【技术实现步骤摘要】
一种牙颌模型分割方法及装置
本专利技术涉及一种计算机图像处理领域中的网格分割技术，尤其涉及一种从牙颌三角网格(trianglemesh)模型中自动分割出表征牙齿、牙龈的三角面片(trianglepatch)的方法。
技术介绍
隐形牙齿矫治技术目前采用的技术手段为，首先建立患者的数字化牙齿模型，为虚拟矫治方案的设计提供数据支持。为建立精准的数字化牙齿模型，需要先通过光学方法扫描与患者牙齿一致的牙颌石膏模型以获得患者实际的牙颌三维数据，再利用计算机图像处理技术分割数字化牙齿和牙龈模型。当利用牙颌石膏模型的扫描数据做分割时，只有牙颌模型本身的几何特征作为分割依据，并且在进行牙颌模型的扫描时，扫描结果为均一颜色的数字化模型，在进行数字化牙齿模型和牙龈模型分割时，当遇到牙颌三角网格模型上牙龈和牙齿边界融合在一起，两者界限不明显的情况时，分割就会有误差产生，并且该种扫描方式获得的数字化模型分辨率和网格重建精度有局限性，使得自动分割变得极为困难，且对后续进行隐形牙齿矫治器佩戴治疗结果会有部分影响。口内扫描(简称为口扫)仪是应用小型...
【技术保护点】
1.一种牙颌模型分割方法，其特征是，包括如下步骤：/n步骤S110：建立具有表面颜色信息和几何特征信息的数字化牙颌模型；/n步骤S120：利用谱聚类方法并结合数字化牙颌模型的表面颜色信息和几何特征信息对牙颌模型进行牙齿与牙龈的分割。/n
【技术特征摘要】
1.一种牙颌模型分割方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤S110：建立具有表面颜色信息和几何特征信息的数字化牙颌模型；
步骤S120：利用谱聚类方法并结合数字化牙颌模型的表面颜色信息和几何特征信息对牙颌模型进行牙齿与牙龈的分割。
2.根据权利要求1所述的牙颌模型分割方法，其特征是，所述步骤S110中，采用口内扫描仪在人体口腔内获取口内数据，并基于口内数据建立数字化牙颌模型。
3.根据权利要求1所述的牙颌模型分割方法，其特征是，所述步骤S110中，所述数字化牙颌模型为采用三角网格的数字模型，每个三角网格称为一个三角面片。
4.根据权利要求3所述的牙颌模型分割方法，其特征是，所述步骤S120进一步包括如下步骤：
步骤S122：根据牙颌三角网格模型中相邻三角面片之间的距离计算相似矩阵，其中由相邻三角面片之间的颜色函数和角度函数综合得到相邻三角面片之间的距离；
步骤S124：根据相似矩阵计算归一化的拉普拉斯矩阵；
步骤S126：计算归一化的拉普拉斯矩阵的最小和次小的特征值所对应的两个特征向量；
步骤S128：利用k-平均聚类方法或最大类间方差法将所述两个特征向量中的元素分成两类，也就是将牙颌三角网络模型中的三角面片分成两类，一类表示牙齿，另一类表示牙龈。
5.根据权利要求4所述的牙颌模型分割方法，其特征是，所述步骤S122中，牙颌三角网格模型中相邻三角面片i、j之间的距离Dist(i,j)的计算公式如下；
其中，Col_Dist(i,j)是相邻三角面片i、j之间的颜色函数，Ang_Dist(αij)是相邻三角面片i、j之间的角度函数，avg函数表示求取平均数；
Col_Dist(i,j)＝Col(i)－Col(j)；其中Col(i)表示三角面片i的颜色；
Ang_Dist(αij)＝η(1-cosαij)；其中αij为相邻三角面片i、j之间的二面角；η表示相邻三角面片i、j之间的凹凸状态。
6.根据权利要求5所述的牙颌模型分割方法，其特征是，所述步骤S122中，相似矩阵W是一个n×n的矩阵，其中n表示牙颌模型的三角片数量；相似矩阵W中的每个元素的计算公式如下；
其中，
7.根据权利要求6所述的牙颌模型分割方法，其特征是，所述步骤S124中，归一化的拉普拉斯矩阵采用对称归一化的拉普拉斯矩阵Lsym；
Lsym＝D-1/2LD-1/2＝I–D-1/2WD-1/2；
其中，D为对角矩阵，其对角线上的元素为d1，d2，…，dn；
I为单位矩阵，其对角线上的元素均为1。
8.根据权利要求6所述的牙颌模型分割方法，其特征是...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈斌杰，姚峻峰，
申请(专利权)人：上海正雅齿科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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