CN106228616B - 一种三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法，包括：从数据库中提取牙齿模型边界点集；在边界点集中提取牙齿模型的左右邻接面边界点集；依次针对左边界和右边界，执行如下步骤：在左边界或者右边界的首末端点间按一定距离插值点，获得闭环边界点集；计算闭环边界质心，使闭环边界点集向质心聚拢插值点集V；对闭环边界点集与点集V生成三角面集合；计算牙齿模型质心，以该质心调整点集V位置，使之与牙齿模型的曲率趋势保持一致。本发明能精确还原因牙齿切分操作而部分缺失的相邻牙齿邻面接触关系。

Description

一种三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法
技术领域
本发明涉及计算机应用领域，尤其涉及修补牙冠邻接面的方法。
背景技术
通过3D扫描患者的牙齿模型，得到可以在计算机中展示的三维牙齿模型文件。邻面修复是通过专业的计算机软件，对切分后获取的每一个三维牙齿牙冠模型邻面缺失部分进行重建的操作。通过牙冠邻面修补，以期可以精确还原因牙齿切分操作而部分缺失的相邻牙齿邻面接触关系，为下一步设计矫治方案提供准确的患者牙齿三维模型。
但是，目前缺乏有效、精确的牙冠邻面修补方法，无法精确还原因牙齿切分操作而部分缺失的相邻牙齿邻面接触关系，从而也就难以为下一步矫治提供依据。
发明内容
本发明的目的在于一种三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法，能精确还原因牙齿切分操作而部分缺失的相邻牙齿邻面接触关系。
实现上述目的的技术方案是：
一种三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法，包括：
从数据库中提取牙齿模型边界点集；
在边界点集中提取牙齿模型的左右邻接面边界点集；
依次针对左边界和右边界，执行如下步骤：
在左边界或者右边界的首末端点间按一定距离插值点，获得闭环边界点集；
计算闭环边界质心，使闭环边界点集向质心聚拢插值点集V；
对闭环边界点集与点集V生成三角面集合；
计算牙齿模型质心，以该质心调整点集V位置，使之与牙齿模型的曲率趋势保持一致。
在上述的三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法中，所述插值点的生成方法为：
计算末点e至首点s的向量n1/|n1|，按公式p＝e+i*n1*delta生成插值点，其中delta为插值距离，i＝1，若ep距离小于es距离，则i＝i+1；否则，停止插值。
在上述的三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法中，所述的聚拢插值方法为：
计算闭环边界点集Pi(i＝0，…n)质心o，对于闭环点P0，设点P0为末点，质心o为首点，采用插值点生成方法插值；i＝i+1，重复以上步骤至i＝n。
在上述的三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法中，所述的调整点集V的位置方法：
计算闭环边界点集中心点O2，分别计算点集Vi(i＝0,…N)到O2的距离di，并计算1/di的平均值ave，更新点为Vi＝O1+k*n2*di/ave，其中k为调节系数，n2为牙齿模型质心到点Vi的向量。
本发明的有益效果是：本发明补全了因为牙齿三维模型切分操作而导致的邻接面部分，精确还原了每颗牙齿的三维解剖特征，给排牙作业提供真实的用户牙齿模型，保证设计的矫治方案以及矫治器产品和用户完美贴合。
附图说明
图1是本发明的三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1，本发明的三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法，包括下列步骤：
步骤S1，从数据库中提取牙齿模型边界点集。
步骤S2，在边界点集中提取牙齿模型的左右邻接面边界点集。
依次针对左边界和右边界，执行如下步骤：
步骤S3，在左边界或者右边界的首末端点间按一定距离插值点，获得闭环边界点集。插值点生成方法：计算末点e至首点s的向量n1/|n1|，按公式p＝e+i*n1*delta(其中delta为插值距离，在此设为0.2mm，i＝1)生成插值点，若ep距离小于es距离，则i＝i+1；否则，停止插值。
步骤S4，计算闭环边界质心，使闭环边界点集向质心聚拢插值点集V。具体的聚拢插值方法为：计算闭环边界点集Pi(i＝0，…n)质心o，对于闭环点P0，设点P0为末点，质心o为首点，采用插值点生成方法插值；i＝i+1，重复以上步骤至i＝n。然后，通过闭环边界点往边界点集形成的质心聚拢插值，得到的点集为聚拢插值点集。
对闭环边界点集与点集V生成三角面集合，即：按照已有的delaunay三角剖分方法对其进行拓补重建，得到三角形集合。
步骤S5，计算牙齿模型质心O1，以该质心O1调整点集V位置，使之与牙齿模型的曲率趋势保持一致。完成牙齿邻接面修补。其中，调整点集V的位置方法：计算闭环边界点集中心点O2，分别计算点集Vi(i＝0,…N)到O2的距离di，并计算1/di的平均值ave，更新点为Vi＝O1+k*n2*di/ave，其中k为调节系数，在此设为1.2，n2为质心O1到点Vi的向量。
中心点定义：遍历闭环边界点集Bi(i＝0,…t)，中心点＝(B0+B1+….+Bt)/t。
质心定义：遍历牙齿模型顶点Si(i＝0,…n)，质心＝(S0+S1+….+Sn)/n。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (4)

1.一种三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法，其特征在于，包括：
从数据库中提取牙齿模型边界点集；
在边界点集中提取牙齿模型的左右邻接面边界点集；
依次针对左边界和右边界，执行如下步骤：
在左边界或者右边界的首末端点间按一定距离插值点，获得闭环边界点集；
计算闭环边界质心，使闭环边界点集向质心聚拢插值点集V；
对闭环边界点集与点集V生成三角面集合；
计算牙齿模型质心，以牙齿模型质心调整点集V位置，使之与牙齿模型的曲率趋势保持一致。
2.根据权利要求1所述的三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法，其特征在于，所述插值点的生成方法为：
计算末点e至首点s的向量n1/|n1|，按公式p＝e+i*n1*del ta生成插值点，其中del ta为插值距离，i＝1，若ep距离小于es距离，则i＝i+1；否则，停止插值。
3.根据权利要求1所述的三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法，其特征在于，聚拢插值方法为：
计算闭环边界点集Pi质心o，i＝0，…n，对于闭环点P0，设点P0为末点，质心o为首点，i＝1，采用插值点生成方法插值；i＝i+1，重复以上步骤至i＝n。
4.根据权利要求1所述的三维牙齿模型中修补牙冠邻接面的方法，其特征在于，所述的调整点集V的位置方法：
计算闭环边界点集中心点O2，分别计算点集Vi到O2的距离di，i＝0,…N，并计算1/di的平均值ave，更新点为Vi＝O1+k*n2*di/ave，其中k为调节系数，n2为牙齿模型质心到点Vi的向量。
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