三维牙齿模型的剪裁面计算方法、装置及应用制造方法及图纸

本申请提出了一种三维牙齿模型的剪裁面计算方法、装置及应用，其中，所述方法能够自动通过初始任选的多个点生成目标剪裁面对三维牙齿模型进行切割，得到所需要进行下一步产品设计的牙齿平面，从而起到快速生成剪裁面对牙齿模型快速切割的作用。齿模型快速切割的作用。齿模型快速切割的作用。

【技术实现步骤摘要】
三维牙齿模型的剪裁面计算方法、装置及应用


[0001]本申请涉及计算机应用
，特别是涉及一种三维牙齿模型的剪裁面计算方法、装置及应用。

技术介绍

[0002]计算机辅助的方法在口腔医学有着广泛的应用，其中构建三维数据模型有助于人了解和掌握牙齿外观形态和内部构造，对口腔医学的各个领域诸如：口腔修复、口腔正畸、口腔内科、口腔外科等都发挥重要作用。
[0003]在三维牙齿模型编辑和校正产品设计时，需要针对牙齿模型进行选取和编辑，一般的交互手段是通过鼠标点选后，针对获取的n个点，对模型进行切割，得到所需要的表面，进行下一步的产品设计。而以选定的选点作为围成的剪裁面直接对模型进行切割，是无法保证选取的点构成的是切割平面的，而切割面不是平面的话则难以对模型进行剪裁。因此达不到最优的剪裁效果。
[0004]基于此，针对三维牙齿模型剪裁时采用根据选定若干点直接确定剪裁面的方式导致选取出的剪裁面无法获取切割平面，因此剪裁效果差的问题，目前尚未提出解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种三维牙齿模型的剪裁面计算方法、装置及应用，针对现有的三维牙齿模型，本方案能够自动通过初始任选的多个点生成目标剪裁面对三维牙齿模型进行切割，得到所需要进行下一步产品设计的牙齿平面，从而起到快速生成剪裁面对牙齿模型快速切割的作用。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种三维牙齿模型的剪裁面计算方法，所述方法包括：获取由三角面片构成的三维牙齿模型；在三维牙齿模型中选定多个选点坐标，以多个选点坐标的坐标均值作为中心坐标，基于每个选点坐标与中心坐标的差值构造基础矩阵；将基础矩阵变化为对称矩阵，计算对称矩阵的最小特征值，及最小特征值对应的特征向量；以中心坐标作为原点，特征向量作为法向向量构造原始剪裁面，根据原始剪裁面对三维牙齿模型进行切割，得到原始剪裁面与三维牙齿模型的多个交点坐标；以中心坐标为圆心在交点坐标外绘制包络圆，在包络圆上采集多个采样点坐标；基于每相邻两个交点坐标以及与其距离最近的一个采样点组合成一个三角形，以所有三角形以及包络圆构成目标裁剪面。
[0007]在其中一些实施例中，“获取由三角面片构成的三维牙齿模型”包括：获取原始牙齿模型，对原始牙齿模型的每个面片进行三角化处理，得到由三角面片构成的三维牙齿模型。
[0008]在其中一些实施例中，定义选点坐标与中心坐标的差值为选点差值，基础矩阵的行矩阵元素对应同一选点的xyz坐标与中心坐标的差值；基础矩阵的不同行对应不同的选点xyz坐标与中心坐标的差值。
[0009]在其中一些实施例中，“将基础矩阵变化为对称矩阵”包括：求取基础矩阵和基础矩阵的转置矩阵的乘积，并将乘积除以选点总数，得到对称矩阵。
[0010]在其中一些实施例中，“根据原始剪裁面对三维牙齿模型进行切割”包括：构造原始剪裁面的平面方程式，遍历三维牙齿模型的所有选点坐标，计算将选点坐标代入平面方程式的函数值，将函数值大于0的选点坐标作为三维牙齿模型的第一类坐标点，将函数值小于0的选点坐标作为三维牙齿模型的第二类坐标点，其中，三维牙齿模型被分割成以所有第一类坐标点构成的第一局部模型以及以所有第二类坐标点构成的第二局部模型。
[0011]在其中一些实施例中，所述交点坐标被表征为：位于原始剪裁面上的选点坐标；其中，所述交点坐标的获取步骤包括：从三维牙齿模型的所有选点坐标中剔除第一类坐标点以及第二类坐标点，得到交点坐标，将所述交点坐标代入平面方程式中计算得到的函数值为0。
[0012]在其中一些实施例中，以中心坐标到所有交点坐标的距离中的最远距离作为包络圆的半径。
[0013]在其中一些实施例中，采样点坐标被表征为：位于包络圆上的选点坐标，其中“在包络圆上采集多个采样点坐标”包括：将三维牙齿模型的所有选点坐标代入包络圆的函数表达式中，将函数值为0的选点坐标作为采样点坐标。
[0014]第二方面，本申请实施例提供了一种三维牙齿模型的剪裁面计算装置，包括：获取模块，用于获取由三角面片构成的三维牙齿模型；矩阵构造模块，用于在三维牙齿模型中选定多个选点坐标，以多个选点坐标的坐标均值作为中心坐标，基于每个选点坐标与中心坐标的差值构造基础矩阵；计算模块，用于将基础矩阵变化为对称矩阵，计算对称矩阵的最小特征值，及最小特征值对应的特征向量；切割模块，用于以中心坐标作为原点，特征向量作为法向向量构造原始剪裁面，根据原始剪裁面对三维牙齿模型进行切割，得到原始剪裁面与三维牙齿模型的多个交点坐标；拟合模块，用于以中心坐标为圆心在交点坐标外绘制包络圆，在包络圆上采集多个采样点坐标；剪裁面处理模块，用于基于每相邻两个交点坐标以及与其距离最近的一个采样点组合成一个三角形，以所有三角形以及包络圆构成目标裁剪面。
[0015]第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行第一方面任一项所述的三维牙齿模型的剪裁面计算方法。
[0016]第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据第一方面任一项所述的三维牙齿模型的剪裁面计算方法。
[0017]本申请实施例的主要贡献和创新点如下：本方案针对的是原始选定的多个选点坐标，并基于“以三维模型上的非平面点最终生成平面”的目的将原选定选点坐标构成的区域重新修补，使得修补后的剪裁面既接近于选中的切割面积，并且还是能为产品设计所需要的牙齿平面，从而起到快速生成剪裁面对牙齿模型快速切割的作用。
[0018]本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0020]图1是根据本申请第一实施例的三维牙齿模型的剪裁面计算方法的主要步骤流程图。
[0021]图2是模型文件的示意图。
[0022]图3是用户鼠标点选的示意图。
[0023]图4是在三维牙齿模型上构造平面F的示意图。
[0024]图5是采用平面F剪裁牙齿模型后，用圆对交点进行最大包络圆拟合的示意图。
[0025]图6是三角化圆滑边界的示意图。
[0026]图7是根据本申请第二实施例的三维牙齿模型的剪裁面计算装置的结构框图。
[0027]图8是根据本申请第三实施例的电子装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0028]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维牙齿模型的剪裁面计算方法，其特征在于，包括以下步骤：获取由三角面片构成的三维牙齿模型；在三维牙齿模型中选定多个选点坐标，以多个选点坐标的坐标均值作为中心坐标，基于每个选点坐标与中心坐标的差值构造基础矩阵；将基础矩阵变化为对称矩阵，计算对称矩阵的最小特征值，及最小特征值对应的特征向量；以中心坐标作为原点，特征向量作为法向向量构造原始剪裁面，根据原始剪裁面对三维牙齿模型进行切割，得到原始剪裁面与三维牙齿模型的多个交点坐标；以中心坐标为圆心在交点坐标外绘制包络圆，在包络圆上采集多个采样点坐标；基于每相邻两个交点坐标以及与其距离最近的一个采样点组合成一个三角形，以所有三角形以及包络圆构成目标裁剪面。2.根据权利要求1所述的三维牙齿模型的剪裁面计算方法，其特征在于，“获取由三角面片构成的三维牙齿模型”包括：获取原始牙齿模型，对原始牙齿模型的每个面片进行三角化处理，得到由三角面片构成的三维牙齿模型。3.根据权利要求1所述的三维牙齿模型的剪裁面计算方法，其特征在于，定义选点坐标与中心坐标的差值为选点差值，基础矩阵的行矩阵元素对应同一选点xyz三个坐标与中心坐标的差值；基础矩阵的不同行对应不同的选点坐标与中心坐标的差值。4.根据权利要求1所述的三维牙齿模型的剪裁面计算方法，其特征在于，“将基础矩阵变化为对称矩阵”包括：求取基础矩阵和基础矩阵的转置矩阵的乘积，并将乘积除以选点总数，得到对称矩阵。5.根据权利要求1所述的三维牙齿模型的剪裁面计算方法，其特征在于，“根据原始剪裁面对三维牙齿模型进行切割”包括：构造原始剪裁面的平面方程式，遍历三维牙齿模型的所有选点坐标，计算将选点坐标代入平面方程式的函数值，将函数值大于0的选点坐标作为三维牙齿模型的第一类坐标点，将函数值小于0的选点坐标作为三维牙齿模型的第二类坐标点，其中，三维牙齿模型被分割成以所有第一类坐标点构成的第一局部模型以及以所有...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡林凯，
申请(专利权)人：杭州雅智医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：