【技术实现步骤摘要】
一种基于八叉树结构的3D牙齿分割方法
[0001]本专利技术属于3D牙齿标记领域。提供一种基于八叉树结构的3D牙齿分割方法。本专利技术在八叉树的数据结构基础上,构造深度神经网络,并结合图割算法对3D牙齿数据进行分割,应用于3D牙齿标记领域。
技术介绍
[0002]近年来,随着计算机技术的发展和三维(3D)扫描设备的改进,计算机辅助设计(CAD)系统出现在越来越多的领域。它使用计算机和图形设备帮助设计师有效地完成费力和重复的任务。目前,正畸CAD系统在现代牙科领域发挥着重要的作用。首先使用3D扫描设备采集3D牙齿模型数据作为输入,然后辅助牙医对牙齿模型进行处理,以模拟治疗效果,大大减轻牙医的负担。
[0003]牙齿分割是正畸CAD系统的关键部分。目前,已经提出了许多牙齿分割方法,但全自动分割仍然是一个难题。虽然人的牙齿有一些基本的几何特征,但不同的人的牙齿是不同的,特别是患者的牙齿,往往有严重的畸形,甚至蛀牙、牙齿脱落等情况。这些条件导致传统的基于几何特征的分割方法缺乏鲁棒性,通过设置一些固定的参数难以达到自动精确分割的目的。根据先验的齿形知识,在齿的边界处存在明显的负曲率特征。然而,牙齿和牙龈的表面也有负曲率特性,会形成噪音,造成严重干扰。而近些年来在计算机视觉和计算机图形学领域,已经提出了几个具有开创性的深度神经网络(如PointNet和MeshSnet),以端到端的方式有效地分割3D形状。然而,此类方法目前也存在如下几个问题:1、前者网络忽略了局部几何上下文,而有效地进行局部结构建模已被证明是深度神经网络 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于八叉树结构的3D牙齿分割方法,其特征在于包括三个阶段,具体实现如下:阶段一:样本数据采集及制作;阶段二:深度网络模型搭建及训练;阶段三:模型推断及后处理。2.根据权利要求1所述的一种基于八叉树结构的3D牙齿分割方法,其特征在于阶段一样本数据采集及制作的具体步骤实现如下:1.1采集内部口扫牙齿数据,获得共245个3D牙齿样本;对牙齿数据进行简化后,使得每个牙齿数据由1万个面片组成;1.2由于3D牙齿样本个数有限,故进行了数据增广:(1)用CAD辅助软件,对原牙齿数据进行拔除或者偏移操作;(2)随机绕XYZ轴进行旋转操作;(3)随机对原数据进行上下左右平移操作;(4)随机对原数据进行放大或缩小操作;所述的原数据是指245个3D牙齿样本;1.3对得到的原数据和增广后的数据进行面片标注,并通过相关软件可视化标注结果,人工排查误标注,达到清洗数据的目的;1.4对已经标注好的数据进行八叉树结构转换,树的深度为8,并转换成支持深度网络读取的数据格式。3.根据权利要求2所述的一种基于八叉树结构的3D牙齿分割方法,其特征在于阶段二深度网络模型搭建及训练的具体步骤实现如下:2.1构建深度网络模型构建的深度网络模型如下:
参数说明:Input(octree)是制作好后的八叉树结构数据;Conv
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1、Conv
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2、Conv
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3、Conv
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4、Conv
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5和Conv
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6是卷积结构,卷积结构包括卷积层、正则化层和激活层;Deconv
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2、Deconv
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3、Deconv
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4、Deconv
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5、Deconv
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6、Deconv
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7和Deconv
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8是反卷积结构;反卷积结构包括反卷积层、正则化层和激活层组成见图2;Pool
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1、Pool
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2、Pool
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3、Pool
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4、Pool
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5和Pool...
【专利技术属性】
技术研发人员:戴兆辉,韦虎,陈涛,
申请(专利权)人:杭州隐捷适生物科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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