[發明專利]一種從牙頜三維模型分割單顆牙冠的計算機交互式方法

在審

• 申請號: 201410680473.0
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104392492A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 廖勝輝;劉石堅;羅雄;梁毅雄;鄒北驥;陳再良;王磊;向遙
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06F19/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及一種從牙頜三維模型分割單顆牙冠的計算機交互式方法。

背景技術

隨著3D采集技術的發展，牙頜三維模型目前被廣泛應用于牙科相關領域，如口腔醫學、法醫學、人類學及考古學等。對于牙頜模型進行分割、歸類等處理是治療計劃制定、虛擬手術等牙科虛擬現實應用中不可或缺的部分。

目前針對牙冠的網格自動分割方法很難得到準確的模型，魯棒性不強。交互式分割方法雖然可以利用人的先驗知識，充分體現用戶的操作意圖，但目前的方法一般都需要用戶沿著預想的牙冠分割線指定若干個邊界點，這種繁瑣、耗時的工序顯然不符合智能化的標識。以往的方法要么需要大量手工交互來確定邊界，耗時費力，要么得不到準確的牙冠分割結果、魯棒性差。因此，要準確且智能化的從包含復雜牙冠邊緣信息的牙頜網格模型中準確分離出所有的牙冠模型是一件具有挑戰性的課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對上述現有技術的不足，提供一種從牙頜三維模型分割單顆牙冠的計算機交互式方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種從牙頜三維模型分割單顆牙冠的計算機交互式方法，包括以下步驟：

1)讀入并可視化顯示牙頜三維網格模型；

2)檢測所述牙頜三維網格模型中牙頜上牙齒的解剖學特征點及咬合平面；

3)指定牙頜三維網格模型調和場的約束點；

4)根據約束點計算調和場，獲取牙冠分割邊界線；

5)依照獲取的牙冠分割邊界線進行網格切割，得到牙冠模型。

所述步驟2)中，利用所述牙頜三維網格模型上頂點的曲率信息及分水嶺方法獲取牙頜上牙齒的解剖學特征點，利用所述解剖學特征點確定咬合平面。

所述步驟3)中，為目標牙冠分別指定1個位于近中牙縫處和1個位于遠中牙縫處的約束點。

所述步驟4)中，調和場的計算過程為：設牙頜三維網格模型中有m個節點，n個約束點，求解AΦ＝b，得到的解即為牙頜三維網格模型各個頂點對應的調和場值；其中，A=LijC,]]>L_ij是m×m階的拉普拉斯矩陣，(i,j)∈E，0≤i,j≤m-1，E為牙頜三維網格模型中邊的集合；如果v_i或v_j處為凹點，v_i為牙頜三維網格模型i點處的坐標值，代表牙頜三維網格模型平均邊長，Θ為常量；C=w·c0,0...c0,m-1c1,0...c1,m-1.........cn-1,0...cn-1,m-1,]]>C中的元素c_r,p＝1，其余為0，0≤p≤m-1，p為第r個約束點在牙頜三維網格模型中的序號，r＝0,1,…n-1；w＝1000；b=0b′,]]>其中b′=w·b0b1...bn-1,]]>b'中各元素的取值∈{0,0.5,1}。