二预设值。
示范性的，设目标二维有向包围盒的长度和宽度分别为a和b，三维有向包围盒的长宽高三条边分别对应的向量所构成的集合为{l，m，n}。重复以下循环步骤：(1)从{l，m，n}中取出两个向量，记做a’和b’；(2)判断a和|a’|的差的绝对值是否小于第一预设值，和判断b和|b’|的差的绝对值是否小于第二预设值；(3)若均满足，将此三维有向包围盒作为目标包围盒，结束循环；(4)若无法同时满足，则再次执行步骤(1)，直至{l，m，n}中任意两个参数的组合均已被尝试时，结束此次循环，并跳到下个三维有向包围盒的循环步骤。
为更好地说明上述步骤(2)，故给出上述步骤(2)对应的式子：
|a-|a′|| |b-|b′|| 式中，argu 另外，可以想到的是，上述第一预设值和第二预设值为可根据实际情况设置的内容，如在本发明实施例提供的一种可行方式中，第一预设值和第二预设值句均为0.3，也即上述argu 还能想到的是，若未能找到目标包围盒，也即，任意一个三维有向包围盒均不存在上述第一参数和第二参数时，则表明执行过程中发生了意料不到的错误，或是因锥形束投照计算机重组断层摄影设备的拍摄角度设置不恰当，和/或配准块在用户口腔内的摆放角度不恰当，导致未能识别出目标包围盒，因此，在一种可行方式中，本发明实施例将终止此次配准流程。 而在本发明实施例提供的另一种可行方式中，本发明实施例将在终止此次配准流程的基础上，还将通知工作人员，也即，在一种可行方式中，所述方法还包括： 若不存在，则生成检测失败信息，并将所述检测失败信息发送至工作人员的终端。 步骤S150，确定所述目标包围盒的几何中心，以及确定所述目标包围盒包围的所述金属条的目标重心。 可以理解的是，目标包围盒的几何中心和金属条的重心均位于定位板所在的平面，但二者不重合，因此本发明实施例将基于目标包围盒的几何中心和金属条的重心识别定位板所在的平面，也即金属条所在平面。 可选的，在一种可行方式中，本发明实施例将基于VTK函式库中的vtkOBBTree类获取目标包围盒的几何中心，和基于VTK函式库中的vtkCenterOfMass方法获取目标包围盒包围的金属条的目标重心。 步骤S160，根据所述目标包围盒、所述几何中心和所述目标重心，构建定位板坐标系。 可以理解的是，在金属条的三维目标包围盒中，存在一个面与金属条的二维目标包围盒相似/相同，且这个面与其二维目标包围盒处于相同平面。 同时，因本发明实施例采用的是金属条，而金属条的直径可以忽略，也即三维目标包围盒的高度可忽略，因此三维目标包围盒的几何中心与二维目标包围盒处于相同的平面。并且，金属条的重心和二维目标包围盒处于相同的平面。 基于此，本发明实施例基于处于相同平面的多个点位，生成相应的定位板坐标系。 步骤S170，基于所述几何中心和所述目标重心，确定所述定位板坐标系与所述图像坐标系的第一转换关系。 也即，本发明实施例将利用定位板坐标系中几何中心和目标重心的位置，和图像坐标系中几何中心和所述目标重心的位置，确定两个坐标系直接的转换关系，即第一转换关系。 可以理解的是，因定位板坐标系的轴方向和原点设置位置的不同，图像坐标系和定位板坐标系的转换关系可根据实际情况设置。 步骤S180，基于所述第一转换关系，完成所述颌部影像的配准。 也即，本发明实施例将利用前述定位板坐标系与图像坐标系的第一转换关系，确定颌部影响中各个区域/目标/物体在不同坐标系的位置，以此实现颌部区域的实时空间定位，即完成配准。 可以理解的是，相机坐标系的空间定位可采用现有技术中的光学参考阵列相关的技术来实现。 基于此，本发明实施例通过独特的定位板设置，使得定位板中的定位参考物体，也即金属条能被计算机设备直接识别，从而降低了现有技术中因用户口腔内其他金属植体造成的负面影响，且无需人工选取/识别定位参考物体，使得配准效率和配准精度得以显著提升。 可选的，对于上述步骤S160，在本发明实施例提供的可行方式中，具体包括： 将所述几何中心作为待构建的定位板坐标系的原点，基于所述原点生成X轴和Y轴，其中，所述X轴与所述第一参数或所述第二参数中数值较小的参数对应的轴平行，所述Y轴与所述第一参数或所述第二参数中数值较大的参数对应的轴平行，所述金属条的目标重心位于所述X轴的正半轴和所述Y轴的正半轴所构成的区域中； 根据所述X轴和所述Y轴的叉积，生成Z轴，得到定位板坐标系。 为更好地说明此种可行方式，请参考图3，示出了本发明实施例提供的定位板坐标系示意图。需明确的是，图3中的o为原点，g为目标重心。 可以理解的是，此种可行方式下，本发明实施例将目标包围盒的几何中心作为定位板坐标系的原点，将第一参数或第二参数中数值较小的参数对应的轴作为X轴，即，将包围盒短轴作为X轴；将第一参数或第二参数中数值较小的参数对应的轴，即，将包围盒长轴作为Y轴。并且，在X轴和Y轴的各个象限/交并区域中，将目标重心g所属的象限的X轴和Y轴的方向为规定为正方向。 最后，因Z轴垂直于X轴和Y轴和二者所构成的，故本发明实施例通过基于计算X轴和Y轴的叉积，以得到定位板坐标系的Z轴，进而完成定位板坐标系的构建。 可选的，对于上述步骤S170，在本发明实施例提供的可行方式中，具体包括： 计算从所述几何中心指向所述目标重心的指向向量； 基于所述指向向量，确定所述定位板坐标系的坐标轴在所述图像坐标系的第一方向描述，其中，所述方向描述包括X轴描述、Y轴描述及Z轴描述，所述Z轴描述为所述X轴描述和所述Y轴描述的叉积； 根据所述X轴描述、所述Y轴描述、所述Z轴描述及所述几何中心，确定所述定位板坐标系与所述图像坐标系的第一转换关系。 也即，本发明实施例基于图像坐标系下定位板坐标系的各个轴的方法向量的表达/描述，确定个一个点位/物体在定位板坐标系和图像坐标系下的转换关系，即得到第一转换关系。 示范性的，设获取定位板坐标系的X轴的方向向量在图像坐标系下的表达为(x’
可以理解的是，因定位板坐标系的轴方向和原点设置方式不同，故上述第一方面描述的表达方式亦将相应调整。如在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述X轴描述和所述Y轴描述分别包括：
式中， 可以理解的是，a’指代目标包围盒的长边所对应的向量，b’指代目标包围盒的短边所对应的向量。 还可以理解的是，若定位板坐标系的原点为目标包围盒的几何中心，定位板坐标系的X轴与前述第一参数或前述第二参数中数值较小的参数对应的轴平行，Y轴与前述第一参数或前述第二参数中数值较大的参数对应的轴平行，金属条的目标重心位于X轴的正半轴和Y轴的正半轴所构成的区域中，则上述a’的绝对值为前述第一参数或前述第二参数中数值较大的参数，b’的绝对值为前述第一参数或前述第二参数中数值较小的参数。 可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述配准块还包括与所述定位板连接的光学参考组件，所述光学参考组件包括多个反光球，所述方法还包括： 获取所述配准块的工程参数，其中，所述工程参数用于描述所述多个反光球的第一位置和所述定位板中所述金属条的第二位置； 基于所述多个反光球的所述第一位置，构建光学参考坐标系； 基于所述金属条的所述第二位置，确定所述金属条的重心在所述光学参考坐标系的第三位置，及确定所述金属条的所述目标二维有向包围盒在所述光学参考坐标系的第四位置； 基于所述第三位置和所述第四位置，构建所述定位板坐标系在所述光学参考坐标系的坐标轴方向描述和原点位置描述； 基于所述坐标轴方向描述和所述原点位置描述，确定所述定位板坐标系与所述光学参考坐标系的第二转换关系； 进而，针对于上述步骤S180，在此种可选方式中具体包括： 基于所述第一转换关系和所述第一转换关系，完成所述颌部影像的配准。 需明确的是，本发明实施例中的工程参数指代配准块在产品设计阶段时，配准块产品中各个部件的位置、尺寸所规定的参数。基于此，本发明实施例将根据配准块的工程参数，分别读取反光球和金属条的位置参数，从而确定反光球所在的第一位置和金属条所在第二位置。 不难理解的是，本发明实施例中的第一位置和第二位置实际上可理解为反光球和金属条的相对位置关系，本发明实施例不对第一位置和第二位置所在的坐标系/观测空间进行限定，仅要求第一位置和第二位置能体现反光球和金属条的相对位置关系。 还理解明确的是，本发明实施例中的光学参考组件即指代现有技术中的光学参考阵列，光学参考组件包括多个反光球，各个反光球的相对位置为预先设置/知晓的内容。因此，在拍摄了包含反光球的颌部影像后，基于相机视角下各个反光球的位置，可确定相机坐标系和光学参考坐标系的转换关系。 另外，需说明的是，光学参考坐标系的构建可根据实际情况设置。示范性的，当反光球的数量为三时，则以其中一个反光球的球心为坐标系原点，再以三个反光球中任意两个反光球的球心的连线为第一轴，三个反光球的球心所构成平面的法线为第二轴，第一轴向量叉乘第二轴向量得到第三轴，由此即可得到光学参考坐标系。 也因此，在得到光学参考坐标系后，本发明实施例将根据金属条的第二位置，也即金属条相对于反光球的位置，确定金属条对应的重心和金属条对应的目标二维有向包围盒分别在光学参考坐标系的第三位置和第四位置。 接着，根据重心所处的第三位置和目标二维有向包围盒所处的第四位置，本发明实施例将构建金属条对应的定位板坐标系在光学参考坐标系下的表达/描述，也即坐标轴方向描述和原点位置描述。 需说明的是，在光学参考坐标系和图像坐标系下构建定位板坐标系对应的坐标轴方向描述和原点位置描述时，光学参考坐标系和图像坐标系下的定位板坐标系的规定需一致，如在本发明实施例提供的一种实例中，光学参考坐标系和图像坐标系下的定位板坐标系，其所述X轴与其前述第一参数或第二参数中数值较小的参数对应的轴平行，其Y轴与其前述第一参数或第二参数中数值较大的参数对应的轴平行，且金属条的目标重心位于其X轴的正半轴和其Y轴的正半轴所构成的区域中。 最后，根据金属条对应的定位板坐标系的各个坐标轴在光学参考坐标系下的方向表达描述，以及定位板坐标系的原点在光学参考坐标系下的位置描述，确定光学参考坐标系和定位板坐标系的坐标转换关系。 示范性的，设获取定位板坐标系的X轴的方向向量在光学参考坐标系下的表达为(x
基于此，光学参考坐标系与图像坐标系的转换关系T T 实施例2 与本发明实施例1提供的颌部影像的配准方法相对应的，本发明实施例2还提供一种颌部影像的配准装置，参照图4，示出了本发明实施例提供的颌部影像的配准装置的结构示意图，在本发明实施例中，颌部影像基于在将配准块放置于用户口腔内后，利用锥形束投照计算机重组断层摄影设备对用户颌部进行拍摄而得到，所述配准块包括定位板，所述定位板上设有金属条，所述金属条构成一个不封闭的平面图形，所述平面图形对应的目标二维有向包围盒的对称轴与所述金属条的重心不重合，所述二维有向包围盒的尺寸大于所述用户口腔内其他金属物体对应的二维有向包围盒的尺寸。基于此，本发明实施例提供的颌部影像的配准装置300包括： 区域确定模块310，用于基于预设的灰度阈值，确定所述颌部影像中的金属区域，其中，所述金属区域处于图像坐标系中； 子区域确定模块320，用于对所述金属区域进行连通域分析，得到所述金属区域中互不联通的金属子区域； 生成模块330，用于生成每个所述金属子区域对应的三维有向包围盒； 包围盒确定模块340，用于确定所有所述三维有向包围盒中，存在一个面的尺寸与所述目标二维有向包围盒的相似的目标包围盒； 中心确定模块350，用于确定所述目标包围盒的几何中心，以及确定所述目标包围盒包围的所述金属条的目标重心； 构建模块360，用于根据所述目标包围盒、所述几何中心和所述目标重心，构建定位板坐标系； 关系确定模块370，用于基于所述几何中心和所述目标重心，确定所述定位板坐标系与所述图像坐标系的第一转换关系； 配准模块380，用于基于所述第一转换关系，完成所述颌部影像的配准。可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述包围盒确定模块，包括： 参数确定子模块，用于针对每个所述三维有向包围盒，判断所述三维有向包围盒的长度、宽度及高度三个参数中，是否存在与所述目标二维有向包围盒的长度的差小于第一预设值的第一参数，和与所述目标二维有向包围盒的宽度的差小于第二预设值的第二参数； 目标包围盒确定子模块，用于若存在，则将所述第一参数和所述第二参数所属的所述三维有向包围盒作为目标包围盒。 可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述装置还包括： 发送模块，用于若不存在，则生成检测失败信息，并将所述检测失败信息发送至工作人员的终端。 可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述构建模块，包括： 第一坐标轴确定子模块，用于将所述几何中心作为待构建的定位板坐标系的原点，基于所述原点生成X轴和Y轴，其中，所述X轴与所述第一参数或所述第二参数中数值较小的参数对应的轴平行，所述Y轴与所述第一参数或所述第二参数中数值较大的参数对应的轴平行，所述金属条的目标重心位于所述X轴的正半轴和所述Y轴的正半轴所构成的区域中； 第二坐标轴确定子模块，用于根据所述X轴和所述Y轴的叉积，生成Z轴，得到定位板坐标系。 可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述关系确定模块，包括： 向量计算子模块，用于计算从所述几何中心指向所述目标重心的指向向量； 方向描述确定子模块，用于基于所述指向向量，确定所述定位板坐标系的坐标轴在所述图像坐标系的第一方向描述，其中，所述方向描述包括X轴描述、Y轴描述及Z轴描述，所述Z轴描述为所述X轴描述和所述Y轴描述的叉积； 转换关系确定子模块，用于根据所述X轴描述、所述Y轴描述、所述Z轴描述及所述几何中心，确定所述定位板坐标系与所述图像坐标系的第一转换关系。 可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述X轴描述和所述Y轴描述分别包括：
式中， 可选的，在本发明实施例提供的一种可行方式中，所述配准块还包括与所述定位板连接的光学参考组件，所述光学参考组件包括多个反光球，所述装置还包括： 工程参数获取模块，用于获取所述配准块的工程参数，其中，所述工程参数用于描述所述多个反光球的第一位置和所述定位板中所述金属条的第二位置； 光学参考坐标系构建模块，用于基于所述多个反光球的所述第一位置，构建光学参考坐标系； 位置确定模块，用于基于所述金属条的所述第二位置，确定所述金属条的重心在所述光学参考坐标系的第三位置，及确定所述金属条的所述目标二维有向包围盒在所述光学参考坐标系的第四位置； 位置描述构建模块，用于基于所述第三位置和所述第四位置，构建所述定位板坐标系在所述光学参考坐标系的坐标轴方向描述和原点位置描述； 第二转换关系确定模块，用于基于所述坐标轴方向描述和所述原点位置描述，确定所述定位板坐标系与所述光学参考坐标系的第二转换关系； 所述配准模块还用于基于所述第一转换关系和所述第一转换关系，完成所述颌部影像的配准。 本申请实施例提供的颌部影像的配准装置300能够实现实施例1对应的颌部影像的配准方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。 本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器以及处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序在处理器上运行时执行如实施例1中所述的颌部影像的配准方法。 本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序在处理器上运行时执行如实施例1中所述的颌部影像的配准方法。 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。 另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。 所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。