[發明專利]一種仿生骨3D建模系統及其建模方法

在審

• 申請號: 202211327917.3
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115631316A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 劉玉璽;李愛華
• 申請（專利權）人: 重慶電子工程職業學院
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10;G06T1/00;G06T7/136;G06T5/00;G06F11/14
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 劉靜

1.一種仿生骨3D建模系統，其特征在于：包括仿生骨三維模型構建操作平臺、本地服務端和云服務端，所述仿生骨三維模型構建操作平臺包括用于人員登錄的登錄模塊、用于記錄人員操作的日志記錄模塊、用于與本地服務端連接的內網連接模塊以及用于與云服務端連接的外網連接模塊，所述本地服務端包括用于獲取建模原始數據的數據獲取模塊、用于對原始數據處理的圖像處理模塊、用于儲存數據的數據存儲模塊以及用于3D模型構建的3D模型構建模塊，所述云服務端包括用于理論資料查詢的數據查詢模塊和用于下載資料的數據下載模塊，所述數據獲取模塊包括用于獲取患骨的外骨骼圖像數據的圖像數據獲取單元、用于獲取患骨醫學CT圖像數據的醫學圖像獲取單元以及用于獲取患骨骨組織微孔數據的微孔數據獲取單元。

2.根據權利要求1所述的一種仿生骨3D建模系統，其特征在于：所述圖像處理模塊的輸入端與數據獲取模塊的輸出端連接，且圖像處理模塊包括用于通過濾波技術對圖像數據進行預處理的圖像濾波單元、用于通過閾值化方法對圖像數據進行分割的圖像分割單元以及用于對分割后圖像邊緣化處理的圖像平滑單元。

3.根據權利要求1所述的一種仿生骨3D建模系統，其特征在于：所述數據存儲模塊的輸入端與圖像處理模塊的輸出端連接，且數據存儲模塊包括用于儲存相應圖像數據的數據存儲單元和用于對存儲圖像數據格式設定的格式轉換單元。

4.根據權利要求1所述的一種仿生骨3D建模系統，其特征在于：所述3D模型構建模塊包括用于存儲3D軟件的3D軟件存儲單元、用于調用3D軟件的3D軟件調用單元以及用于與數據存儲模塊連接的數據接收單元。

5.根據權利要求4所述的一種仿生骨3D建模系統，其特征在于：所述本地服務端內還包括有用于與3D軟件調用單元對接的數據對接模塊，所述數據對接模塊包括有用于數據調用的數據調用單元、用于數據暫存的數據緩存單元以及用于與數據接收單元連接的數據傳輸單元。

6.根據權利要求5所述的一種仿生骨3D建模系統，其特征在于：所述數據存儲模塊內還包括有用于對調用數據備份的數據備份單元，所述數據備份單元的輸入端與數據調用單元的輸出端連接。

7.應用與權利要求1所述的一種仿生骨3D建模系統的建模方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：先確定好所需要打印模型的患骨，然后由人員預先通過相關的工具拍攝、掃描及測量，來獲取患骨對應的圖像數據，再輸入至系統內，由數據獲取模塊內的圖像數據獲取單元、醫學圖像獲取單元以及骨骼微孔數據獲取單元來分別獲取對應的患骨原始數據，并存儲至數據存儲模塊內，再由數據獲取模塊將獲取的數據傳輸至數據輸入圖像處理模塊內；

步驟二：

由圖像處理模塊對輸入的數據進行預處理，在預處理之前，需要對圖像數據的格式進行轉換，確保輸入圖像數據的格式可以被正確讀取，之后先通過圖像濾波單元對輸入的圖像數據進行平滑處理，再通過圖像分割單元與經過平滑處理的圖像數據進行分割，得到對應的新二值圖像，再通過圖像平滑單元對新二值圖像進行邊緣處理，得到輪廓信息，再進行取樣，得到邊界曲線，之后將處理后的圖像數據輸入至數據存儲模塊內進行存儲，并由格式轉換單元確定圖像數據存儲的格式；

步驟三：用戶通過3D軟件調用單元調用3D軟件存儲單元內所需要的3D軟件，該3D軟件所調用的數據格式是與步驟二中圖像數據存儲的格式是一致的，確保3D軟件可以正常的調用步驟二中經過處理后的數據，繼而由用戶操作3D軟件根據調用步驟二中經過處理后的圖像數據進行骨骼三維模型構建，即從各個骨骼截面圖像中分割出感興趣區的輪廓曲線，對分割出的輪廓曲線進行曲線重建，然后再運用表面繪制方法進行三維重建，最后再進行曲面實體化，完成仿生骨三維建模。

8.根據權利要求7所述的一種仿生骨3D建模系統的建模方法，其特征在于：所述步驟三中，3D軟件在進行骨骼三維模型構建的過程中，通過數據調用單元調用數據存儲單元內的數據，并將其輸入至數據緩存單元內。