[发明专利]一种基于牙齿特征点的牙齿倒凹自动填充打印方法

权利要求书

1.一种基于牙齿特征点的牙齿倒凹自动填充打印方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1)根据采集的石膏牙颌模型得到数字化牙颌三维模型，提取数字化牙颌三维模型中的每颗牙齿的特征点，根据特征点得到每颗牙齿的下部倒凹控制点；

所述步骤1)具体包括：

1.1)提取每颗牙齿的特征点：选取颊侧远中乳突点a1，舌侧远中乳突点a2，颊侧龈点y1，舌侧龈点y2，颊侧近中乳突点b1，舌侧近中乳突点b2作为每颗牙齿的特征点；

1.2)根据1.1)的特征点计算得到每颗牙齿的四个下部倒凹控制点：

P_down0＝a₁+(y₁–a₁)*m

P_down1＝b₁+(y₁–b₁)*m

P_down2＝b₂+(y₂–b₂)*m

P_down3＝a₂+(y₂–a₂)*m

式中，P_down0～P_down3分别表示第一～第四下部倒凹控制点，m表示控制点预设参数；

步骤2)沿垂直于牙合平面的方向对每颗牙齿进行多次水平切片处理得到牙齿最宽面；

所述的步骤2)具体包括：

2.1)将垂直于牙合平面的方向作为Z轴方向，设定齿根到齿顶的方向为Z轴的正方向；遍历数字化牙颌三维模型的三角面片顶点得到z轴方向的最小值minZ和最大值maxZ，根据最小值minZ和最大值maxZ之差得到每颗牙齿的牙齿高度H；

2.2)在[minZ，maxZ]的范围内沿牙齿高度方向等间隔依次采样取点得到多个采样点，多个采样点分别表示为P_k，k＝1，2，3…(H/n)；

2.3)过采样点P_k对牙齿进行水平切片处理得到过采样点P_k的水平切面与牙齿外表面轮廓的多个交点，多个交点分别表示为K_i，i＝1，2，3，4…

2.4)根据2.3)得到的多个交点的连线计算得到切片周长C，对每一个采样点按照步骤2.3)计算得到各个采样点对应的切片周长C；

2.5)选取切片周长C的最大值作为牙齿最宽面；

步骤3)根据每颗牙齿的牙齿最宽面和下部倒凹控制点获得与每个下部倒凹控制点一一对应的上部倒凹控制点；

所述步骤3)具体为：计算牙齿下部倒凹控制点到牙齿最宽面上的距离，将牙齿最宽面中距离下部倒凹控制点最近的点作为牙齿上部倒凹控制点P_up，从而得到与牙齿下部控制点一一对应的上部倒凹控制点；

四个上部倒凹控制点的计算方法相同，具体如下：

P_up＝MinDistance(P_down，K_i)

式中，P_up表示上部倒凹控制点，MinDistance(P_down，K_i)表示最小化牙齿最宽面上的点K_i与下部倒凹控制点P_down之间的距离，即第一～第四下部倒凹控制点P_down0～P_down3与牙齿最宽面中距离最近的点分别对应为第一～第四上部倒凹控制点；

步骤4)根据相邻的两颗牙齿的倒凹控制点得到位于两颗牙齿之间的倒凹区域，对倒凹区域进行数字化填倒凹处理得到最终的牙颌三维模型，并输入到3D打印机中进行打印。

2.根据权利要求1所述一种基于牙齿特征点的牙齿倒凹自动填充打印方法，其特征在于：所述步骤4)具体包括：

4.1)对相邻的两颗牙齿分别选取相邻面上的四个倒凹控制点，根据八个倒凹控制点建立相邻两颗牙齿的三角面片连接关系，建立一个八个点、六个面和十二个三角面片的立方体模型，立方体模型即为倒凹区域；

4.2)对倒凹区域的上部进行拉普拉斯光顺处理；

4.3)对光顺处理后的倒凹区域进行数字化填补得到填倒凹后的牙颌三维模型。

3.根据权利要求2所述一种基于牙齿特征点的牙齿倒凹自动填充打印方法，其特征在于：所述的4.2)具体为：分别取相邻的两颗牙齿的颊舌侧各一个倒凹控制点构成一组点，从而将立方体模型的上部四个倒凹控制点分为两组点，在每组点的连线方向之间进行点插值，得到具有多个插值点的两组点，对点插值后的两组点进行拉普拉斯光顺处理。