基于模型的用于隐形正畸的虚拟牙龈的生成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于三维图像处理技术领域，具体涉及一种基于模型的用于隐形正畸的虚拟牙龈的生成方法。
【背景技术】
[0002]牙齿矫治器是一种治疗错颂畸形的装置，可称正畸矫治器。可产生作用力，或是咀嚼肌口周肌的功能作用力通过矫治器使畸形的颂骨、错位牙及牙周支持组织发生变化，以利于牙颂面正常生长发育。矫治器通常是一种富有弹性的金属丝和托槽，或和塑料基托结合的机械性装置，戴在口内或颂面部。
[0003]随着时代发展的进迀，此种“铁齿铜牙”的矫治方法已经不适用于大部分对于形象越来越在意的现代人，隐形矫治器问世了。隐形矫治器对病患来说，几乎完全隐形，不影响美观;对牙龈、舌头和前庭黏膜没刺伤，刺激小，舒适;可自快速摘取，便于保持口腔卫生;可以预览矫治步骤和结果。对医生来说，满足病患对美观的要求，可预先了解矫治步骤和结果，减少病人复诊和钢丝加力的次数时间，大大减轻了工作强度和工作时间，可以接待更多的病人，可以和固定托槽矫治结合使用。也可和修复治疗联合使用，如先矫治，后修复。定制的隐形矫治器不用金属丝拉紧牙齿，也不会引起口腔内的磨损与不适感，与固定矫治相比，可以减少疼痛感。在治疗期间可以摘下矫治器正常进食，治疗过程中，可以方便的刷牙和剔牙，有效地清除牙垢保持口腔卫生。
[0004]本发明提供一种用于隐形矫治器制作的基于模型的虚拟牙龈的生成方法。
【发明内容】
[0005]本发明提出一种基于模型的用于隐形正畸的虚拟牙龈的生成方法，利用本发明的方法可以根据真实牙齿模型分割所得的一系列参数在计算机中生成虚拟牙龈，而且所得的虚拟牙龈精度可控制，三角片形状较为规则，大小均匀，对后续曲面简化，变形等操作不会产生负面影响。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:基于模型的用于隐形正畸的虚拟牙龈的生成方法，包括如下步骤:
[0007](I)将牙龈线、牙齿分割线以及构造参数输入，所述的构造参数包括牙龈高度，底面宽度和牙窝深度；
[0008](2)根据牙齿分割线对牙龈线进行分割，将分割结果对应每颗牙齿进行存储；
[0009](3)对于每颗牙齿所对应的牙龈曲线进行采样，求取所有采样点的中心点，并将中心点根据牙龈的高度将其投影至底面；
[0010](4)将各中心点在底面上的投影点用贝塞尔曲线进行连接，生成底面中线；
[0011](5)对于底面中线上相邻的两个投影点的中垂线，根据底面的宽度在底面中线的两侧分别在该中垂线上采样两个点，采样所得两个点关于底面中线上相邻的两个投影点的连接线对称;在底面中线的端点处，按照底面的宽度在底面中线在该端点处的切线方向上米样一个点；
[0012](6)将所有采样点用贝塞尔曲线进行连接，生成底面轮廓线；
[0013](7)根据底面轮廓线和中线生成底面；
[0014](8)根据牙龈线上的采样点，重新对底面的轮廓线进行采样，使得底面轮廓线上的点与牙龈线上的点一一对应；
[0015](9)对于每颗牙齿的牙龈线的中心点，根据牙窝的深度投影获得牙窝底端点；
[0016](10)将底面轮廓线上的采样点，对应的牙龈线上的采样点和对应牙窝底端点，用贝塞尔曲线连接生成牙龈轮廓曲线，并在牙龈轮廓曲线上进行采样；
[0017](11)将对牙龈轮廓曲线采样所得到的点集分别生成牙龈侧面和牙窝面，即得到虚拟牙龈。
[0018]进一步地，所述步骤(7)之后，步骤(8)之前还包括步骤(21)重新对牙龈线上的点进行米样。
[0019]本发明的基于模型的用于隐形正畸的虚拟牙龈的生成方法，可以根据真实牙齿模型分割所得的一系列参数在计算机中生成虚拟牙龈。利用本发明的方法所生成的虚拟牙龈较为真实，但简化了很多无关细节，在矫治软件显示，隐形矫治器制作等方面有广泛应用。而且所生成的牙龈精细程度可以通过修改参数进行控制，可以根据不同的需要进行细化或简化，以适用于不同硬件条件下的设备。
【附图说明】
[0020]图1为输入的牙龈线的三维坐标图；
[0021 ]图2为输入的牙龈线的二维坐标图；
[0022]图3为输入的牙齿分割线的二维坐标图；
[0023]图4为牙齿分割线分割牙龈线的二维坐标图；
[0024]图5为牙龈线采样点的中心点的二维坐标图；
[0025]图6为中心点在底面的投影图的三维坐标图；
[0026]图7为中心点在底面的投影图的二维坐标图；
[0027]图8为底面中线的二维坐标图；
[0028]图9为底面的二维坐标图；
[0029]图10为根据牙龈线上的采样点重新对底面的轮廓线进行采样后的三维坐标图；
[0030]图11为用贝塞尔曲线连接的牙龈线上的采样点、底面轮廓线上的采样点以及牙窝底端点的不意图；
[0031 ]图12为生成的虚拟牙龈的示意图；
[0032]图中:1-牙銀线;2-牙銀线上的米样点；3_贝塞尔曲线;4-底面轮廓线上的米样点；5_牙窝底端点;6-牙銀侧面;7-牙窝面。
【具体实施方式】
[0033]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细的描述。
[0034]基于模型的用于隐形正畸的虚拟牙龈的生成方法，包括如下步骤:
[0035](I)将牙龈线、牙齿分割线以及构造参数输入，所述的构造参数包括牙龈高度，底面宽度和牙窝深度；
[0036](2)根据牙齿分割线对牙龈线进行分割，将分割结果对应每颗牙齿进行存储；
[0037](3)对于每颗牙齿所对应的牙龈曲线进行采样，求取所有采样点的中心点，并将中心点根据牙龈的高度将其投影至底面；
[0038](4)将各中心点在底面上的投影点用贝塞尔曲线进行连接，生成底面中线；
[0039](5)对于底面中线上相邻的两个投影点的中垂线，根据底面的宽度在底面中线的两侧分别在该中垂线上采样两个点，采样所得两个点关于底面中线上相邻的两个投影点的连接线对称;在底面中线的端点处，按照底面的宽度在底面中线在该端点处的切线方向上米样一个点；
[0040](6)将所