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)。通過三維掃描設(shè)備獲取患者牙頜的三維點(diǎn)云模型，經(jīng)過曲面重構(gòu)、單齒分割、牙齒移動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)，針對曲面重構(gòu)、單齒分割、虛擬排牙碰撞檢測等關(guān)鍵算法展開研究，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)域生長兩類重構(gòu)算法的優(yōu)點(diǎn)，通過引入局部光順度，有效解決了傳統(tǒng)區(qū)域生長重構(gòu)算法狹長三角型的產(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)問題。②提出了一種基于近似測地路徑的數(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)，然后生成封閉的測地路徑，繼而通過區(qū)域生長實(shí)現(xiàn)對所關(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

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：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)邊長來選擇一點(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，比較適用于開曲面網(wǎng)格的重建，對于封閉曲面的處理則效率不高，區(qū)域生長算法的優(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)域生長算法從中“生長”出三角網(wǎng)格曲面。生長的過程是先初始化一個三角形作為初始區(qū)域，然后僅在區(qū)域的邊界邊上迭代添加新的三角面片，這樣在迭代的過程中生成的區(qū)域會不斷擴(kuò)展。圖 2.1 。與傳統(tǒng)的區(qū)域增長算法相比，本文的算法在區(qū)域生長的過程中使用自定義的可接受度因子來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的三角形，提高了網(wǎng)格質(zhì)量。

兩個 Voronoi 多面體的面，每條邊是三個 Voronoi 多邊形/多面?zhèn)�頂點(diǎn)是三個 Voronoi 多邊形/四個 Voronoi 多面體的公共點(diǎn)。ronoi 頂點(diǎn)的三個/四個 Voronoi 多邊形/多面體所對應(yīng)的生長點(diǎn)面體稱為和這個 Voronoi 頂點(diǎn)對應(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. 2010(04)
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[3]基于凸凹信號的網(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. 2009(03)
[4]基于保特征調(diào)和場的交互式網(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. 2008(09)
[5]噪聲魯棒的分水嶺網(wǎng)格分割算法[J]. 錢江,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. 2008(03)
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[7]一個利用法矢的散亂點(diǎn)三角剖分算法[J]. 董辰世,汪國昭.  計(jì)算機(jī)學(xué)報. 2005(06)
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[9]基于圖像的快速碰撞檢測算法[J]. 范昭煒,萬華根,高曙明.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報. 2002(09)
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博士論文
[1]三維數(shù)字表面去噪光順技術(shù)研究[D]. 胡國飛.浙江大學(xué) 2005



本文編號：3311213