重慶大學唐倩獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉重慶大學申請的專利一種基于點云補全的軟骨修復方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116188448B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310234598.X,技術領域涉及:G06T7/00;該發明授權一種基于點云補全的軟骨修復方法是由唐倩;陳佳偉;郭伏雨設計研發完成,并于2023-03-10向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于點云補全的軟骨修復方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于點云補全的軟骨修復方法,該方法通過對軟骨模型進行預處理,構造軟骨點云修復數據集;采用了點云補全Transformer,首先對輸入的部分點云進行下采樣以獲得中心點;然后使用輕量級DGCNN來提取中心點周圍的局部特征;在將位置嵌入添加到局部特征之后,使用變壓器編碼器?解碼器架構來預測缺失部分的點代理;最后使用簡單的MLP和FoldingNet以粗略到精細的方式基于預測的點代理完成點云;本發明突破修復補全形狀缺失部分的同時能有效保持輸入點云形狀的精細結構信息的關鍵技術;通過采用遷移學習的方法解決關節骨骼的小樣本問題;通過利用精準提取技術去除冗余補全點達到精準復原,實現了3D形狀補全在軟骨修復的應用。
本發明授權一種基于點云補全的軟骨修復方法在權利要求書中公布了:1.一種基于點云補全的軟骨修復方法,其特征在于,包括: S1:對系統中的膝關節軟骨模型進行預處理,構建膝關節軟骨數據集;所述膝關節軟骨數據集包括由若干個殘缺股骨點云組成的殘缺股骨點云集; S2:首先對修復膝關節軟骨的待修復殘缺點云進行下采樣以獲得中心點;然后提取中心點周圍的局部特征,再在局部特征中加入位置嵌入得到的局部特征點代理; S3:利用點云補全模型根據局部特征點代理預測缺失代理點,然后根據預測出的缺失代理點由粗到細地進行恢復得到缺失代理點對應的缺失點云; 所述點云補全模型為Transformer編碼器-解碼器架構,包括: 編碼器,用于對步驟S2得到的局部特征點代理進行編碼; 幾何感知機,用于利用kNN模型來捕捉點云中的幾何關系;給定查詢坐標pQ,根據鍵坐標pk查詢最近鍵的特征,空間中相鄰的點代理拼接在一起;然后通過使用線性層的特征聚合,進行最大池化操作,學習局部幾何結構;最后將幾何特征和自注意力機制的語義特征連接并映射到原始維度以形成輸出; Query生成器,用于首先通過編碼器的輸出特征得到全局特征fg,并通過一個線性層預測粗略的缺失點云中心點坐標{c1,…,ci,…cM},將缺失點云中心點坐標與全局特征拼接后,利用軟骨修復網絡模型生成query特征,即 多尺度點云生成模塊,將query特征翻譯為缺失代理點利用Query生成器將缺失點云中心點坐標{c1,…,ci,…cM}作為缺失點云的局部中心,利用FoldingNet恢復缺失代理點為中心的詳細局部形狀: 其中,Ci是以缺失點云中心點坐標ci為中心的相鄰點的集合,即為缺失代理點對應的缺失點云; S4:將步驟S3得到的缺失點云與所述殘缺股骨點云進行拼接; S5:提取缺失點云的邊界點; S6:利用RANSAC進行三維點云空間3D圓擬合,獲取球面方程; S7:判斷缺失點云中的所有點是否在球內,刪除不在球內點,留下在在球內的點構成待修復區域點云,將待修復區域點云與缺損點云結合,得到健康軟骨點云。
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