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CN113920253A - 一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法 - Google Patents

一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法 Download PDF

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CN113920253A CN202111388896.1A CN202111388896A CN113920253A CN 113920253 A CN113920253 A CN 113920253A CN 202111388896 A CN202111388896 A CN 202111388896A CN 113920253 A CN113920253 A CN 113920253A
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Abstract

本发明公开了一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，包括以下步骤，基于segment自动划分技术，采集三维口腔模型，对三维口腔模型的牙齿边缘进行预处理，获取牙齿模型的边缘切割曲线；将边缘切割曲线简化为包含若干控制点的骨架，并以骨架作为控制多边形，建立三次贝塞尔曲线，通过调整控制点控制三次贝塞尔曲线的曲线形状，获取用于切割牙齿模型的切割曲线；将切割曲线转换管状模型，通过bool操作将管状模型分割成牙齿模型；本发明解决了由于自动标识出错，手动调整步骤多，速度慢的问题，极大提高了在牙齿正畸软件处理口腔扫描模型时牙齿切割的速度。

Description

一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法
技术领域
本发明涉及牙齿正畸医疗3D软件领域，尤其涉及一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法。
背景技术
随着几何深度学习的快速发展，越来越多的深度学习的技术用于口腔正畸，例如：F.G.Zanjaniet al.,“Deep learning approach to semantic segmentationin 3D pointcloud intra-oral scans of teeth,”inProc.2nd Int.Conf.Med.Imag.Deep Learn.(PMLR),2019,pp.557–571提到的自动划分(segment)技术.自动划分(segment)已经有超过95％的成功率，但一些问题仍然影响分割的效果，如智齿，牙齿生长多样，牙齿之间的交接处容易发生问题。所以针对已经划分好的口腔模型，仍然需要一种可以方便处理调整的切割方式。
现有的几种方法都有一定的缺点，在使用自动分割牙齿之前，工业软件采用分割方式是在口腔模型表面上画出切割线，然后切割出牙齿，每一颗牙齿都需要超过30s的操作时间，画好分割线后，难以再进行调整，切割一副牙齿需要超过20分钟。因此，急需一种快速切割牙齿的方法，用于提高口腔模型的牙齿模型切割成型时间。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，包括以下步骤：
基于segment自动划分技术，采集三维口腔模型，对三维口腔模型的牙齿边缘进行预处理，获取牙齿模型的边缘切割曲线；
将边缘切割曲线简化为包含若干控制点的骨架，并以骨架作为控制多边形，建立三次贝塞尔曲线，通过调整控制点控制三次贝塞尔曲线的曲线形状，获取用于切割牙齿模型的切割曲线；
将切割曲线转换管状模型，通过bool操作将管状模型分割成牙齿模型。
优选地，在对三维口腔模型的牙齿边缘进行预处理的过程中，通过对牙齿边缘进行开操作和闭操作，对牙齿边缘进行预处理，预处理用于解决牙齿边缘的区域边缘参差不齐，其中，开操作用于去除牙齿边缘的区域边界的细小突出部分，闭操作用于通过填充牙齿边缘的区域中细小的漏洞，填充牙齿边缘的边界细小的缺口。
优选地，开操作包括以下步骤：
基于牙齿边缘，获取包括牙齿模型的第一区域，以及不包括牙齿模型的第二区域，其中，第一区域和第二区域之间具有第一边界线；
基于第一区域，获取第一区域的第一最佳边界线，以及第一最佳边界线和第一边界线之间的第三区域，其中，第三区域包括第一区域的细小突出部分；
基于第二区域的第一特征，通过k次区域缩减操作，将第一特征赋予第三区域的细小突出部分，获取第一目标区域；
基于第一区域的第二特征，通过k次区域拓展操作，将第二特征赋予第一目标区域后，与第一区域合并成为牙齿边缘的第一边缘区域，并根据第一边缘区域获取边缘切割曲线。
优选地，闭操作包括以下步骤：
基于细小突出部分的顶点，获取第一区域的第二最佳边界线；
基于第二最佳边界线，采集细小突出部分的区域长度，并根据区域长度，在第二区域中选择第四区域，其中，区域长度用于表示细小突出部分所在区域的底部到顶点的垂直距离；
将第二特征赋予第一区域和第四区域后，去除第四区域，获取牙齿边缘的第二边缘区域，并根据第二边缘区域获取边缘切割曲线。
优选地，在获取牙齿模型的边缘切割曲线的过程中，根据第一边缘区域和第二边缘区域获取边缘切割曲线。
优选地，在将边缘切割曲线简化为包含若干控制点的骨架的过程中，根据DP算法，简化边缘切割曲线，其中，DP算法包括以下步骤：
S101.设置抽稀阈值threshold，并将边缘切割曲线换分为若干待处理曲线；
S102.将待处理曲线的首末点虚连为一条直线,求首末点之间的中间点与直线的距离,并找出最大距离值dmax；
S103.若dmax<threshold，则舍去中间点；若dmax≥threshold，则以dmax对应的中间点为界点，把曲线分为两部分，并对这两部分曲线重复步骤S102-S103，直至所有的中间点都被处理完成后，将界点作为控制点，构建骨架。
优选地，在建立三次贝塞尔曲线的过程中，将控制点依次连接，并获取控制点坐标；
根据控制点坐标获取用于生成三次贝塞尔曲线的第一顶点的第一顶点坐标和第二顶点的第二顶点坐标；
根据第一顶点坐标、控制点坐标、第二顶点坐标，构建三次贝塞尔曲线；
通过调整控制点，将第一顶点和第二顶点运动到牙齿模型的表面，获取切割曲线。
优选地，第一顶点坐标的表达式为：
Figure BDA0003368094420000041
第二顶点坐标的表达式为：
Figure BDA0003368094420000042
其中，Pi为第i个控制点坐标，Qi为第一顶点坐标，Qi+1为第二顶点坐标。
优选地，三次贝塞尔曲线的表达式为：
B(t)＝Pi*(1-t)3+3*Qi*t*(1-t)2+3*Qi+1*t2*(1-t)+Pi+1*t3 t∈[0，1]。
优选地，在获取切割曲线的过程中，采集切割曲线与牙齿模型贴合不紧密的位置，并对位置进行边细分，将边的点缩裹到牙齿模型的表面后，获取切割曲线，其中，对贴合不紧密的位置的调整过程包括以下步骤：
S201.将边的顶点运动到牙齿模型的表面；
S202.采集边的中心与牙齿模型的距离，获取距离大于管状模型的管半径的第一边，并对第一边基于中心细分为两部分；
S203.循环步骤S201-S202，直至切割曲线贴合在牙齿模型的表面。
本发明公开了以下技术效果：
与现有技术相比，本发明提供的一种针对已自动划分(segment)的三维口腔模型，快速手动调整并切割的方法。用标识好的区域提取出光滑的边界曲线，曲线中提取出若干控制点，调整控制点位置就可以调整曲线形状，进而调整选中的区域范围。解决了由于自动标识出错，手动调整步骤多，速度慢的问题，极大提高了在牙齿正畸软件处理口腔扫描模型时牙齿切割的速度。
本发明极大地提高了分割的速度，包括深度网络模型自动划分花费时间在内，再加上该技术可以在4分钟内切割好一副牙齿。在没有自动划分的情况下画出一颗牙齿分割线，也只需选择10～20控制点，平均只需9s。在已有划分的情况下，自动生成切割线，手动调整一颗牙齿平均只需3S。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例所述的现有技术存在的问题；
图2是本发明实施例所述的切割线、控制点示意图；
图3是本发明实施例所述的开操作示意图；
图4是本发明实施例所述的闭操作示意图；
图5是本发明实施例所述的提取切割曲线步骤图；
图6是本发明实施例所述的道格拉斯算法演示图；
图7是本发明实施例所述的调整控制点，曲线变化示意图；
图8是本发明实施例所述的步骤效果图；
图9是本发明实施例所述的方法步骤图。
具体实施方式
下为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1-9所示，本发明针对已自动划分(segment)的三维模型，快速手动调整并切割的方法。用标识好的区域提取出光滑的边界曲线，曲线中提取出若干控制点，调整控制点位置就可以调整曲线形状，进而调整选中的区域范围，快速切割出牙齿。
本发明提供了一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，包括以下步骤：
基于segment自动划分技术，采集三维口腔模型，对三维口腔模型的牙齿边缘进行预处理，获取牙齿模型的边缘切割曲线；
将边缘切割曲线简化为包含若干控制点的骨架，并以骨架作为控制多边形，建立三次贝塞尔曲线，通过调整控制点控制三次贝塞尔曲线的曲线形状，获取用于切割牙齿模型的切割曲线；
将切割曲线转换管状模型，通过bool操作将管状模型分割成牙齿模型。
进一步优选地，在对三维口腔模型的牙齿边缘进行预处理的过程中，通过对牙齿边缘进行开操作和闭操作，对牙齿边缘进行预处理，预处理用于解决牙齿边缘的区域边缘参差不齐，其中，开操作用于去除牙齿边缘的区域边界的细小突出部分，闭操作用于通过填充牙齿边缘的区域中细小的漏洞，填充牙齿边缘的边界细小的缺口。
进一步优选地，开操作包括以下步骤：
基于牙齿边缘，获取包括牙齿模型的第一区域，以及不包括牙齿模型的第二区域，其中，第一区域和第二区域之间具有第一边界线；
基于第一区域，获取第一区域的第一最佳边界线，以及第一最佳边界线和第一边界线之间的第三区域，其中，第三区域包括第一区域的细小突出部分；
基于第二区域的第一特征，通过k次区域缩减操作，将第一特征赋予第三区域的细小突出部分，获取第一目标区域；
基于第一区域的第二特征，通过k次区域拓展操作，将第二特征赋予第一目标区域后，与第一区域合并成为牙齿边缘的第一边缘区域，并根据第一边缘区域获取边缘切割曲线。
进一步优选地，闭操作包括以下步骤：
基于细小突出部分的顶点，获取第一区域的第二最佳边界线；
基于第二最佳边界线，采集细小突出部分的区域长度，并根据区域长度，在第二区域中选择第四区域，其中，区域长度用于表示细小突出部分所在区域的底部到顶点的垂直距离；
将第二特征赋予第一区域和第四区域后，去除第四区域，获取牙齿边缘的第二边缘区域，并根据第二边缘区域获取边缘切割曲线。
进一步优选地，在获取牙齿模型的边缘切割曲线的过程中，根据第一边缘区域和第二边缘区域获取边缘切割曲线。
进一步优选地，在将边缘切割曲线简化为包含若干控制点的骨架的过程中，根据DP算法，简化边缘切割曲线，其中，DP算法包括以下步骤：
S101.设置抽稀阈值threshold，并将边缘切割曲线换分为若干待处理曲线；
S102.将待处理曲线的首末点虚连为一条直线,求首末点之间的中间点与直线的距离,并找出最大距离值dmax；
S103.若dmax<threshold，则舍去中间点；若dmax≥threshold，则以dmax对应的中间点为界点，把曲线分为两部分，并对这两部分曲线重复步骤S102-S103，直至所有的中间点都被处理完成后，将界点作为控制点，构建骨架。
进一步优选地，在建立三次贝塞尔曲线的过程中，将控制点依次连接，并获取控制点坐标；
根据控制点坐标获取用于生成三次贝塞尔曲线的第一顶点的第一顶点坐标和第二顶点的第二顶点坐标；
根据第一顶点坐标、控制点坐标、第二顶点坐标，构建三次贝塞尔曲线；
通过调整控制点，将第一顶点和第二顶点运动到牙齿模型的表面，获取切割曲线。
进一步优选地，第一顶点坐标的表达式为：
Figure BDA0003368094420000091
第二顶点坐标的表达式为：
Figure BDA0003368094420000092
其中，Pi为第i个控制点坐标，Qi为第一顶点坐标，Qi+1为第二顶点坐标。
进一步优选地，三次贝塞尔曲线的表达式为：
B(t)＝Pi*(1-t)3+3*Qi*t*(1-t)2+3*Qi+1*t2*(1-t)+Pi+1*t3 t∈[0，1]。
进一步优选地，在获取切割曲线的过程中，采集切割曲线与牙齿模型贴合不紧密的位置，并对位置进行边细分，将边的点缩裹到牙齿模型的表面后，获取切割曲线，其中，对贴合不紧密的位置的调整过程包括以下步骤：
S201.将边的顶点运动到牙齿模型的表面；
S202.采集边的中心与牙齿模型的距离，获取距离大于管状模型的管半径的第一边，并对第一边基于中心细分为两部分；
S203.循环步骤S201-S202，直至切割曲线贴合在牙齿模型的表面。
本发明还包括一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割系统，包括：
建模模块，用于基于segment自动划分技术，采集三维口腔模型；
预处理模块，用于对三维口腔模型的牙齿边缘进行预处理，获取牙齿模型的边缘切割曲线；
数据处理模块，用于将边缘切割曲线简化为包含若干控制点的骨架，并以骨架作为控制多边形，建立三次贝塞尔曲线，通过调整控制点控制三次贝塞尔曲线的曲线形状，获取用于切割牙齿模型的切割曲线；
模型切割模块，用于将切割曲线转换管状模型，通过bool操作将管状模型分割成牙齿模型。
实施例1：本发明提供了一种，包括以下步骤：
1.1、根据自动划分(segment)的结果生成一条顺滑的切割曲线
获取口腔模型的自动划分(segment)结果，但自动划分的边缘在拓扑上参差不齐，所以采用开操作，闭操作解决区域边缘参差不齐的方法。开操作即先进行k次区域缩减操作，然后进行k次区域拓展操作；开操作的意义是可以去除区域边界的细小突出部分。闭操作即先进行k次区域拓展操作，然后进行k次区域缩减操作。闭操作的意义是填充区域中细小的漏洞，填充边界细小的缺口。
在mesh上的选中的区域进行了开操作，闭操作。解决了边缘拓扑上参差不齐的问题。
边缘拓扑的平整，但从边缘点坐标角度，边缘仍不平整。在边缘的边提取出来，生成一条曲线，并对其进行光顺操作。
1.2、将切割曲线简化为包含少数控制点的骨架，以骨架为控制多边形建立三次贝塞尔曲线，通过调整控制点控制曲线形状。
简化曲线：道格拉斯-普克Douglas-Peuker(DP算法)，是线状要素抽稀的经典算法。用它处理存在大量冗余的几何数据点，既可以达到数据量精简的目的，有可以在很大程度上保留几何形状的骨架。
道格拉斯步骤：
步骤一.设置抽稀阈值threshold
步骤二.将待处理曲线的首末点虚连一条直线,求所有中间点与直线的距离,并找出最大距离值dmax
步骤三.若dmax<threshold，这条曲线上的中间点全部舍去；若dmax≥threshold，则以该点为界，把曲线分为两部分,对这两部分曲线重复步骤二，三，直至所有的点都被处理完成
还原曲线：三次贝塞尔曲线，控制点依次顺序连接，控制点的坐标分别为(P1,P2,P3…Pn),Pi中i为控制点序号，共有n个控制点。
想要计算出Pi到Pi+1的曲线，需要生成两个额外顶点Qi，Qi+1。
Figure BDA0003368094420000121
Figure BDA0003368094420000122
(Pi，Qi，Qi+1，Pi+1)为作为顶点建立三次贝塞尔曲线：
B(t)＝Pi*(1-t)3+3*Qi*t*(1-t)2+3*Qi+1*t2*(1-t)+Pi+1*t3 t∈[0，1]。
这样的曲线必定经过Pi，Pi+1两个控制点。通过调整控制点可以方便的调整曲线的形状。最后令曲线(多段折线)贴合口腔模型表面，即令线上的顶点运动到最近的口腔模型表面(也称为缩裹操作)，曲线随着控制点的移动而变化，从而可以快速调整切割曲线。
1.3、用切割曲线成功切割出牙齿
将切割曲线转换有一定直径的管状模型，用bool操作将模型分割出牙齿的部分。切割曲线需要尽量的贴合模型表面，曲线上的点离口腔模型的最远距离应该小于管状模型的半径，这样才能把牙齿与口腔完全分离为两个部分。所以需要在贴合不紧密的地方将边细分，将边上的点缩裹到模型表面。
曲线贴合的步骤：
1).令线上的顶点运动到最近的口腔模型表面(也称为缩裹操作)
2).将边中心到模型的距离超过设定的管半径r的边细分为两部分
3).循环步骤1)-2)，直至曲线(多段折线)贴合口腔模型表面。
现有的方法画出切割线的方式，操作复杂，操作时间长，操作速度慢。每一颗牙齿都需要超过30s的操作时间，画好分割线后，难以再进行调整，切割一副牙齿需要超过20分钟。本技术极大的提高了分割的速度，没有自动标定的情况下，也只需选择10～20控制点，操作只需平均只需9s。在有自动标定情况下，自动生成切割线，手动调整一颗牙齿平均只需3S。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于segment自动划分技术，采集三维口腔模型，对所述三维口腔模型的牙齿边缘进行预处理，获取牙齿模型的边缘切割曲线；
将所述边缘切割曲线简化为包含若干控制点的骨架，并以所述骨架作为控制多边形，建立三次贝塞尔曲线，通过调整所述控制点控制所述三次贝塞尔曲线的曲线形状，获取用于切割所述牙齿模型的切割曲线；
将所述切割曲线转换管状模型，通过bool操作将所述管状模型分割成所述牙齿模型。
2.根据权利要求1所述一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于：
在对所述三维口腔模型的牙齿边缘进行预处理的过程中，通过对所述牙齿边缘进行开操作和闭操作，对所述牙齿边缘进行预处理，所述预处理用于解决所述牙齿边缘的区域边缘参差不齐，其中，所述开操作用于去除所述牙齿边缘的区域边界的细小突出部分，所述闭操作用于通过填充所述牙齿边缘的区域中细小的漏洞，填充所述牙齿边缘的边界细小的缺口。
3.根据权利要求2所述一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于：
所述开操作包括以下步骤：
基于所述牙齿边缘，获取包括所述牙齿模型的第一区域，以及不包括所述牙齿模型的第二区域，其中，所述第一区域和所述第二区域之间具有第一边界线；
基于所述第一区域，获取所述第一区域的第一最佳边界线，以及所述第一最佳边界线和所述第一边界线之间的第三区域，其中，所述第三区域包括所述第一区域的所述细小突出部分；
基于所述第二区域的第一特征，通过k次区域缩减操作，将所述第一特征赋予所述第三区域的所述细小突出部分，获取第一目标区域；
基于所述第一区域的第二特征，通过k次区域拓展操作，将所述第二特征赋予所述第一目标区域后，与所述第一区域合并成为所述牙齿边缘的第一边缘区域，并根据所述第一边缘区域获取所述边缘切割曲线。
4.根据权利要求3所述一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于：
所述闭操作包括以下步骤：
基于所述细小突出部分的顶点，获取所述第一区域的第二最佳边界线；
基于所述第二最佳边界线，采集所述细小突出部分的区域长度，并根据所述区域长度，在所述第二区域中选择第四区域，其中，所述区域长度用于表示所述细小突出部分所在区域的底部到所述顶点的垂直距离；
将所述第二特征赋予所述第一区域和所述第四区域后，去除所述第四区域，获取所述牙齿边缘的第二边缘区域，并根据所述第二边缘区域获取所述边缘切割曲线。
5.根据权利要求4所述一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于：
在获取牙齿模型的边缘切割曲线的过程中，根据所述第一边缘区域和所述第二边缘区域获取所述边缘切割曲线。
6.根据权利要求5所述一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于：
在将所述边缘切割曲线简化为包含若干控制点的骨架的过程中，根据DP算法，简化所述边缘切割曲线，其中，所述DP算法包括以下步骤：
S101.设置抽稀阈值threshold，并将所述边缘切割曲线换分为若干待处理曲线；
S102.将所述待处理曲线的首末点虚连为一条直线,求所述首末点之间的中间点与所述直线的距离,并找出最大距离值dmax；
S103.若dmax<threshold，则舍去所述中间点；若dmax≥
threshold，则以所述dmax对应的所述中间点为界点，把曲线分为两部分，并对这两部分曲线重复步骤S102-S103，直至所有的所述中间点都被处理完成后，将所述界点作为所述控制点，构建所述骨架。
7.根据权利要求6所述一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于：
在建立三次贝塞尔曲线的过程中，将所述控制点依次连接，并获取控制点坐标；
根据所述控制点坐标获取用于生成所述三次贝塞尔曲线的第一顶点的第一顶点坐标和第二顶点的第二顶点坐标；
根据所述第一顶点坐标、所述控制点坐标、所述第二顶点坐标，构建所述三次贝塞尔曲线；
通过调整所述控制点，将所述第一顶点和所述第二顶点运动到所述牙齿模型的表面，获取所述切割曲线。
8.根据权利要求7所述一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于：
所述第一顶点坐标的表达式为：
Figure FDA0003368094410000041
所述第二顶点坐标的表达式为：
Figure FDA0003368094410000042
其中，Pi为第i个控制点坐标，Qi为所述第一顶点坐标，Qi+1为所述第二顶点坐标。
9.根据权利要求8所述一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于：
所述三次贝塞尔曲线的表达式为：
B(t)＝Pi*(1-t)3+3*Qi*t*(1-t)2+3*Qi+1*t2*(1-t)+Pi+1*t3 t∈[0，1]。
10.根据权利要求9所述一种基于三维口腔模型的牙齿模型快速切割方法，其特征在于：
在获取所述切割曲线的过程中，采集所述切割曲线与所述牙齿模型贴合不紧密的位置，并对所述位置进行边细分，将所述边的点缩裹到所述牙齿模型的表面后，获取所述切割曲线，其中，对所述贴合不紧密的位置的调整过程包括以下步骤：
S201.将所述边的顶点运动到所述牙齿模型的表面；
S202.采集所述边的中心与所述牙齿模型的距离，获取所述距离大于所述管状模型的管半径的第一边，并对所述第一边基于所述中心细分为两部分；
S203.循环步骤S201-S202，直至所述切割曲线贴合在所述牙齿模型的表面。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024114343A1 (zh) * 2022-12-02 2024-06-06 广州黑格智造信息科技有限公司 牙龈线提取方法、牙科器械的制作方法及电子设备

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103700103A (zh) * 2013-12-05 2014-04-02 嘉兴学院 三维数字化牙列模型牙龈曲线自动提取方法
CN104224331A (zh) * 2014-09-19 2014-12-24 杭州一牙数字口腔有限公司 一种无托槽隐形矫治器及其制作方法
CN105046750A (zh) * 2015-08-24 2015-11-11 杭州美齐科技有限公司 一种自动分割全颌牙齿三角网格模型的方法
CN106228549A (zh) * 2016-07-14 2016-12-14 嘉兴学院 一种基于路径规划的三角网格牙齿分割方法
CN109903396A (zh) * 2019-03-20 2019-06-18 洛阳中科信息产业研究院(中科院计算技术研究所洛阳分所) 一种基于曲面参数化的牙齿三维模型自动分割方法
CN110136139A (zh) * 2019-04-12 2019-08-16 浙江工业大学 基于形状特征的面部ct图像中的牙神经分割方法
CN110619646A (zh) * 2019-07-23 2019-12-27 同济大学 一种基于全景图的单牙提取方法
CN112022382A (zh) * 2020-08-17 2020-12-04 苏州瀚华智造智能技术有限公司 一种牙套的自动切割方法及装置
US20210082165A1 (en) * 2019-09-12 2021-03-18 Adobe Inc. Rendering of cubic bezier curves in a graphics processing unit (gpu)
CN112700447A (zh) * 2021-03-24 2021-04-23 南京佳和牙科技术有限公司 基于数字化牙齿模型的牙龈线自动提取方法
CN113393470A (zh) * 2021-05-12 2021-09-14 电子科技大学 一种牙齿全自动分割方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103700103A (zh) * 2013-12-05 2014-04-02 嘉兴学院 三维数字化牙列模型牙龈曲线自动提取方法
CN104224331A (zh) * 2014-09-19 2014-12-24 杭州一牙数字口腔有限公司 一种无托槽隐形矫治器及其制作方法
CN105046750A (zh) * 2015-08-24 2015-11-11 杭州美齐科技有限公司 一种自动分割全颌牙齿三角网格模型的方法
CN106228549A (zh) * 2016-07-14 2016-12-14 嘉兴学院 一种基于路径规划的三角网格牙齿分割方法
CN109903396A (zh) * 2019-03-20 2019-06-18 洛阳中科信息产业研究院(中科院计算技术研究所洛阳分所) 一种基于曲面参数化的牙齿三维模型自动分割方法
CN110136139A (zh) * 2019-04-12 2019-08-16 浙江工业大学 基于形状特征的面部ct图像中的牙神经分割方法
CN110619646A (zh) * 2019-07-23 2019-12-27 同济大学 一种基于全景图的单牙提取方法
US20210082165A1 (en) * 2019-09-12 2021-03-18 Adobe Inc. Rendering of cubic bezier curves in a graphics processing unit (gpu)
CN112022382A (zh) * 2020-08-17 2020-12-04 苏州瀚华智造智能技术有限公司 一种牙套的自动切割方法及装置
CN112700447A (zh) * 2021-03-24 2021-04-23 南京佳和牙科技术有限公司 基于数字化牙齿模型的牙龈线自动提取方法
CN113393470A (zh) * 2021-05-12 2021-09-14 电子科技大学 一种牙齿全自动分割方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024114343A1 (zh) * 2022-12-02 2024-06-06 广州黑格智造信息科技有限公司 牙龈线提取方法、牙科器械的制作方法及电子设备

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