隨著計(jì)算機(jī)性能的提高和三維掃描、圖形圖像處理、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)交叉融合、相互滲透，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)正面臨著一場(chǎng)數(shù)字化的革命。計(jì)算機(jī)輔助口腔正畸是口腔正畸學(xué)界最新的研究熱點(diǎn)。通過(guò)三維掃描設(shè)備獲取患者牙頜的三維點(diǎn)云模型，經(jīng)過(guò)曲面重構(gòu)、單齒分割、牙齒移動(dòng)和矯治方案制定等環(huán)節(jié)最終輸出矯治器的數(shù)字母模，通過(guò)快速成型加工生產(chǎn)出矯治器。本文從臨床實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，針對(duì)曲面重構(gòu)、單齒分割、虛擬排牙碰撞檢測(cè)等關(guān)鍵算法展開(kāi)研究，主要取得以下研究成果：①提出了一種基于Delaunay剖分與區(qū)域生長(zhǎng)的散亂點(diǎn)云的曲面重構(gòu)算法。該算法結(jié)合了基于Delaunay三角剖分和區(qū)域生長(zhǎng)兩類重構(gòu)算法的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)引入局部光順度，有效解決了傳統(tǒng)區(qū)域生長(zhǎng)重構(gòu)算法狹長(zhǎng)三角型的產(chǎn)生，提高了重構(gòu)效果。試驗(yàn)表明，該算法較好解決了具有復(fù)雜細(xì)節(jié)、復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的牙頜模型的重構(gòu)問(wèn)題。②提出了一種基于近似測(cè)地路徑的數(shù)字化牙頜網(wǎng)格模型交互分割算法。首先根據(jù)牙頜三維網(wǎng)格模型，由用戶交互輸入關(guān)注牙齒區(qū)域的邊界特征點(diǎn)，然后生成封閉的測(cè)地路徑，繼而通過(guò)區(qū)域生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所關(guān)注牙齒區(qū)域的分割。實(shí)驗(yàn)表明：該算法可以有效地分割出復(fù)雜牙頜模型中的單齒... 

【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

計(jì)算機(jī)輔助口腔隱形正畸系統(tǒng)示意圖

得候選點(diǎn)集合，然后根據(jù)最小準(zhǔn)則和加權(quán)邊長(zhǎng)來(lái)選擇一點(diǎn)構(gòu)造新的三角面片。這種直接從點(diǎn)集數(shù)據(jù)出發(fā)的曲面重建方式，比較適用于開(kāi)曲面網(wǎng)格的重建，對(duì)于封閉曲面的處理則效率不高，區(qū)域生長(zhǎng)算法的優(yōu)點(diǎn)是效率高，缺點(diǎn)是網(wǎng)格的構(gòu)建質(zhì)量過(guò)分依賴種子面片的選取以及自定義的參數(shù)，在采樣密度不均勻的情況容易留下孔洞，需要后續(xù)的孔洞修補(bǔ)算法以構(gòu)建封閉的曲面。本文提出一種基于 Gabriel 圖和區(qū)域生長(zhǎng)相結(jié)合的散亂點(diǎn)云重構(gòu)方法，首先計(jì)算采樣點(diǎn)集的 Delaunay 三角剖分，得到點(diǎn)集的 Gabriel 圖，然后用區(qū)域生長(zhǎng)算法從中“生長(zhǎng)”出三角網(wǎng)格曲面。生長(zhǎng)的過(guò)程是先初始化一個(gè)三角形作為初始區(qū)域，然后僅在區(qū)域的邊界邊上迭代添加新的三角面片，這樣在迭代的過(guò)程中生成的區(qū)域會(huì)不斷擴(kuò)展。圖 2.1 。與傳統(tǒng)的區(qū)域增長(zhǎng)算法相比，本文的算法在區(qū)域生長(zhǎng)的過(guò)程中使用自定義的可接受度因子來(lái)作為判斷添加新三角面片的標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上避免狹長(zhǎng)的三角形，提高了網(wǎng)格質(zhì)量。

兩個(gè) Voronoi 多面體的面，每條邊是三個(gè) Voronoi 多邊形/多面?zhèn)�頂點(diǎn)是三個(gè) Voronoi 多邊形/四個(gè) Voronoi 多面體的公共點(diǎn)。ronoi 頂點(diǎn)的三個(gè)/四個(gè) Voronoi 多邊形/多面體所對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)點(diǎn)面體稱為和這個(gè) Voronoi 頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 Delaunay 三角形/四面體。oronoi 圖和 Delaunay 三角網(wǎng)格的關(guān)系如圖 2.2 所示。其中，，虛線為 Delaunay 三角網(wǎng)格，三角網(wǎng)格頂點(diǎn)的集合即為點(diǎn)集 P

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]網(wǎng)格曲面近似“最直路徑”的快速計(jì)算[J]. 金耀,李重,石尖鋒,周忠成,潘瑞芳,金小剛.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[2]基于Delaunay四面體剖分的網(wǎng)格分割算法[J]. 胡建偉,方林聰,劉利剛,汪國(guó)昭.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2009(12)
[3]基于凸凹信號(hào)的網(wǎng)格分割[J]. 董洪偉,李重,周儒榮,吳小俊.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2009(03)
[4]基于保特征調(diào)和場(chǎng)的交互式網(wǎng)格分片[J]. 孟敏,計(jì)忠平,劉利剛.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2008(09)
[5]噪聲魯棒的分水嶺網(wǎng)格分割算法[J]. 錢(qián)江,陳志楊,葉修梓,譚光華,張三元.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
[6]基于SOM的散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)集的B樣條曲面重建[J]. 王宏濤,張麗艷,李忠文,劉勝蘭,周儒榮.  中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2007(02)
[7]一個(gè)利用法矢的散亂點(diǎn)三角剖分算法[J]. 董辰世,汪國(guó)昭.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2005(06)
[8]基于曲面局平特性的散亂數(shù)據(jù)拓?fù)渲亟ㄋ惴╗J]. 譚建榮,李立新.  軟件學(xué)報(bào). 2002(11)
[9]基于圖像的快速碰撞檢測(cè)算法[J]. 范昭煒,萬(wàn)華根,高曙明.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2002(09)
[10]碰撞檢測(cè)技術(shù)綜述[J]. 高春曉,劉玉樹(shù).  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2002(05)

博士論文
[1]三維數(shù)字表面去噪光順技術(shù)研究[D]. 胡國(guó)飛.浙江大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3311213