[發明專利]基于虛擬六面體模型的虛擬三維模型生成

有效

• 申請號: 201680027534.0
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN107615279B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 李明學
• 申請（專利權）人: 李明學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T15/04;G06T17/00;G06T17/20;G06T17/30
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

所公開的實施方式包括用于基于三維對象的多個二維截面圖像來生成虛擬三維模型的三維模型數據的方法(系統和非暫態計算機存儲可讀介質)。基于多個虛擬六面體模型來生成三維對象的三維模型。基于對象的二維截面圖像中的相應像素來生成多個六面體模型。通過生成對象的包括多個六面體模型的三維模型，可以精確地表示另一對象內的對象。此外，三維模型保證具有閉合形狀，因此可以成功地執行三維模型的三維打印。

相關申請的交叉引用

本申請根據35 U.S.C.§119(e)要求于2015年4月2日提交的題為“Advanced 3DPolyhedron Engine for Medical Imagery”的第62/142,001號共同未決的美國臨時專利申請以及于2016年3月30日提交的題為“Virtual Three-Dimensional Model GenerationBased on Virtual Hexahedron Models”的第15/086,036號美國專利申請的優先權，這兩個申請的全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開內容總體涉及虛擬模型生成的領域，并且具體涉及生成三維虛擬模型的計算機實現過程。

背景技術

三維(3-D)模型提供了對具有復雜形狀的對象的理解便利。通過3-D對象的計算機生成的虛擬3-D模型，可以從不同的視點視覺呈現對象的各個部件的形狀和布置。此外，可以修改3-D模型以模擬對象被修改或重新定位的情況。此外，可以通過3-D打印機將3-D模型呈現為有形的復制品。

在一個示例中，可以基于2-D截面圖像(例如計算機斷層攝影(CT)掃描或磁共振成像(MRI)掃描圖像)來生成3-D模型。圖1示出了包括對象110、120、130、140、160、180(例如顳下頜關節110、180，椎骨孔120、椎骨130和牙齒140、160)的人類受試者的頭部的示例CT掃描圖像100。示例對象包括骨骼、牙齒或用于確定受試者的醫學狀態的任何身體部位。

圖2A和圖2B示出了根據兩個CT掃描圖像生成3-D模型的示例常規過程。在常規方法中，提取第一CT掃描圖像的對象110A、130A、140A、160A和180A的邊緣，并且提取第二CT掃描圖像的相應對象110B、130B、140B、160B和180B的邊緣。通過連接相應的邊緣，可以生成3-D模型210、230、240、260和280的表面215、235、245、265和285。因此可以獲得分別與對象110、130、140、160和180對應的3-D模型210、230、240、260和280。

然而，通過常規方法生成的3-D模型無法表示放置在另一對象內的對象。例如，通過提取邊緣130A、130B并且通過連接邊緣130A、130B生成表面235，對象130內的對象120被忽略。因此，通過常規方法獲得的3-D模型無法精確表示被其他對象封閉或包圍的對象。

此外，通過常規方法生成的3-D模型可能具有未閉合(或開放)的形狀。在常規方法中，如果兩個邊緣被確定為不是同一對象的一部分，則省略兩個邊緣之間的表面。缺少閉合的表面變成孔，因此導致開放形狀。例如，如圖3所示，生成孔310A...310F，這是因為圍繞孔310的邊緣被確定為是不同對象的一部分。由于3-D模型中的這些孔造成的這樣的開放形狀導致無法區分對象的內部部分和對象的外部部分。因此，具有開放形狀的3-D模型無法進行3-D打印或導致3-D模型的3-D打印不準確。

發明內容