CN116616931B - 一种将牙齿模型和数字模型进行快速比对的3d打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将牙齿模型和数字模型进行快速比对的3D打印方法，涉及3D打印技术领域，解决了直接采用原始图像依次比对的方式，会造成3D打印速率降低的技术问题，预先对牙齿模型的上下牙齿进行分析确认，是否存在错位情况，通过构建竖向水平线的方式，确认错位序列，后续，再通过牙齿图像，确认错位序列所在的实际位置，通过获取区域图像的中心点，对错位序列进行自适应调整，完成上下对位牙齿的调整工作，后续再对牙齿模型上下牙齿进行分离得到对应的牙齿集合，则通过所确认的牙齿图像，对不同牙齿的中心点进行调整，以此提升整个牙齿模型的自适应调整效果，使牙齿模型的实际准确度更高，达到快速比对的效果，从而进行快速打印。

Description

一种将牙齿模型和数字模型进行快速比对的3D打印方法

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体是一种将牙齿模型和数字模型进行快速比对的3D打印方法。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

专利公开号为CN111814558A的发明公开了一种3D打印成型的牙齿模型精度测量方法、***、设备及介质，其中，所述方法包括：扫描待测牙齿模型以获得所述牙齿模型的原始3D几何模型；修剪所述牙齿模型的原始3D几何模型边缘曲面以获得修剪好的3D模型；设置对比的测试对象与参考对象；3D拟合所述测试对象与所述参考对象；同时修剪所述测试对象与所述参考对象的牙龈线边缘曲面；再次3D拟合所述测试对象与所述参考对象；设置偏差显示色谱并将所述测试对象与所述参考对象进行3D偏差比较；生成3D偏差比较的精度报告。通过本方法可以提高3D打印成型的牙齿模型精度的测量效率，减少测量人员的工作量，同时保证了很高的测量精度，方法简单有效，实用性高。

在进行牙齿模型的3D打印工作时，根据所输入的参数数据，对牙齿模型进行构建，但在实际构建过程中，因数据的偏差，会造成牙齿模型存在些许偏差，若直接采用原始图像依次比对的方式，会造成3D打印速率降低，并未采用一种数值分析的方式，来判定牙齿模型是否存在些许偏差，以此提升3D打印效率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种将牙齿模型和数字模型进行快速比对的3D打印方法，用于解决直接采用原始图像依次比对的方式，会造成3D打印速率降低的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种将牙齿模型和数字模型进行快速比对的3D打印方法，包括以下步骤：

S1、操作人员输入牙齿模型构建数据，根据所输入的牙齿模型构建数据，对牙齿模型进行构建，具体方式为：

S11、根据所输入的构建数据，对牙齿模型进行初构建，从所构建的牙齿模型内，确认上下所对应的牙齿，并依次将所对应的牙齿提取出并将其拟定为牙齿序列；

S12、从牙齿序列内，确认上方牙齿的中心点，并将此中心点标记为待定一点，再确认下方牙齿的中心点，并将此中心点标记为待定二点；

S13、构建待定一点的竖直水平线，再构建待定二点的竖直水平线，获取两组竖直水平线之间的间距参数，并将所获取的间距参数标记为JJ_i其中i代表不同的牙齿序列，并将间距参数JJ_i与预设参数Y1进行比对，其中Y1为预设值，当JJ_i≤Y1时，不进行任何处理，反之，生成错位信号，并将对应的牙齿序列标记为错位序列；

S2、根据所生成的错位信号，获取对应牙齿模型所对应的牙齿图像，并将牙齿图像与模型进行分析比对，具体方式为：

S21、根据错位信号，确认对应的错位序列，并根据错位序列位于牙齿模型的具***置，从牙齿图像内确认对应的区域图像；

S22、将区域图像与错位序列进行分析比对，根据错位序列内所确认的两组待定一点以及待定二点，将待定一点与待定二点进行连线，得到一类待定线，从区域图像内，确认上下两片牙齿区域的中心点，并将两组中心点进行连线，得到二类待定线；

S23、将一类待定线与二类待定线进行重合度分析，并获取得到重合度参数，并将所获取的重合度参数标记为CH_i，其中i代表不同的牙齿序列，并将重合度参数CH_i与预设参数Y2进行比对，其中Y2为预设值，当CH_i＜Y2时，生成调整信号，反之，不进行任何处理；

S24、根据调整信号，以二类待定线为基准，对一类待定线内部的待定一点以及待定二点进行调整，根据调整后的具***置，对错位序列内部的牙齿进行限位调整；

S3、对调整后的牙齿模型进行再分析，将牙齿模型进行分层，将上端的牙齿与下端的牙齿进行分离，得到上端牙齿集合以及下端牙齿集合，再对上端牙齿集合以及下端牙齿集合进行连线分析，根据分析结果，对牙齿模型再次进行自适应调整；

S4、完成牙齿模型的自适应调整工作后，自适应生成3D打印参数，根据所生成的3D打印参数，对牙齿模型进行3D打印，并将3D打印参数进行展示，供操作人员进行自适应调整。

优选的，步骤S3中，对上端牙齿集合以及下端牙齿集合进行连线分析的具体方式为：

S31、根据所分离的上端牙齿集合以及下端牙齿集合，对不同牙齿集合内不同牙齿的中心点进行确认，并以对应牙齿的中心点为基准，构建水平线，并将上端牙齿集合或下端牙齿集合内部的水平线拟定为水平线集合；

S32、从某组水平线集合内，确认距离最远的两组水平线，并确定距离值，将所确定的距离值标记为JL_k，其中k代表不同的水平线集合，且k＝1或2，k为1时，代表此水平线集合为上端牙齿集合内部的所有水平线，k为2时，代表此水平线集合为下端牙齿集合内部的所有水平线；

对牙齿模型再次进行自适应调整的具体方式为：

S33、将距离值JL_k与预设参数Y3进行比对，其中Y3为预设值，当JL_k＜Y3时，不进行任何处理，反之，生成再调整信号；

S34、根据再调整信号，确认需调整的牙齿集合，获取整体的牙齿图像，并从牙齿图像内将上端牙齿图像以及下端牙齿图像提取出，从图像内确认不同牙齿的中心点，并根据所确定的中心点，对牙齿集合内指定牙齿的中心点进行调整，完成整个牙齿模型的自适应调整工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：预先对牙齿模型的上下牙齿进行分析确认，是否存在错位情况，通过构建竖向水平线的方式，确认错位序列，后续，再通过牙齿图像，确认错位序列所在的实际位置，通过获取区域图像的中心点，对错位序列进行自适应调整，完成上下对位牙齿的调整工作；

后续再对牙齿模型上下牙齿进行分离得到对应的牙齿集合，再从牙齿集合内获取不同牙齿的中心点，判定集合内部牙齿的中心点上下间距是否过大，若存在此类情况，则通过所确认的牙齿图像，对不同牙齿的中心点进行调整，以此提升整个牙齿模型的自适应调整效果，使牙齿模型的实际准确度更高，达到快速比对的效果，从而进行快速打印。

附图说明

图1为本发明方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本申请提供了一种将牙齿模型和数字模型进行快速比对的3D打印方法，包括以下步骤：

S1、操作人员输入牙齿模型构建数据，根据所输入的牙齿模型构建数据，对牙齿模型进行构建，并在初步构建过程中，分析上下对应的牙齿是否存在错位情况，判定是否生成错位信号，其中，进行构建的具体方式为：

S11、根据所输入的构建数据，对牙齿模型进行初构建，从所构建的牙齿模型内，确认上下所对应的牙齿，并依次将所对应的牙齿提取出并将其拟定为牙齿序列，依次拟定，便得到若干组牙齿序列；

S12、从牙齿序列内，确认上方牙齿的中心点，并将此中心点标记为待定一点，再确认下方牙齿的中心点，并将此中心点标记为待定二点；

S13、构建待定一点的竖直水平线，再构建待定二点的竖直水平线，获取两组竖直水平线之间的间距参数，并将所获取的间距参数标记为JJ_i其中i代表不同的牙齿序列，并将间距参数JJ_i与预设参数Y1进行比对，其中Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，且Y1一般取值0.3cm，当JJ_i≤Y1时，不进行任何处理，反之，生成错位信号，并将对应的牙齿序列标记为错位序列；

具体的，在进行模型构建过程中，因数据之间存在些许差异，便很容易造成，模型构建完毕后，对应牙齿之间存在错位情况，此类错位情况，便需要进行错位分析处理，后续对此类区域进行分析判定，是否真实存在错位情况，因，在正常的模型构建过程中，一般是不存在错位情况的；

S2、根据所生成的错位信号，获取对应牙齿模型所对应的牙齿图像，并将牙齿图像与模型进行分析比对，判定对应模型是否真实存在错位情况，并根据分析结果，对牙齿模型进行调整，其中，进行分析比对的具体方式为：

S21、根据错位信号，确认对应的错位序列，并根据错位序列位于牙齿模型的具***置，从牙齿图像内确认对应的区域图像；

S22、将区域图像与错位序列进行分析比对，根据错位序列内所确认的两组待定一点以及待定二点，将待定一点与待定二点进行连线，得到一类待定线，从区域图像内，确认上下两片牙齿区域的中心点，并将两组中心点进行连线，得到二类待定线；

S23、将一类待定线与二类待定线进行重合度分析，并获取得到重合度参数，并将所获取的重合度参数标记为CH_i，其中i代表不同的牙齿序列，并将重合度参数CH_i与预设参数Y2进行比对，其中Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，且Y2一般取值98％，当CH_i＜Y2时，生成调整信号，反之，不进行任何处理；

S24、根据调整信号，以二类待定线为基准，对一类待定线内部的待定一点以及待定二点进行调整，根据调整后的具***置，对错位序列内部的牙齿进行限位调整；

具体的，根据所获取的实际图像，分析并确认实际图像内部的二类待定线，再根据原始所确定的一类待定线，将二类待定线与一类待定线进行重合度分析，根据分析结果，对待定一点以及待定二点进行调整，以此完成对牙齿模型的整体调整工作，根据实际的图像，对牙齿模型进行限位调整，提升牙齿模型的实际准确度；

S3、对调整后的牙齿模型进行再分析，将牙齿模型进行分层，将上端的牙齿与下端的牙齿进行分离，得到上端牙齿集合以及下端牙齿集合，再对上端牙齿集合以及下端牙齿集合进行连线分析，根据分析结果，对牙齿模型再次进行自适应调整，其中，进行连线分析的具体方式为：

S31、根据所分离的上端牙齿集合以及下端牙齿集合，对不同牙齿集合内不同牙齿的中心点进行确认，并以对应牙齿的中心点为基准，构建水平线，并将上端牙齿集合或下端牙齿集合内部的水平线拟定为水平线集合，具体的，上端牙齿集合内存在一组水平线集合，下端牙齿集合也存在一组水平线集合；

S32、从某组水平线集合内，确认距离最远的两组水平线，并确定距离值，将所确定的距离值标记为JL_k，其中k代表不同的水平线集合，且k＝1或2，k为1时，代表此水平线集合为上端牙齿集合内部的所有水平线，k为2时，代表此水平线集合为下端牙齿集合内部的所有水平线；

S33、将距离值JL_k与预设参数Y3进行比对，其中Y3为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，当JL_k＜Y3时，不进行任何处理，反之，生成再调整信号；

S34、根据再调整信号，确认需调整的牙齿集合，获取整体的牙齿图像，并从牙齿图像内将上端牙齿图像以及下端牙齿图像提取出，从图像内确认不同牙齿的中心点，并根据所确定的中心点，对牙齿集合内指定牙齿的中心点进行调整，完成整个牙齿模型的自适应调整工作；

具体的，在进行模型分析时，从模型内将上下两侧的牙齿进行分离，并确认对应的上端牙齿集合以及下端牙齿集合，在上端牙齿集合内确认若干个牙齿的中心点，为了获取若干个中心点之间上下间距，构建属于若干个中心点的横向水平线，水平线构建后，便可通过水平线之间的距离值，确认中心点之间的上下间距值，若间距值过大时，代表存在模型异常情况，便需要根据实际的图像，对模型之间的牙齿进行调整，使整个模型更加贴切于现实情况；

S4、完成牙齿模型的自适应调整工作后，自适应生成3D打印参数，根据所生成的3D打印参数，对牙齿模型进行3D打印，并将3D打印参数进行展示，供操作人员进行自适应调整，避免出现参数误差。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：预先对牙齿模型的上下牙齿进行分析确认，是否存在错位情况，通过构建竖向水平线的方式，确认错位序列，后续，再通过牙齿图像，确认错位序列所在的实际位置，通过获取区域图像的中心点，对错位序列进行自适应调整，完成上下对位牙齿的调整工作；

后续再对牙齿模型上下牙齿进行分离得到对应的牙齿集合，再从牙齿集合内获取不同牙齿的中心点，判定集合内部牙齿的中心点上下间距是否过大，若存在此类情况，则通过所确认的牙齿图像，对不同牙齿的中心点进行调整，以此提升整个牙齿模型的自适应调整效果，使牙齿模型的实际准确度更高，达到快速比对的效果，从而进行快速打印。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (1)

1.一种对牙齿模型进行快速比对的3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、操作人员输入牙齿模型构建数据，根据所输入的牙齿模型构建数据，对牙齿模型进行构建，并在初步构建过程中，分析上下对应的牙齿是否存在错位情况，判定是否生成错位信号，具体方式为：

S11、根据所输入的构建数据，对牙齿模型进行初构建，从所构建的牙齿模型内，确认上下所对应的牙齿，并依次将所对应的牙齿提取出并将其拟定为牙齿序列；

S12、从牙齿序列内，确认上方牙齿的中心点，并将此中心点标记为待定一点，再确认下方牙齿的中心点，并将此中心点标记为待定二点；

S13、构建待定一点的竖直水平线，再构建待定二点的竖直水平线，获取两组竖直水平线之间的间距参数，并将所获取的间距参数标记为JJ_i其中i代表不同的牙齿序列，并将间距参数JJ_i与预设参数Y1进行比对，其中Y1为预设值，当JJ_i≤Y1时，不进行任何处理，反之，生成错位信号，并将对应的牙齿序列标记为错位序列；

S2、根据所生成的错位信号，获取对应牙齿模型所对应的牙齿图像，并将牙齿图像与模型进行分析比对，判定对应模型是否真实存在错位情况，并根据分析结果，对牙齿模型进行调整，具体方式为：

S21、根据错位信号，确认对应的错位序列，并根据错位序列位于牙齿模型的具***置，从牙齿图像内确认对应的区域图像；

S22、将区域图像与错位序列进行分析比对，根据错位序列内所确认的两组待定一点以及待定二点，将待定一点与待定二点进行连线，得到一类待定线，从区域图像内，确认上下两片牙齿区域的中心点，并将两组中心点进行连线，得到二类待定线；

S23、将一类待定线与二类待定线进行重合度分析，并获取得到重合度参数，并将所获取的重合度参数标记为CH_i，其中i代表不同的牙齿序列，并将重合度参数CH_i与预设参数Y2进行比对，其中Y2为预设值，当CH_i＜Y2时，生成调整信号，反之，不进行任何处理；

S24、根据调整信号，以二类待定线为基准，对一类待定线内部的待定一点以及待定二点进行调整，根据调整后的具***置，对错位序列内部的牙齿进行限位调整；

S3、对调整后的牙齿模型进行再分析，将牙齿模型进行分层，将上端的牙齿与下端的牙齿进行分离，得到上端牙齿集合以及下端牙齿集合，再对上端牙齿集合以及下端牙齿集合进行连线分析，根据分析结果，对牙齿模型再次进行自适应调整，具体方式为：

S31、根据所分离的上端牙齿集合以及下端牙齿集合，对不同牙齿集合内不同牙齿的中心点进行确认，并以对应牙齿的中心点为基准，构建水平线，并将上端牙齿集合或下端牙齿集合内部的水平线拟定为水平线集合；

S32、从某组水平线集合内，确认距离最远的两组水平线，并确定距离值，将所确定的距离值标记为JL_k，其中k代表不同的水平线集合，且k=1或2，k为1时，代表此水平线集合为上端牙齿集合内部的所有水平线，k为2时，代表此水平线集合为下端牙齿集合内部的所有水平线；

S33、将距离值JL_k与预设参数Y3进行比对，其中Y3为预设值，当JL_k＜Y3时，不进行任何处理，反之，生成再调整信号；

S34、根据再调整信号，确认需调整的牙齿集合，获取整体的牙齿图像，并从牙齿图像内将上端牙齿图像以及下端牙齿图像提取出，从图像内确认不同牙齿的中心点，并根据所确定的中心点，对牙齿集合内指定牙齿的中心点进行调整，完成整个牙齿模型的自适应调整工作；

S4、完成牙齿模型的自适应调整工作后，自适应生成3D打印参数，根据所生成的3D打印参数，对牙齿模型进行3D打印，并将3D打印参数进行展示，供操作人员进行自适应调整。