一种牙颌模型中硬腭区域识别方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种牙颌模型中硬腭区域识别方法及系统，包括：获取口内数字化牙颌模型，所述口内数字化牙颌模型包括牙颌部分和硬腭部分；在所述口内数字化牙颌模型上进行牙齿区域以及非牙齿区域识别；获取所述牙齿区域的舌侧边界线；根据牙齿舌侧边界线以及牙齿舌侧边界线左右两侧的测地连接线在口内数字化牙颌模型上识别初始硬腭区域；在初始硬腭区域上进一步识别出口内数字化牙颌模型的目标硬腭区域。解决了现有手工进行硬腭区域标注的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种牙颌模型中硬腭区域识别方法及系统
本专利技术属于牙齿矫治
，更确切的说涉及壳状牙齿矫治器设计及生产制造技术，尤其涉及一种牙颌模型中硬腭区域识别方法及系统，一种牙颌模型中硬腭分割方法、一种牙颌模型中硬腭分割的设备、一种计算机存储介质。
技术介绍
牙颌畸形是口腔三大疾病之一，有很高的患病率。多数牙颌畸形是在生长发育过程中，由先天的遗传因素或后天的环境因素引起的畸形现象，牙颌畸形对口腔局部甚至全身带来极大的危害，例如影响颌面的发育、影响口腔健康、影响口腔功能、影响容貌外观等，目前患者主要通过外科手术或者佩戴矫治器对牙颌畸形进行矫治。近年来，隐形牙齿矫治器由于其佩戴舒适可摘戴，并且美观，被越来越多的人选择。目前，在对上颌牙弓宽度不够(牙弓狭窄)进行矫正时，一般会借助上颌扩弓器，即将上颌扩弓器固定在磨牙和前磨牙上，通过扩弓器使上颌牙齿及上颌骨向两侧扩展，扩宽上颌腭中缝，达到矫正上颌牙弓狭窄的目的。目前，进行扩弓器的设计时，通常采用手动方式从牙颌扫描模型中提取硬腭区域。然而，一方面，手动提取硬腭区域效率低下，无法适应大规模定制式壳状矫治器的自动化大规模生产需要；另一方面，手动提取硬腭区域时，由于操作人员的经验差异的客观存在，导致了提取的硬腭区域的精度可控性降低，从而影响后续生产的矫治器的精度，进而对最终的矫正目标的达成造成影响。针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了解决技术问题的技术方案。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是克服现有技术缺陷，提供一种牙颌模型中硬腭区域识别方法及系统，一种设计壳状牙齿矫治器的方法、一种制造壳状牙齿矫治器的方法，一种硬腭分割的设备及一种计算机存储介质，实现了硬腭区域的自动识别，提高了硬腭区域提取的精度。本专利技术提供的技术方案如下：一种牙颌模型中硬腭区域识别方法，包括：获取口内数字化牙颌模型，所述口内数字化牙颌模型包括牙颌部分和硬腭部分；在所述口内数字化牙颌模型上进行牙齿区域以及非牙齿区域识别；获取所述牙齿区域的舌侧边界线；根据牙齿舌侧边界线以及牙齿舌侧边界线左右两侧的测地连接线在口内数字化牙颌模型上识别初始硬腭区域；在初始硬腭区域上根据网格顶点的测地距离进一步识别出口内数字化牙颌模型的目标硬腭区域。进一步优选的，包括：对数字化牙颌模型上的所述网格顶点坐标信息进行特征值分析；其中，将满足第一特征值的网格顶点坐标信息作为第一主成分，并设置为X轴，将满足第二特征值的网格顶点坐标信息作为第二主成分，并设置为Y轴，将满足第三特征值的网格顶点坐标信息作为第三主成分，并设置为Z轴；进一步计算牙颌模型的每个网格顶点坐标信息的平均值，将所述平均值对应的坐标点设置为所述牙颌坐标系的原点，构建牙颌坐标系；将所述口内数字化牙颌模型映射在所述牙颌坐标系中，并获取所述口内数字化牙颌模型的网格顶点上牙齿与非牙齿的目标特征点；根据所述牙齿与非牙齿的所述目标特征点进行牙齿区域以及非牙齿区域识别。进一步优选的，包括：获取口内数字化牙颌模型的底面在所述牙颌坐标系的位置信息；根据所述位置信息获取与所述口内数字化牙颌模型的数字化牙齿上网格顶点的高度信息，以及获取所述口内数字化颌模型的数字化牙齿上网格顶点的曲率信息；根据所述高度信息以及所述曲率信息获取牙齿与非牙齿区域的所述目标特征点；根据所述目标特征点识别牙齿区域以及非牙齿区域。进一步优选的，包括：根据所述曲率信息以及所述高度信息利用顶点特征函数模型获取候选特征点；将获取的所述候选特征点按照设定条件进行排序处理，并将满足条件的所述候选特征点设置为所述目标候选点。进一步优选的，所述顶点特征函数模型包括：H＝(1-α)(-H1)+α(-H2)其中，H1为所述口内数字化牙颌模型的数字化牙齿上网格顶点的曲率信息H1＝[-1,1]，H2为所述口内数字化牙颌模型的数字化牙齿上网格顶点的高度信息H2＝[0,1]，α代表曲率和高度的比重参数。进一步优选的，包括：分别设置所述目标候选点中的牙齿区域以及非牙齿区域属性特征值；以每一所述目标候选点为中心，获取与所述目标候选点相邻三角面片上各网格顶点的区域特征值；将与所述目标候选点相邻三角面片上各网格顶点的区域特征值中大于特征阈值的网格顶点组成的区域设置为所述牙齿区域，将小于特征阈值的网格顶点组成的区域设置为所述非牙齿区域。进一步优选的，牙齿区域以及非牙齿区域属性特征值包括：其中，φi为属性特征值，N1(i)代表顶点vi的一环邻域点集，其中其中dij＝||N(vi)-N(vj)||2。进一步优选的，包括：初始硬腭区域的获取包括：获取牙齿舌侧边界线上左右两侧磨牙的端点，并将两端点通过测地线进行连接；通过所述测地线以及所述牙齿区域边界线中的牙齿舌侧边界线围合成所述初始硬腭区域。进一步优选的，包括：以初始硬腭区域的边界线上的各网格顶点为起点，计算初始硬腭区域内的所有网格顶点距离所述初始硬腭区域边界线的各测地距离；将获取的所述测地距离中大于距离阈值的各顶点所组成的区域设置为目标硬腭区域。一种牙颌模型中硬腭区域识别系统，可执行上述任一所述的牙颌模型中硬腭区域识别方法，包括：模型获取模块，获取口内数字化牙颌模型，所述口内数字化牙颌模型包括牙颌部分以硬腭部分；牙齿区域分割模块，在所述口内数字化牙颌模型上进行牙齿区域以及非牙齿区域分割；舌侧边界线获取模块，获取所述牙齿区域的舌侧边界线；硬腭区域识别模块，根据牙齿区域的舌侧边界线在口内数字化牙颌模型上识别初始硬腭区域；在初始硬腭区域上根据网格顶点的测地距离进一步识别出口内数字化牙颌模型的目标硬腭区域。一种牙颌模型中硬腭分割方法，包括：根据上述的牙颌模型中硬腭区域识别方法，将识别后的所述目标硬腭区域从所述口内数字化牙颌模型上进行分割。一种牙颌模型中硬腭分割系统，包括：根据上述的牙颌模型中硬腭区域识别系统，还包括：硬腭分割模块，将硬腭识别系统识别后的所述目标硬腭区域从所述口内数字化牙颌模型上进行分割。一种牙颌模型中硬腭分割的设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或所述指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的任一项所述的牙颌模型中硬腭区域识别方法，将识别后的所述目标硬腭区域从所述口内数字化牙颌模型上进行分割。一种计算机存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当所述计算机指令在牙颌模型中硬腭分割的设备上运行时，使得所述牙颌模型中硬腭分割的设备执行上述的任一项所述的牙颌模型中硬腭区域识别方法，将识别后的所述目标硬腭区域从所述口内数字化牙颌模型上进行分割。通过本专利技术提供的一种牙颌模型中硬腭区域识别方法及系统，一种牙颌模型中硬腭分割方法及系统，一种牙颌模型中硬腭分割的设备及一种计算机存储介质能够带来以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牙颌模型中硬腭区域识别方法，其特征在于，包括：/n获取口内数字化牙颌模型，所述口内数字化牙颌模型包括牙颌部分和硬腭部分；/n在所述口内数字化牙颌模型上进行牙齿区域以及非牙齿区域识别；/n获取所述牙齿区域的舌侧边界线；/n根据牙齿舌侧边界线以及牙齿舌侧边界线左右两侧的测地连接线在口内数字化牙颌模型上识别初始硬腭区域；/n在初始硬腭区域上根据网格顶点的测地距离进一步识别出口内数字化牙颌模型的目标硬腭区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种牙颌模型中硬腭区域识别方法，其特征在于，包括：
获取口内数字化牙颌模型，所述口内数字化牙颌模型包括牙颌部分和硬腭部分；
在所述口内数字化牙颌模型上进行牙齿区域以及非牙齿区域识别；
获取所述牙齿区域的舌侧边界线；
根据牙齿舌侧边界线以及牙齿舌侧边界线左右两侧的测地连接线在口内数字化牙颌模型上识别初始硬腭区域；
在初始硬腭区域上根据网格顶点的测地距离进一步识别出口内数字化牙颌模型的目标硬腭区域。


2.根据权利要求1所述的牙颌模型中硬腭区域识别方法，其特征在于，包括：
对数字化牙颌模型上的网格顶点坐标信息进行特征值分析；
其中，将满足第一特征值的网格顶点坐标信息作为第一主成分，并设置为X轴，将满足第二特征值的网格顶点坐标信息作为第二主成分，并设置为Y轴，将满足第三特征值的网格顶点坐标信息作为第三主成分，并设置为Z轴；进一步计算牙颌模型的每个网格顶点坐标信息的平均值，将所述平均值对应的坐标点设置为所述牙颌坐标系的原点，构建牙颌坐标系；
将所述口内数字化牙颌模型映射在所述牙颌坐标系中，并获取所述口内数字化牙颌模型的网格顶点上牙齿与非牙齿的目标特征点；
根据所述牙齿与非牙齿的所述目标特征点进行牙齿区域以及非牙齿区域识别。


3.根据权利要求2所述的牙颌模型中硬腭区域识别方法，其特征在于，包括：
获取口内数字化牙颌模型的底面在所述牙颌坐标系的位置信息；
根据所述位置信息获取与所述口内数字化牙颌模型的数字化牙齿上网格顶点的高度信息，以及获取所述口内数字化颌模型的数字化牙齿上网格顶点的曲率信息；
根据所述高度信息以及所述曲率信息获取牙齿与非牙齿区域的所述目标特征点；
根据所述目标特征点识别牙齿区域以及非牙齿区域。


4.根据权利要求3所述的牙颌模型中硬腭区域识别方法，其特征在于，包括：
根据所述曲率信息以及所述高度信息利用顶点特征函数模型获取候选特征点；
将获取的所述候选特征点按照设定条件进行排序处理，并将满足条件的所述候选特征点设置为所述目标候选点。


5.根据权利要求4所述的牙颌模型中硬腭区域识别方法，其特征在于，所述顶点特征函数模型包括：H＝(1-α)(-H1)+α(-H2)
其中，H1为所述口内数字化牙颌模型的数字化牙齿上网格顶点的曲率信息H1＝[-1,1]，H2为所述口内数字化牙颌模型的数字化牙齿上网格顶点的高度信息H2＝[0,1]，α代表曲率和高度的比重参数。


6.根据权利要求4所述的牙颌模型中硬腭区域识别方法，其特征在于，包括：
分别设置所述目标候选点中的牙齿区域以及非牙齿区域属性特征值；
以每一所述目标候选点为中心，获取与所述目标候选点相邻三角面片上各网格顶点的区域特征值；
将与所述目标候选点相邻三角面片上各网格顶点的区域特征值中大于特征阈值的网格顶点组成的区...

【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