義齒三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)及曲面重構(gòu)的研究及應(yīng)用.pdf

1、CAD／CAM技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用將逐漸取代傳統(tǒng)的手工修復(fù)技術(shù),而義齒CAD／CAM系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還寥寥無(wú)幾。同時(shí),義齒三維模型的構(gòu)建始終是義齒CAD／CAM系統(tǒng)的核心,而構(gòu)建的三維模型的精度與效率又與對(duì)海量的義齒原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡(jiǎn)以及曲面重構(gòu)密切相連。現(xiàn)有的點(diǎn)云精簡(jiǎn)以及曲面重構(gòu)技術(shù),并不能完全滿足義齒處理的特殊要求。在這種背景下,本文就義齒CAD／CAM系統(tǒng)的最底層的點(diǎn)云精簡(jiǎn)和曲面重構(gòu)來(lái)進(jìn)行探索研究。
　　 本文利用學(xué)

2、院實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)掃描設(shè)備以及鄭大一附院口腔科提供的一系列牙齒印模獲取義齒的原始點(diǎn)云,并針對(duì)義齒的體積小曲率變化大的情況,提出了基于柵格法和弦差法的義齒點(diǎn)云精簡(jiǎn)算法。首先通過(guò)三維柵格法對(duì)海量的原始離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)渲亟?然后利用弦差法來(lái)評(píng)定并保留曲率較大處的點(diǎn)及其曲率和法向量,以便以最少的點(diǎn),實(shí)現(xiàn)最有效的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)表明,本文的精簡(jiǎn)算法簡(jiǎn)單高效,適用于逆向工程中測(cè)量所得的散亂無(wú)序的點(diǎn)云數(shù)據(jù),能夠?qū)Υ罅棵芗瘮?shù)據(jù)進(jìn)行直接而有效的精簡(jiǎn),并且對(duì)曲率

3、變化大且含有較多細(xì)節(jié)特征的區(qū)域保留更多的細(xì)節(jié)信息。
　　 在精簡(jiǎn)算法的基礎(chǔ)上,本文提出了基于最大曲率區(qū)域生長(zhǎng)法的曲面重建算法。首先選取初始三角形并通過(guò)初始三角形的K鄰域得到一個(gè)區(qū)域塊,在這個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行生長(zhǎng)三角剖分,然后結(jié)合精簡(jiǎn)算法中得到的點(diǎn)云的曲率,搜索在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行生長(zhǎng)三角剖分產(chǎn)生的所有活點(diǎn)中曲率最大的點(diǎn),進(jìn)而從該點(diǎn)的K鄰域中得到新的區(qū)域塊并進(jìn)行生長(zhǎng)三角剖分,直至將所有的簡(jiǎn)化點(diǎn)云三角化。實(shí)驗(yàn)表明,本文的曲面重建算法不但可以對(duì)點(diǎn)云