[发明专利]一种基于义齿简单冠修复网格模型的颈缘线提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及口腔修复领域，尤其是一种基于义齿简单冠修复网格模型的颈缘线提取方法。

背景技术

CAD/CAM技术在口腔修复中的应用取得了飞速的发展，相比于传统的手工修复方式，口腔CAD/CAM技术不仅极大地提高了修复效率，而且具备更加优良的修复质量。牙齿生物特征线包括单冠预备体的颈缘线和嵌体预备体模型的洞缘线。牙齿预备体生物特征线的提取是数字化口腔修复体造型设计的关键环节，生物特征线的提取质量直接影响修复体的建模精度，关系到患者佩戴修复体的舒适度，对于牙龈健康也有重要影响。

随着计算机的迅速发展，国外已经涌现大批的口腔修复CAD/CAM系统设备，国内也出现了多种颈缘线提取算法。戴宁等人在《牙齿预备体颈缘线自适应提取算法的研究与实现》(Research and Implementation for Automatic Extraction of Preparation Line on Triangulated Surfaces of Preparation Tooth)论文中提出利用点的曲率作为颈缘线的特征，通过构造局部特征引导线利用自适应搜索的方法完成对颈缘线的提取。但是该算法只是利用曲率作为特征点的唯一标准，会造成颈缘线的提取精度降低。而且构造局部的引导线会被附近的非颈缘线但是符合特征的点所引导，会导致个别牙齿无法正确地完成颈缘线提取，不够可靠。张长东等人则在《基于启发式搜索策略的牙齿生物特征线提取技术》论文提出了利用极值系数作为特征点的选取标准，结合最小代价的启发式搜索完成颈缘线的提取。但是该算法使用的是交互式的颈缘线提取，需要用户进行初始点的设置，智能化程度低且缺乏有效的噪声消除方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提出一种提取精度高、可靠、智能化程度高和噪声小的，基于义齿简单冠修复网格模型的颈缘线提取方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于义齿简单冠修复网格模型的颈缘线提取方法，包括：

S1、对牙齿模型进行扫描，并生成相应的三角网格模型与点云模型；

S2、采用基于曲率变化率系数分析法对整体牙齿模型进行分析，并通过局部二次函数拟合曲面的方法求出曲率计算点的曲率和曲率变化率系数；

S3、分别对三角网格模型的奇异三角形与正则三角形进行特征点筛选，进而根据筛选的特征点生成特征线；

S4、获取牙齿中轴线，并通过牙齿中轴线自动设置颈缘线的初始点，然后采用平均方向自动迭代法从特征线中筛选出目标颈缘线；

S5、对目标颈缘线进行拟合和光顺，从而完成颈缘线的提取。

进一步，所述步骤S2，其包括：

S21、以三角网格模型内的任一点作为当前点，计算当前点的法向，所述当前点的法向的计算公式为：

Ni=ΣA∈meshAi·ni||ΣA∈meshAi·ni||,]]>

其中，N_i代表点的第i个邻域三角片的单位法矢，A_i代表第i个三角片的面积，n_i表示第i个三角片的法矢，mesh表示整个三角网格结构；

S22、以当前点为原点，法矢n_p为z轴，建立一个局部坐标系；