[发明专利]一种义齿三角网格模型孔洞的迭代修补方法

说明书

技术领域

本发明涉及义齿修复领域，尤其是一种义齿三角网格模型孔洞的迭代修补方法。

背景技术

现有三角网格孔洞修复主要是两类方法，一个是根据孔洞边缘的点构建一个拟合漏洞的隐式曲面，然后把隐式曲面三角化，从而修补漏洞；另一个是先简单生成三角面片修补漏洞，然后根据孔洞边缘的点的信息，将新增的三角面片的顶点通过迭代逼近到一个更好的位置。

现有技术都能实现孔洞的修补，在曲率变化较少的地方修补效果都很好，但牙齿的生物特征决定了它在颈缘线和牙窝等地方曲率变化较大，以现在的技术去修补，由于先整体地在孔洞平面上增加三角片修补，再将三角片投影到隐式曲面上，会丢失一些特征信息，如凹凸度和凹凸方向等，给以后的牙齿修复过程造成影响，如颈缘线提取等；如果是在牙尖和牙窝处的孔洞，还会造成生产的义齿修复体产生应力集中的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种能保留更多特征信息、提高整体光顺性的义齿三角网格模型孔洞修补方法。

本发明所采用的技术方案是：一种义齿三角网格模型孔洞的迭代修补方法，包括有以下步骤：

A、读取义齿三角网格模型，得到孔洞边界点坐标并根据坐标计算孔洞中心点坐标；

B、根据孔洞边界点的周边点，使用径向基函数计算得到隐式曲面；

C、取孔洞边界的一条边作为起始边按顺序遍历孔洞边界，计算经过每条边两端点的其他边的夹角，取夹角最接近60°的两条边的交点作为顶点，与对应的边组成新的三角片；

D、采用梯度下降法对上述三角片的顶点位置进行优化；

E、对新生成的孔洞重复执行步骤A-D直至孔洞修补完成。

进一步，所述步骤A具体为：

A1、读取义齿三角网格模型；

A2、从孔洞的边界上取一条边作为起始边，遍历孔洞边界得到孔洞边界点集合；

A3、对孔洞边界点集合中的所有点坐标取平均值得到孔洞中心点的坐标值。

进一步，所述步骤B具体为：

B1、计算求得孔洞边界点的所有四环邻域顶点；

B2、将所有四环邻域顶点作为插值约束点；

B3、对于每一个插值约束点，将其法向上的0.1个单位长度的位置处的点就作为该顶点对应的附加约束点，利用上述的点构建径向基函数，进而得到隐式曲面。

进一步，所述步骤C具体为：

C1、取孔洞边界的一条边作为起始边按顺序遍历孔洞边界，对于当前遍历的孔洞边界的边E，其端点分别为E_v1和E_v2；

C2、获取经过端点E_v1的所有边的集合S1和经过端点E_v2的所有边的集合S2；

C3、遍历上述集合S1和S2；每次遍历，从集合S1中取一条边，从集合S2中取一条边，若两条边相交在孔洞区域内则计算这两条边的夹角；

C4、取夹角最接近60°的两条边的交点作为新的顶点，与对应的边组成新的三角片。

进一步，所述步骤C还包括有子步骤C5：若上述当前遍历的孔洞边界的边E不为起始边，则检查新的三角片是否与前一条边对应的新的三角片是否相交；若相交，则以前一条边对应新的三角片的顶点作为顶点，与当前遍历的孔洞边界的边E组成新的三角片。

进一步，所述步骤C还包括有子步骤C6：若在顶点的距离阈值内存在其他点，则以与顶点距离最短的点为新的顶点，利用新的顶点与当前遍历的孔洞边界的边E重新构建三角片。

进一步，所述步骤C1中，若遍历回到起点，则按顺序将每相邻两个上述新的顶点以及分别与它们都有边相连的点组成新的三角片。

进一步，若存在新的三角片的顶点在某个三角片的一条边上，则根据新的三角片的顶点将上述三角片划分为两个三角片。

进一步，所述步骤E中，若新生成的孔洞的边界长度均少于长度阈值，则直接对新生成的孔洞进行三角划分，从而完成对孔洞的修补。

本发明的有益效果是：本发明方法通过义齿三角模型孔洞边界上的邻边信息初步增加孔洞新三角片，并通过迭代算法生成新的边界，每迭代一次都对顶点的位置进行优化，增量式地对孔洞进行修补，不仅让孔洞修补面片从中心向外逐步光顺，从而整体光顺性大幅度提高，而且解决了由于在颈缘线和牙窝等地方曲率变化较大造成丢失一些特征信息，造成的义齿修复体产生应力集中的问题。

附图说明

图1为本发明的主步骤流程图；

图2为本发明实施例中孔洞边界点示意图；

图3为本发明实施例中孔洞边界点的一环邻域点示意图；