基于腭皱襞的三维口腔点云正畸前后精确配准方法技术

本发明专利技术提供了一种基于腭皱襞的三维口腔点云正畸前后精确配准方法。包括通过三维扫描技术得到口腔点云数据集；手动切割三维口腔点云模型腭皱襞部分；根据不同口腔点云模型完成DBSCAN参数MinPts与Eps调试；使用DBSCAN聚类技术对切割后腭皱襞部分点云进行聚类，完成点云特征—腭皱襞点集提取，得到腭皱襞特征点集；将相关熵作为度量方式与提取的特征赋予权重引入配准模型中，定义新的配准目标函数；运用新配准模型对三维口腔点云实现矫正前后精确配准。本发明专利技术可解决正畸前后数据集结构单一且受大量噪声和离群点影响的三维口腔点云数据集配准精度不高的问题，提高正畸前后三维口腔点云集的配准精确度，同时降低一定时间复杂度。

【技术实现步骤摘要】
基于腭皱襞的三维口腔点云正畸前后精确配准方法
本专利技术涉及点云集聚类
与三维点云集配准
，特别涉及基于腭皱襞的三维口腔点云正畸前后精确配准方法。
技术介绍
三维扫描技术的出现标志着第四代数字多媒体——面向三维模型的数字几何处理时代已经到来。快速方便地获取能表达现实物体表面形状的点云模型成为许多技术必不可缺的基础步骤。点云模型处理成为几何造型领域内的研究热点，广泛应用于医学、艺术、模式识别以及文物数字化保护等领域。3D点云特征描述与提取是点云信息处理中最基础也是最关键的一部分。聚类分析(ClusterAnalysis)是一种多元统计分析方法，经常用于点云的特征提取。它按照“物以类聚”的原则，对数据进行分类。其基本原理是：考察m个数据点，在m维空间内，定义点与点之间某种性质的亲疏距离；设m个数据点组成n类(n≤m)，然后将具有最小距离的两类合为一类，并重新计算类与类之间的距离；迭代，直到任意两类之间的距离大于指定的域值，或者类的个数小于指定的数目。DBSCAN，全称是Density-BasedSpatialCluste本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于腭皱襞的三维口腔点云正畸前后精确配准方法，其特征在于，运用DBSCAN聚类技术成功提取口腔点云模型特征点—颚皱襞点集，并将特征点集赋予权值权融合于ICP配准模型，同时将相关熵作为度量方式一并改进ICP算法，实现正畸前后三维口腔点云集配准精度的提升，降低一定时间复杂度；/n包括以下步骤：/n步骤一：通过三维扫描技术得到口腔点云数据集；/n步骤二：手动切割三维口腔点云模型腭皱襞部分区域；/n步骤三：根据不同口腔点云模型完成DBSCAN参数MinPts与Eps调试；/n步骤四：使用DBSCAN聚类技术对切割后腭皱襞部分区域点云进行聚类，完成口腔点云特征颚皱襞提取，得到颚皱襞的数据点集；/n步...

【技术特征摘要】
1.基于腭皱襞的三维口腔点云正畸前后精确配准方法，其特征在于，运用DBSCAN聚类技术成功提取口腔点云模型特征点—颚皱襞点集，并将特征点集赋予权值权融合于ICP配准模型，同时将相关熵作为度量方式一并改进ICP算法，实现正畸前后三维口腔点云集配准精度的提升，降低一定时间复杂度；
包括以下步骤：
步骤一：通过三维扫描技术得到口腔点云数据集；
步骤二：手动切割三维口腔点云模型腭皱襞部分区域；
步骤三：根据不同口腔点云模型完成DBSCAN参数MinPts与Eps调试；
步骤四：使用DBSCAN聚类技术对切割后腭皱襞部分区域点云进行聚类，完成口腔点云特征颚皱襞提取，得到颚皱襞的数据点集；
步骤五：将相关熵作为度量方式与提取的特征点集赋予权重引入配准模型，定义新的配准目标函数：



s.t.RTR＝In,det(R)＝1
式中：R为Rn空间中的n×n维旋转矩阵；为Rn空间中的n维平移向量；σ1,σ2为自由变量；为找到的对应点，为找到的对应点；
步骤六：运用更新后的目标函数对三维口腔点云实现正畸前后精确配准；
配准实现过程：根据第k-1步的刚体变换分别建立P和Q以及X和Y的对应关系：






根据已知对应关系计算新的变换：



根据求得的R*和更新第k步变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨静，郭昱成，程意钦，张栋，张坤，杜少毅，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61