[發明專利]一種標準化牙弓形態的提取方法

在審

• 申請號: 202211415085.0
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115588006A
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 李小兵;羅嘉慶
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T17/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 舒盛

1.一種標準化牙弓形態的提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取牙3D點云模型；

S2、從牙3D點云模型中識別牙尖點；

S3、從牙尖點中識別頰尖點；

S4、采用不同階多項式對頰尖點進行擬合，生成牙弓形態；

S5、對牙弓形態進行歸一化，得到標準化牙弓形態。

2.根據權利要求1所述的標準化牙弓形態的提取方法，其特征在于，步驟S2包括如下子步驟：

S21、將牙3D點云模型轉成三角網格，計算三角網格的主曲率方向和值，去掉牙3D點云模型中曲率為負對應的3D點，保留曲率為正且超過曲率閾值對應的3D點；

S22、將步驟S21處理后的牙3D點云模型中的點按一定分辨率向XOY平面投影，得到牙模投影圖像；

S23、將牙模投影圖像分成左右兩個圖像；

S24、對左右兩個圖像分別按行掃描，提取每一行中高度超過高度閾值的像素；

S25、獲取步驟S24得到的像素對應的3D點，標記其中曲率超過曲率閾值的3D點為牙尖點。

3.根據權利要求1所述的標準化牙弓形態的提取方法，其特征在于，步驟S3包括如下子步驟：

S31、將牙尖點按一定分辨率投影到XOY平面，得到牙尖點投影圖像；

S32、對牙尖點投影圖像的像素進行多項式擬合，得到與牙尖點投影圖像同分辨率的擬合曲線圖像；

S33、對擬合曲線圖像的像素按列掃描，獲取每列的第一個像素，得到擬合曲線舌側邊緣圖像；

S34、對牙尖點投影圖像按列掃描，將牙尖點投影圖像每一列中從第一個像素到擬合曲線舌側邊緣圖像像素之間的像素清除；

S35、標記牙尖點投影圖像剩余部分的像素對應的3D點為頰尖點。

4.根據權利要求1所述的標準化牙弓形態的提取方法，其特征在于，步驟S4包括如下子步驟：

SM1、根據頰尖點的y值將頰尖點分為N段；

SM2、以M階多項式為基準，通過比較每個分段的y值與閾值，選取不同階多項式對頰尖點進行擬合：

(1)對于y值小于閾值的分段，采用M階多項式對該分段的頰尖點進行擬合；

(2)對于y值大于閾值的分段，判斷是否用X階多項式替代M階多項式對該分段的頰尖點進行擬合，X＞M。

5.根據權利要求4所述的標準化牙弓形態的提取方法，其特征在于，判斷是否用X階多項式替代M階多項式的方法為：分段內的X階多項式擬合的殘差小于M階多項式擬合的殘差，且X階多項式擬合與M階多項式擬合的偏差相對于其它高階多項式擬合與M階多項式擬合的偏差最小。

6.根據權利要求4或5所述的標準化牙弓形態的提取方法，其特征在于，M階多項式為4階多項式。

7.根據權利要求1所述的標準化牙弓形態的提取方法，其特征在于，步驟S5中對牙弓形態進行歸一化的方法包括：

對于牙弓形態中點對應的牙弓寬度，采用min-max歸一化；

對于牙弓形態中點對應的牙弓深度，按牙弓深度與牙弓寬度的比例縮放。

8.根據權利要求7所述的標準化牙弓形態的提取方法，其特征在于，步驟S5中對牙弓形態進行歸一化涉及的公式如下：

對于牙弓形態中點對應的牙弓寬度的歸一化公式如下：

其中：

x表示歸一化前牙弓形態中點對應的牙弓寬度；

x^′表示歸一化后標準化牙弓形態中點對應的牙弓寬度；

對于牙弓形態中點對應的牙弓深度的歸一化公式如下：

其中：

y表示歸一化前牙弓形態中點對應的牙弓深度；

y^′表示歸一化后標準化牙弓形態中點對應的牙弓深度。