[发明专利]一种基于局部坐标的牙齿模型特征点自动识别算法

说明书

本发明公开了一种基于局部坐标的牙齿模型特征点自动识别算法。输入牙齿模型以及局部坐标系，对每个牙齿模型识别其颌点、轴点和龈点，对后磨牙的牙齿模型识别其尖牙尖点的三个点和CAC曲线，对后磨牙、前磨牙和犬牙的牙齿模型识别其尖点。本发明利用局部坐标，帮助实现特征点的自动识别，方便后期矫治评估和配准工作的进行，在节约时间的同时也在一定程度上大大减少人为误差。

技术领域

本发明涉及了一种牙齿网格模型的特征自动识别方法，尤其是涉及了一种基于局部坐标的牙齿模型特征点自动识别算法。

背景技术

近年来，数字口腔技术迅速发展，隐形牙齿正畸也逐渐普及。数字治疗辅助系统完成的工作就离建立牙齿模型，为矫治方案的设计提供数据支持。通常为了获得牙齿模型，首先需要通过光学方法扫描石膏模型获得牙颌的三维数据，然后运用数字集合处理技术分割牙齿，对牙齿进行编号方便后期的操作，然后通过对数字模型进行一系列的操作。

牙齿特征点的自动选取是牙齿正畸系统中重要一块，在隐形正畸矫正系统中有着广泛的作用，比如对牙齿评估提供统一的标准，监视矫正的进度及为加速配准提供了条件。本文将要识别的特征点分为三类，第一类是特征点是颌点、轴点和龈点，每一颗牙齿都有，位于每颗牙齿的中间靠近唇侧。第二类点是cac三个点，只有切牙存在，位于牙齿顶部。第三类点牙齿的尖点，后磨牙有四个点，分别命名远颊点、近颊点、近舌点和远舌点，前磨牙有两个，分别命名为颊尖点和舌尖点，犬牙有一个，直接命名为尖点。当前已经有人提出了特征点的自动识别方法，并且取得一定效果，但是由于牙齿形态的多样性，目前还存在着巨大的挑战，没有成熟的方法。

目前的牙齿特征点自动识别方法各有不足：

1、需要通过硬件将模型转化为灰度图像，转换过程复杂且容易产生噪声。[可参考Mokhtari M，Laurendeau D.Feature detection on 3-D images of dental imprints[C]//Biomedical Image Analysis，1994.Proceedings of the IEEE Workshop on.IEEE，1994:287-296]。

2、缺乏一定的准确率，普适性不太强。[可参考Kumar Y，Janardan R，LarsonB.Automatic Feature Identification in Dental Meshes[J].Computer-Aided Designand Applications.2012；9(6):747-769]

发明内容

针对背景技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于局部坐标的牙齿模型特征点自动识别算法，识别精准快速，本发明方法能够通过获取任一牙齿三维模型的局部坐标，自动识别这颗牙齿的特征点，使识别的特征点符合隐形矫治系统的需求。

为了实现上述的目的，本发明采用的技术方案为包括以下步骤：

在获得牙齿模型后，为保证牙齿的有序排序和特征点的所属，先对全颌牙齿进行规范的命名。

具体实施中可以先对每颗牙齿的命名，牙齿名称由2位字母和1位数字组成，第一位字母是U或L，分别表示上颌牙齿或下颌牙齿，第二位字母是L或R，分别表示牙齿左边或者右边，第三位数字表示牙齿某一边的第几颗牙齿，输入牙齿的模型以及局部坐标系。

输入牙齿模型以及局部坐标系，对每个牙齿模型识别其颌点、轴点和龈点，对后磨牙的牙齿模型识别其尖牙尖点(CAC)的三个点和CAC曲线，对后磨牙、前磨牙和犬牙的牙齿模型识别其尖点，最终将识别获得的点在牙齿三维模型中绘制出来。

本发明识别出牙齿的特征点，均为符合真实情况的特征点，便于牙齿正畸系统后期的处理。

所述牙齿模型已经经过自动定轴的处理，每颗牙齿都有一个局部坐标系。