CN111376580B - 牙齿倒凹模型生成方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供牙齿倒凹模型生成方法及装置、设计壳状牙齿矫治器的方法、制造壳状牙齿矫治器的方法、电子设备、计算机存储介质，该方法包括：建立包围相邻两个数字化牙齿的数字化包围盒；对数字化包围盒进行栅格化处理；通过栅格上的点建立两个数字化牙齿之间的分割面；利用分割面获取倒凹填充区域的包围线；在倒凹填充区域的包围线内生成牙齿倒凹模型。该方法在数字化牙齿模型上进行数字填倒凹，从而生成带有填倒凹的数字化牙颌模型。自动化操作取代人工操作，提高生产效率，实现了标准化作业，从而提高壳状牙齿矫治器的生产质量，解决人工填倒凹效率较低、不容易实现标准化作业的问题。

Description

牙齿倒凹模型生成方法及装置
技术领域
本发明涉及医疗器械的技术领域，尤其涉及牙齿倒凹模型生成方法及装置、设计壳状牙齿矫治器的方法、制造壳状牙齿矫治器的方法、电子设备、计算机存储介质。
背景技术
通过壳状牙齿矫治器对牙齿进行矫治越来越被患者所接受，因为其美观、舒适且方便患者自行摘戴，壳状牙齿矫治器是根据患者的口内情况进行虚拟矫治方案的设计，再根据虚拟矫治方案制备能够使牙齿从第一布局重新定位至第二布局的壳状牙齿矫治器，所制备的壳状牙齿矫治器为一系列逐渐调整牙齿布局的高分子壳状器械，当患者佩戴壳状牙齿矫治器时能够使患者的牙齿进行重新的布局，逐渐变化至目标矫治位置。
由于壳状牙齿矫治器的生产属于个性化定制，每个患者的牙列状态不一样，牙齿之间的间隙不同，在压膜的过程中，热压条件下加热变形后的膜片会分布在牙齿至牙齿的间隙中，在进行后期的鞘膜过程中，不易将壳状牙齿矫治器从牙颌模型上脱离。为了解决现有技术的问题，目前主要的解决方式是对牙齿打印模型的缝隙处进行手工填倒凹，然后再进行压膜生产牙套，人工操作效率较低、不卫生、同时也不容易实现标准化作业。
基于以上存在技术问题，本申请提供了解决以上技术问题的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供牙齿倒凹模型生成方法及装置、设计壳状牙齿矫治器的方法、制造壳状牙齿矫治器的方法、电子设备、计算机存储介质，在数字化牙齿模型上进行数字填倒凹，从而生成带有填倒凹的数字化牙颌模型，解决人工填倒凹效率较低、不容易实现标准化作业的问题。
本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种牙齿倒凹模型生成方法，包括：
建立包围数字化第一牙齿和数字化第二牙齿的数字化包围盒；所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿在口内的位置相邻；
对所述数字化包围盒进行栅格化处理；
通过栅格上的点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面；所述分割面上的点到所述数字化第一牙齿的表面和所述数字化第二牙齿的表面的距离之差的绝对值小于预设差值；
利用所述分割面获取倒凹填充区域的包围线；
在所述倒凹填充区域的包围线内生成牙齿倒凹模型。
这样，在数字化牙齿模型上进行数字填倒凹，从而生成带有填倒凹的数字化牙颌模型。自动化操作取代人工操作，一方面提高生产效率，另一方面实现了标准化作业，从而提高壳状牙齿矫治器的生产质量，解决人工填倒凹效率较低、不容易实现标准化作业的问题。
可选地，所述通过栅格上的点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面，包括：
通过所述栅格上的点获取所述数字化第一牙齿与所述数字化第二牙齿之间的距离之差的绝对值，根据预设条件选取满足所述绝对值对应的所述栅格点，并将所述栅格点所对应的所述数字化第一牙齿的点集以及所述数字化第二牙齿的点集构成所述分割面。
一个栅格点在一个数字化牙齿上可以找到一个最近点，同样该栅格点在另一个数字化牙齿上也可以找到一个最近点，两个最近点分别在两个数字化牙齿上。这样，引入栅格来获取组成分割面的点集，栅格化处理耗时短、效率高。在包围盒内建立栅格，栅格的最小边长可以根据实际应用中的需求灵活定义。
可选地，所述通过栅格上的点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面，包括：
分别将所述栅格上的每个点记为第一点，对每个所述第一点，获取与所述第一点相应的第一最近点和第二最近点，其中，所述第一最近点是所述第一点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第二最近点是所述第一点到所述数字化第二牙齿表面的最近点；
对每个所述第一点，计算所述第一点与所述第一最近点的距离作为第一距离，计算所述第一点与所述第二最近点的距离作为第二距离，计算所述第一距离和所述第二距离之差的绝对值；
根据所述绝对值小于预设差值的若干个所述第一点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面。
这样，利用栅格化处理后的数字化包围盒上的点来确定第一点，并根据若干个第一点建立分割面，该分割面上的点到两个数字化牙齿之间的距离近似相等，可以看做是均分了两个数字化牙齿之间的倒凹填充区域。
可选地，所述预设差值为最小栅格边长。
可选地，所述利用所述分割面获取倒凹填充区域的包围线，包括：
通过所述分割面上的点分别获取到所述数字化第一牙齿，以及所述数字化第二牙齿的最小距离集，根据所述最小距离集对应的点构建所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的倒凹填充区域的包围线。
这样，利用分割面上的点到两个数字化牙齿的最小距离集，构建倒凹填充区域的包围线。例如，可以将牙齿上填倒凹区域的点集标记为1，非填倒凹区域的点集标记为0，寻找数字化牙齿模型上填倒凹区域的边界线，将此边界线作为填倒凹区域的包围线。
可选地，所述利用所述分割面获取倒凹填充区域的包围线，包括：
分别将所述分割面上的每个点记为第二点，对每个所述第二点，获取与所述第二点相应的第三最近点和第四最近点，其中，所述第三最近点是所述第二点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第四最近点是所述第二点到所述数字化第二牙齿表面的最近点；
利用多个所述第三最近点组成第一点集，利用多个所述第四最近点组成第二点集，建立包围所述第一点集的第一包围线，建立包围所述第二点集的第二包围线。
这样，给出了利用分割面上的点获取倒凹填充区域在每个数字化牙齿表面的包围线的具体方式。
可选地，所述利用所述倒凹填充区域的包围线生成牙齿倒凹模型，包括：
在所述第一包围线上选取预定数量的点组成第三点集，在所述第二包围线上选取所述预定数量的点组成第四点集；
分别将所述第三点集中的每个点记为第三点，对每个所述第三点，查找所述第三点到所述第四点集的最近点记为第四点，并建立所述第三点和所述第四点之间的第一连线；
利用多个所述第一连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
这样，利用两个包围线上的点建立连线，从而构成牙齿倒凹模型的三角网格。相对于四边形网格、五边形网格及其他多边形来说，三角网格结构简单，相对于一般多边形网格，许多操作对三角网格更容易，由此可以提高计算效率，节省计算资源。
可选地，所述利用多个所述第一连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格，包括：
在所述第一连线上设置插点，得到第一插点集；
利用所述第三点集、所述第四点集和所述第一插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
这样，以插点的形式构建三角网格，插点的密度、数量可以预先设定，在实际应用中可以根据模型精度的需求选择合适的插点密度，避免密度过大造成计算资源的浪费。
可选地，所述利用所述倒凹填充区域的包围线生成牙齿倒凹模型，包括：
分别获取所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，连接所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，得到中心线；
建立通过所述中心线的平面，并将所述平面以所述中心线为轴转动若干次，每次转动后，将所述平面与所述第一包围线的交点记为第五点集，将所述平面与所述第二包围线的交点记为第六点集；
分别将所述第五点集中的每个点记为第五点，对每个所述第五点，查找所述第五点到所述第六点集的最近点记为第六点，并建立所述第五点和所述第六点之间的第二连线；
利用多个所述第二连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
这样，提供了利用两个包围线生成牙齿倒凹模型的另一种方式，采用平面转动的方式，提高点集的获取速度，从而提高牙齿倒凹模型的构建效率。
可选地，所述利用多个所述第二连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格，包括：在所述第二连线上设置插点，得到第二插点集；
利用所述第五点集、所述第六点集和所述第二插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
这样，利用插点的方式来建立牙齿倒凹模型的三角网格。
可选地，还包括：
对所述牙齿倒凹模型进行光滑处理。
这样，可以解决牙齿倒凹模型的训练数据集的数据稀松问题。
可选地，所述对所述牙齿倒凹模型进行光滑处理，包括：
对所述牙齿倒凹模型进行Laplace光滑处理。
这样，引入Laplace平滑法，用加1的方法估计没有出现过的现象的概率。假定训练样本很大时，每个分量的计数加1造成的估计概率变化可以忽略不计，但可以方便有效地避免零概率问题。
第二方面，本发明提供了一种牙齿倒凹模型生成装置，包括：
包围盒建立模块，用于建立包围数字化第一牙齿和数字化第二牙齿的数字化包围盒；所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿在口内的位置相邻；
栅格化模块，用于对所述数字化包围盒进行栅格化处理；
分割面建立模块，用于通过栅格上的点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面；所述分割面上的点到所述数字化第一牙齿的表面和所述数字化第二牙齿的表面的距离之差的绝对值小于预设差值；
包围线获取模块，用于利用所述分割面获取倒凹填充区域的包围线；
倒凹模型生成模块，用于在所述倒凹填充区域的包围线内生成牙齿倒凹模型。
可选地，所述分割面建立模块包括：
通过所述栅格上的点获取所述数字化第一牙齿与所述数字化第二牙齿之间的距离之差的绝对值，根据预设条件选取满足所述绝对值对应的所述栅格点，并将所述栅格点所对应的所述数字化第一牙齿的点集以及所述数字化第二牙齿的点集构成所述分割面。
可选地，所述分割面建立模块包括：
第一最近点获取单元，用于分别将所述栅格上的每个点记为第一点，对每个所述第一点，获取与所述第一点相应的第一最近点和第二最近点，其中，所述第一最近点是所述第一点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第二最近点是所述第一点到所述数字化第二牙齿表面的最近点；
绝对值计算单元，用于对每个所述第一点，计算所述第一点与所述第一最近点的距离作为第一距离，计算所述第一点与所述第二最近点的距离作为第二距离，计算所述第一距离和所述第二距离之差的绝对值；
分割面建立单元，用于根据所述绝对值小于预设差值的若干个所述第一点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面。
可选地，所述包围线获取模块用于：
通过所述分割面上的点分别获取到所述数字化第一牙齿，以及所述数字化第二牙齿的最小距离集，根据所述最小距离集对应的点构建所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的倒凹填充区域的包围线。
可选地，所述包围线获取模块包括：
第二最近点获取单元，用于分别将所述分割面上的每个点记为第二点，对每个所述第二点，获取与所述第二点相应的第三最近点和第四最近点，其中，所述第三最近点是所述第二点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第四最近点是所述第二点到所述数字化第二牙齿表面的最近点；
包围线建立单元，用于利用多个所述第三最近点组成第一点集，利用多个所述第四最近点组成第二点集，建立包围所述第一点集的第一包围线，建立包围所述第二点集的第二包围线。
可选地，所述倒凹模型生成模块包括：
点集选取单元，用于在所述第一包围线上选取预定数量的点组成第三点集，在所述第二包围线上选取所述预定数量的点组成第四点集；
第一连线建立单元，用于分别将所述第三点集中的每个点记为第三点，对每个所述第三点，查找所述第三点到所述第四点集的最近点记为第四点，并建立所述第三点和所述第四点之间的第一连线；
第一模型构成单元，用于利用多个所述第一连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
可选地，所述第一模型构成单元包括：
第一插点子单元，用于在所述第一连线上设置插点，得到第一插点集；
第一模型建立子单元，用于利用所述第三点集、所述第四点集和所述第一插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
可选地，所述倒凹模型生成模块包括：
中心线获取单元，用于分别获取所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，连接所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，得到中心线；
转动单元，用于建立通过所述中心线的平面，并将所述平面以所述中心线为轴转动若干次，每次转动后，将所述平面与所述第一包围线的交点记为第五点集，将所述平面与所述第二包围线的交点记为第六点集；
第二连线建立单元，用于分别将所述第五点集中的每个点记为第五点，对每个所述第五点，查找所述第五点到所述第六点集的最近点记为第六点，并建立所述第五点和所述第六点之间的第二连线；
第二模型构成单元，用于利用多个所述第二连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
可选地，所述第二模型构成单元包括：
第二插点子单元，用于在所述第二连线上设置插点，得到第二插点集；
第二模型建立子单元，用于利用所述第五点集、所述第六点集和所述第二插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
可选地，还包括：
光滑处理模块，用于对所述牙齿倒凹模型进行光滑处理。
第三方面，本发明提供了一种设计壳状牙齿矫治器的方法，包括：
设计逐步调整牙齿由第一布局变化至第二布局的数字化牙颌模型；
根据上述任一项牙齿倒凹模型生成方法在所述数字化牙颌模型上生成牙齿倒凹模型；
根据所述牙齿倒凹模型对所述数字化牙颌模型进行填充处理，并根据填充后的所述数字化牙颌模型设计壳状牙齿矫治器。
该方法能够使用上述倒凹模型生成方法来设计壳状牙齿矫治器。
第四方面，本发明提供了一种制造壳状牙齿矫治器的方法，包括：
设计逐步调整牙齿由第一布局变化至第二布局的数字化牙颌模型；
根据上述任一项牙齿倒凹模型生成方法在所述数字化牙颌模型上生成牙齿倒凹模型；
根据所述牙齿倒凹模型对所述数字化牙颌模型进行填充处理；
根据填充处理后的所述数字化牙颌模型制造壳状牙齿矫治器。
该方法能够使用上述倒凹模型生成方法来制造壳状牙齿矫治器，该制造方法智能化、自动化，提高生产效率，保证生产质量。
可选地，所述根据填充处理后的所述数字化牙颌模型制造壳状牙齿矫治器，包括：
根据填充处理后的所述数字化牙颌模型生成3D打印的数字化壳状牙齿矫治器模型；
根据数字化壳状牙齿矫治器模型设计数字化壳状牙齿矫治器，并采用增材制造方式制造所述壳状牙齿矫治器。
这样，采用3D打印的方式制作数字化壳状牙齿矫治器模型，3D打印个性化程度高，适用于为不同患者量身定做不同的数字化壳状牙齿矫治器模型。
可选地，所述根据填充处理后的所述数字化牙颌模型制造壳状牙齿矫治器，包括：
采用3D打印填充处理后的所述数字化牙颌模型，通过压膜工艺切割制造壳状牙齿矫治器。
这样，采用压膜工艺来以切割的方式制造壳状牙齿矫治器，在实现全自动化生成过程中，可以通过压膜工艺进一步解决特殊病例。
第五方面，本发明提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机指令，使得所述电子设备执行上述任一项牙齿倒凹模型生成方法。
第六方面，本发明提供了一种计算机存储介质，包括计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行上述任一项牙齿倒凹模型生成方法。
本发明提供牙齿倒凹模型生成方法及装置、设计壳状牙齿矫治器的方法、制造壳状牙齿矫治器的方法、电子设备、计算机存储介质，能够带来以下至少一种有益效果：
在数字化牙齿模型上进行数字填倒凹，从而生成带有填倒凹的数字化牙颌模型。自动化操作取代人工操作，一方面提高生产效率，另一方面实现了标准化作业，从而提高壳状牙齿矫治器的生产质量，解决人工填倒凹效率较低、不容易实现标准化作业的问题。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是第一实施例提供的一种牙齿倒凹模型生成方法的流程示意图；
图2是图1中步骤S13的一种流程示意图；
图3是图1中步骤S14的一种流程示意图；
图4是图1中步骤S15的第一种流程示意图；
图5是图4中步骤S43的一种流程示意图；
图6是图1中步骤S15的第二种流程示意图；
图7是图6中步骤S64的一种流程示意图；
图8是第二实施例提供的一种牙齿倒凹模型生成装置的结构示意图；
图9是图8中分割面建立模块830的一种结构示意图；
图10是图8中包围线获取模块840的一种结构示意图；
图11是图8中倒凹模型生成模块850的第一种结构示意图；
图12是图11中第一模型构成单元853的一种结构示意图；
图13是图8中倒凹模型生成模块850的第二种结构示意图；
图14是图13中第二模型构成单元857的一种结构示意图；
图15是第三实施例提供的一种设计壳状牙齿矫治器的方法的流程示意图；
图16是第四实施例提供的一种制造壳状牙齿矫治器的方法的流程示意图；
图17是图16中步骤S94的一种流程示意图；
图18是对数字化牙齿进行栅格化处理后的一种平面示意图。
图中：800、牙齿倒凹模型生成装置；810、包围盒建立模块；820、栅格化模块；830、分割面建立模块；831、第一最近点获取单元；832、绝对值计算单元；833、分割面建立单元；840、包围线获取模块；841、第二最近点获取单元；842、包围线建立单元；850、倒凹模型生成模块；851、点集选取单元；852、第一连线建立单元；853、第一模型构成单元；8531、第一插点子单元；8532、第一模型建立子单元；854、中心线获取单元；855、转动单元；856、第二连线建立单元；857、第二模型构成单元；8571、第二插点子单元；8572、第二模型建立子单元；860、光滑处理模块。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
在隐形牙齿矫治领域，通过3D打印技术完成牙颌模型的打印后，通过热压的方式完成壳状牙齿矫治器的制造时，都需要对牙颌模型进行填倒凹处理，以实体填充物对相邻两颗牙齿之间的倒凹区域进行填充。倒凹区域是两颗牙齿和牙龈边缘所形成的三角区域，多呈相对于牙齿的内凹状。由于倒凹区域的存在，会导致通过牙颌模型压模完成后难以取出。同时会使患者佩戴壳状牙齿矫治器出现不适或者难以佩戴等问题。
目前填倒凹多采用人工填倒凹处理，特别是针对于自动化的大规模生产，采用人工填倒凹无疑是降低了生产效率，同时人工填倒凹处理无法实现实体填充的控制，从而影响牙齿矫治的效果，更进一步的影响了佩戴的舒适度。因此本申请中提供了以下的实施方式，包括以下：
参见图1，第一实施例提供了一种牙齿倒凹模型生成方法，包括步骤S11～S15。
步骤S11：建立包围数字化第一牙齿和数字化第二牙齿的数字化包围盒；所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿在口内的位置相邻。
本实施例中，数字化第一牙齿、数字化第二牙齿是通过扫描仪获取的数字化牙颌模型，在数字化牙颌模型相邻的两个数字化牙齿。其位置可以在口腔中上颌或下颌的任意相邻位置。
步骤S12：对所述数字化包围盒进行栅格化处理。
需要注意的是，此处的栅格化处理并非平面图像处理中的栅格化处理，而是将数字化三维模型划分为多个栅格，栅格的形状例如是四面体、五面体、六面体等，六面体例如是长方体。
步骤S13：通过栅格上的点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面；所述分割面上的点到所述数字化第一牙齿的表面和所述数字化第二牙齿的表面的距离之差的绝对值小于预设差值。
步骤S14：利用所述分割面获取倒凹填充区域的包围线。
步骤S15：在所述倒凹填充区域的包围线内生成牙齿倒凹模型。
在本申请中，为了实现填充数字化牙齿模型的每两颗相邻牙齿之间的倒凹区域，需要基于在相邻的两颗牙齿之间获取到倒凹区域，根据倒凹区域生成倒凹模型，因此需要对相邻两颗牙齿建立包围盒，并获取倒凹区域。在本申请中数字化牙齿模型构建在同一基准坐标系中，因此根据数字化牙齿在坐标系中位置构建对应的包围盒；并对包围盒进行栅格化处理，根据牙齿之间的间隙关系，获取到倒凹区域，并生成牙齿倒凹模型。因此，本申请实现了自动化操作取代人工操作的填倒凹，一方面提高生产效率，另一方面实现了标准化作业，从而提高壳状牙齿矫治器的生产质量，解决人工填倒凹效率较低、不容易实现标准化作业的问题。
在一些实施例中，所述步骤S13可以包括：通过所述栅格上的点获取所述数字化第一牙齿与所述数字化第二牙齿之间的最小绝对值，将所述最小绝对值对应的所述数字化第一牙齿的点集以及所述数字化第二牙齿的点集构成所述分割面。
参见图18，基于构建的包围盒进行栅格化处理，在栅格上的任一栅格点在相邻两颗牙齿中的一个数字化牙齿上可以找到一个最近点，同样该栅格点在另一个数字化牙齿上也可以找到一个最近点，两个最近点分别在两个数字化牙齿上。即为选取到第一数字化牙齿T1和到第二数字化牙齿T2的最近点，这样，引入栅格来获取组成分割面的点集，栅格化处理耗时短、效率高。在包围盒内建立栅格，栅格的最小边长可以根据实际应用中的需求灵活定义。
参见图2，所述步骤S13可以包括步骤S21～S23。
步骤S21：分别将所述栅格上的每个点记为第一点，对每个所述第一点，获取与所述第一点相应的第一最近点和第二最近点，其中，所述第一最近点是所述第一点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第二最近点是所述第一点到所述数字化第二牙齿表面的最近点。
结合图18所示，在本申请的各实施例中，栅格点以“S”为代表，牙齿以“T”为代表，“T1N”代表为第一颗数字化牙齿，“T2N”代表为第二颗数字化牙齿。对于栅格上的点S1，将S1记为第一点，S1到T1N的第一最近点是T11，S1到T2N的第二最近点是T12。对于栅格上的点S2，将S2记为第一点，则可以得到S2到T1N的第一最近点是T21，S2到T2N的第二最近点是T22。
步骤S22：对每个所述第一点，计算所述第一点与所述第一最近点的距离作为第一距离，计算所述第一点与所述第二最近点的距离作为第二距离，计算所述第一距离和所述第二距离之差的绝对值。
对于S1，S1到T11的距离是第一距离d1，S1到T12的距离是第二距离d2，计算第一距离d1与第二距离d2之差的绝对值|d1-d2|。对于S2，S2到T21的距离是第一距离d1，S2到T22的距离是第二距离d2。
步骤S23：根据所述绝对值小于预设差值的若干个所述第一点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面。
即，根据满足|d1-d2|<ε的若干个第一点建立T1N与和T2N之间的分割面，ε是预设差值。
其中，预设差值ε是一个范围相对比较小的正数，在一些实施例中，其可以为最小栅格边长。
这样，利用栅格化处理后的数字化包围盒上的点来确定第一点，并根据若干个第一点建立分割面，该分割面上的点到两个数字化牙齿之间的距离近似相等，可以看做是均分了两个数字化牙齿之间的倒凹填充区域。具体的，例如，参考图18，第一最近点为S1到T1N，第二最近点为S1到T2N，并求取每个点之间的距离，并将得到两个点之间的绝对值，并将绝对值与预设差值的比对，将满足条件的栅格点对应与两颗牙齿的表面上的点“T1N”和“T2N”建立分割面。分割面上的点由栅格点以“S”为代表虚拟构成。
在一些实施例中，所述步骤S14可以包括：通过所述分割面上的点分别获取到所述数字化第一牙齿，以及所述数字化第二牙齿的最小距离集，根据所述最小距离集对应的点构建所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的倒凹填充区域的包围线。
进一步通过分割面上以“S”为代表的栅格点虚拟构成，通过“S”为代表栅格点在两个第一牙齿和第二牙齿的表面上找到各最小距离，利用分割面上的点到两个数字化牙齿的最小距离集，构建倒凹填充区域的包围线。例如，可以将牙齿上填倒凹区域的点集标记为1，非填倒凹区域的点集标记为0，寻找数字化牙齿模型上填倒凹区域的边界线，将此边界线作为填倒凹区域的包围线。
参见图3，所述步骤S14可以包括步骤S31～S32。
步骤S31：分别将所述分割面上的每个点记为第二点，对每个所述第二点，获取与所述第二点相应的第三最近点和第四最近点，其中，所述第三最近点是所述第二点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第四最近点是所述第二点到所述数字化第二牙齿表面的最近点。
步骤S32：利用多个所述第三最近点组成第一点集，利用多个所述第四最近点组成第二点集，建立包围所述第一点集的第一包围线，建立包围所述第二点集的第二包围线。
以上的步骤S31和步骤S32也是通过求取距离的计算方式，建立以分割面上的点为基准求取相应的倒凹填充区域，具体为以下：参见图4，所述步骤S15可以包括步骤S41～S43。
步骤S41：在所述第一包围线上选取预定数量的点组成第三点集，在所述第二包围线上选取所述预定数量的点组成第四点集。
该步骤中，第三点集、第四点集中的点的数量相同。
步骤S42：分别将所述第三点集中的每个点记为第三点，对每个所述第三点，查找所述第三点到所述第四点集的最近点记为第四点，并建立所述第三点和所述第四点之间的第一连线。
步骤S43：利用多个所述第一连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
这样，利用两个包围线上的点建立连线，从而构成牙齿倒凹模型的三角网格。相对于四边形网格、五边形网格及其他多边形来说，三角网格结构简单，相对于一般多边形网格，许多操作对三角网格更容易，由此可以提高计算效率，节省计算资源。
参见图5，所述步骤S43包括步骤S51～S52。
步骤S51：在所述第一连线上设置插点，得到第一插点集。
第一连线上插点的数量可以是1个、2个或多个，其位置可以在第三点和第四点之间均匀分布。
步骤S52：利用所述第三点集、所述第四点集和所述第一插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
此处三角网格是指数字化三角网格，好处是采用三角网格格式的模型可以直接应用有限元分析来进行应力分析等。
这样，以插点的形式构建三角网格，插点的密度、数量可以预先设定，在实际应用中可以根据模型精度的需求选择合适的插点密度，避免密度过大造成计算资源的浪费。
本实施例还提供了另一种建立牙齿倒凹模型的方法，参见图6，所述步骤S15可以包括步骤S61～S64。
步骤S61：分别获取所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，连接所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，得到中心线。
步骤S62：建立通过所述中心线的平面，并将所述平面以所述中心线为轴转动若干次，每次转动后，将所述平面与所述第一包围线的交点记为第五点集，将所述平面与所述第二包围线的交点记为第六点集。
该步骤中，对所建立的平面的方向不做限定，其可以是任意方向，只要通过所述中心线即可。以该平面为轴转动，转动的方向可以是顺时针方向或逆时针方向。每次转动的角度可以是相同的，也可以是不同的。
步骤S63：分别将所述第五点集中的每个点记为第五点，对每个所述第五点，查找所述第五点到所述第六点集的最近点记为第六点，并建立所述第五点和所述第六点之间的第二连线。
步骤S64：利用多个所述第二连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
这样，提供了利用两个包围线生成牙齿倒凹模型的另一种方式，采用平面转动的方式，提高点集的获取速度，从而提高牙齿倒凹模型的构建效率。
参见图7，所述步骤S64可以包括步骤S71～S72。
步骤S71：在所述第二连线上设置插点，得到第二插点集。
步骤S72：利用所述第五点集、所述第六点集和所述第二插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
这样，利用插点的方式来建立牙齿倒凹模型的三角网格。
继续参见图1，所述方法还可以包括步骤S16：对所述牙齿倒凹模型进行光滑处理。
这样，可以解决牙齿倒凹模型的训练数据集的数据稀松问题。
优选地，所述步骤S16可以包括：对所述牙齿倒凹模型进行Laplace光滑处理。
这样，引入Laplace平滑法，用加1的方法估计没有出现过的现象的概率。假定训练样本很大时，每个分量的计数加1造成的估计概率变化可以忽略不计，但可以方便有效地避免零概率问题。
具体地，网格Laplace算子可以用矩阵L表示，矩阵中的每个元素可以表示为：
Figure BDA0002398765420000171
其中，di为顶点vi的1环邻域顶点数，i、j是正整数，N1(vi)代表vi点的一环临域顶点集；
Laplace光滑公式可以表示为：
Figure BDA0002398765420000172
其中λ是松弛因子，n是正整数。
参见图8，第二实施例提供了一种牙齿倒凹模型生成装置800，包括包围盒建立模块810、栅格化模块820、分割面建立模块830、包围线获取模块840、倒凹模型生成模块850，包围盒建立模块810、栅格化模块820进行数据交互，栅格化模块820、分割面建立模块830进行数据交互，分割面建立模块830、包围线获取模块840进行数据交互，包围线获取模块840、倒凹模型生成模块850进行数据交互。
包围盒建立模块810用于建立包围数字化第一牙齿和数字化第二牙齿的数字化包围盒；所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿在口内的位置相邻；栅格化模块820用于对所述数字化包围盒进行栅格化处理；分割面建立模块830用于通过栅格上的点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面；所述分割面上的点到所述数字化第一牙齿的表面和所述数字化第二牙齿的表面的距离之差的绝对值小于预设差值；包围线获取模块840用于利用所述分割面获取倒凹填充区域的包围线；倒凹模型生成模块850用于在所述倒凹填充区域的包围线内生成牙齿倒凹模型；
在一些实施例中，所述分割面建立模块830可以包括：通过所述栅格上的点获取所述数字化第一牙齿与所述数字化第二牙齿之间的最小绝对值，将所述最小绝对值对应的所述数字化第一牙齿的点集以及所述数字化第二牙齿的点集构成所述分割面。
参见图9，所述分割面建立模块830可以包括第一最近点获取单元831、绝对值计算单元832、分割面建立单元833，第一最近点获取单元831与绝对值计算单元832进行数据交互，绝对值计算单元832与分割面建立单元833进行数据交互。
第一最近点获取单元831用于分别将所述栅格上的每个点记为第一点，对每个所述第一点，获取与所述第一点相应的第一最近点和第二最近点，其中，所述第一最近点是所述第一点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第二最近点是所述第一点到所述数字化第二牙齿表面的最近点。
绝对值计算单元832用于对每个所述第一点，计算所述第一点与所述第一最近点的距离作为第一距离，计算所述第一点与所述第二最近点的距离作为第二距离，计算所述第一距离和所述第二距离之差的绝对值。
分割面建立单元833用于根据所述绝对值小于预设差值的若干个所述第一点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面。
优选地，所述包围线获取模块840可以用于通过所述分割面上的点分别获取到所述数字化第一牙齿，以及所述数字化第二牙齿的最小距离集，根据所述最小距离集对应的点构建所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的倒凹填充区域的包围线。
参见图10，所述包围线获取模块840可以包括第二最近点获取单元841、包围线建立单元842，第二最近点获取单元841与包围线建立单元842进行数据交互。
第二最近点获取单元841用于分别将所述分割面上的每个点记为第二点，对每个所述第二点，获取与所述第二点相应的第三最近点和第四最近点，其中，所述第三最近点是所述第二点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第四最近点是所述第二点到所述数字化第二牙齿表面的最近点。
包围线建立单元842用于利用多个所述第三最近点组成第一点集，利用多个所述第四最近点组成第二点集，建立包围所述第一点集的第一包围线，建立包围所述第二点集的第二包围线。
在一些实施例中，参见图11，所述倒凹模型生成模块850可以包括点集选取单元851、第一连线建立单元852、第一模型构成单元853，点集选取单元851与第一连线建立单元852进行数据交互，第一连线建立单元852与第一模型构成单元853进行数据交互；点集选取单元851用于在所述第一包围线上选取预定数量的点组成第三点集，在所述第二包围线上选取所述预定数量的点组成第四点集。第一连线建立单元852用于分别将所述第三点集中的每个点记为第三点，对每个所述第三点，查找所述第三点到所述第四点集的最近点记为第四点，并建立所述第三点和所述第四点之间的第一连线。第一模型构成单元853用于利用多个所述第一连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
参见图12，所述第一模型构成单元853可以包括第一插点子单元8531、第一模型建立子单元8532，第一插点子单元8531与第一模型建立子单元8532进行数据交互。第一插点子单元8531用于在所述第一连线上设置插点，得到第一插点集。第一模型建立子单元8532用于利用所述第三点集、所述第四点集和所述第一插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
在另一些实施例中，参见图13，所述倒凹模型生成模块850可以包括中心线获取单元854、转动单元855、第二连线建立单元856、第二模型构成单元857，中心线获取单元854、转动单元855进行数据交互，转动单元855、第二连线建立单元856进行数据交互，第二连线建立单元856、第二模型构成单元857进行数据交互。中心线获取单元854用于分别获取所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，连接所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，得到中心线。转动单元855用于建立通过所述中心线的平面，并将所述平面以所述中心线为轴转动若干次，每次转动后，将所述平面与所述第一包围线的交点记为第五点集，将所述平面与所述第二包围线的交点记为第六点集。第二连线建立单元856用于分别将所述第五点集中的每个点记为第五点，对每个所述第五点，查找所述第五点到所述第六点集的最近点记为第六点，并建立所述第五点和所述第六点之间的第二连线。第二模型构成单元857用于利用多个所述第二连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
参见图14，所述第二模型构成单元857可以包括第二插点子单元8571、第二模型建立子单元8572，第二插点子单元8571与第二模型建立子单元8572进行数据交互。第二插点子单元8571用于在所述第二连线上设置插点，得到第二插点集。第二模型建立子单元8572用于利用所述第五点集、所述第六点集和所述第二插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
继续参见图8，该牙齿倒凹模型生成装置800还可以包括光滑处理模块860，用于对所述牙齿倒凹模型进行光滑处理。光滑处理模块860还与倒凹模型生成模块850进行数据交互。
在本发明中的第二实施例提供了一种牙齿倒凹模型生成装置800，在第二实施例的实施方式可执行于第一实施例的方法实施，在此不再赘述。
参见图15，第三实施例提供了一种设计壳状牙齿矫治器的方法，包括步骤S81～S83。
步骤S81：设计逐步调整牙齿由第一布局变化至第二布局的数字化牙颌模型。步骤S82：根据上述任一项牙齿倒凹模型生成方法在所述数字化牙颌模型上生成牙齿倒凹模型。
步骤S83：根据所述牙齿倒凹模型对所述数字化牙颌模型进行填充处理，并根据填充后的所述数字化牙颌模型设计壳状牙齿矫治器。
该方法能够使用上述倒凹模型生成方法来设计壳状牙齿矫治器。
参见图16，第四实施例提供了一种制造壳状牙齿矫治器的方法，包括步骤S91～S94。
步骤S91：设计逐步调整牙齿由第一布局变化至第二布局的数字化牙颌模型。步骤S92：根据上述任一项牙齿倒凹模型生成方法在所述数字化牙颌模型上生成牙齿倒凹模型。
步骤S93：根据所述牙齿倒凹模型对所述数字化牙颌模型进行填充处理。
步骤S94：根据填充处理后的所述数字化牙颌模型制造壳状牙齿矫治器。
该方法能够使用上述倒凹模型生成方法来制造壳状牙齿矫治器，该制造方法智能化、自动化，提高生产效率，保证生产质量。
参见图17，所述步骤S94可以包括步骤S941～S942。
步骤S941：根据填充处理后的所述数字化牙颌模型生成3D打印的数字化壳状牙齿矫治器模型。
步骤S942：根据数字化壳状牙齿矫治器模型设计数字化壳状牙齿矫治器，并采用增材制造方式制造所述壳状牙齿矫治器。
这样，采用3D打印的方式制作数字化壳状牙齿矫治器模型，3D打印个性化程度高，适用于为不同患者量身定做不同的数字化壳状牙齿矫治器模型；或根据牙齿模型直接打印壳状牙齿矫治器，此种方式制造更加智能化，节省了热压膜工艺等，缩短了加工工时，生产效率进一步得到提高。
优选地，所述步骤S942可以包括：采用3D打印填充处理后的所述数字化牙颌模型，通过压膜工艺切割制造壳状牙齿矫治器。
这样，采用压膜工艺来以切割的方式制造壳状牙齿矫治器，在实现全自动化生成过程中，可以通过压膜工艺进一步解决特殊病例。
在本发明中的第三实施例提供了一种设计壳状牙齿矫治器的方法，在该实施例中包括第一实施例中的用于自动化对牙颌模型进行填倒凹处理实施方式，因此可执行第一实施例的方法实施，在此不再赘述。
第五实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，处理器执行存储器存储的计算机指令，使得电子设备执行上述任一项牙齿倒凹模型生成方法。
第六实施例提供了一种计算机存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述任一项牙齿倒凹模型生成方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机的程序可存储于一或多个非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
本发明从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，其设置有的实用进步性，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本发明以上的说明及附图，仅为本发明的较佳实施例而已，并非以此局限本发明，因此，凡一切与本发明构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本发明专利发明范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本发明的专利发明保护的范围之内。

Claims (26)

1.一种牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，包括：
建立包围数字化第一牙齿和数字化第二牙齿的数字化包围盒；所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿在口内的位置相邻；
对所述数字化包围盒进行栅格化处理；
通过栅格上的点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面；所述分割面上的点到所述数字化第一牙齿的表面和所述数字化第二牙齿的表面的距离之差的绝对值小于预设差值；
利用所述分割面获取倒凹填充区域的包围线；
在所述倒凹填充区域的包围线内生成牙齿倒凹模型。
2.根据权利要求1所述的牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，建立所述分割面包括：
通过所述栅格上的点获取所述数字化第一牙齿与所述数字化第二牙齿之间的距离之差的绝对值，根据预设条件选取满足所述绝对值对应的所述栅格点，并将所述栅格点所对应的所述数字化第一牙齿的点集以及所述数字化第二牙齿的点集构成所述分割面。
3.根据权利要求2所述的牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，
分别将所述栅格上的每个点记为第一点，对每个所述第一点，获取与所述第一点相应的第一最近点和第二最近点，其中，所述第一最近点是所述第一点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第二最近点是所述第一点到所述数字化第二牙齿表面的最近点；
对每个所述第一点，计算所述第一点与所述第一最近点的距离作为第一距离，计算所述第一点与所述第二最近点的距离作为第二距离，计算所述第一距离和所述第二距离之差的绝对值；
根据所述绝对值小于预设差值的若干个所述第一点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面。
4.根据权利要求1所述的牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，获取所述倒凹填充区域的包围线，包括：
通过所述分割面上的点分别获取到所述数字化第一牙齿，以及所述数字化第二牙齿的最小距离集，根据所述最小距离集对应的点构建所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的倒凹填充区域的包围线。
5.根据权利要求4所述的牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，分别将所述分割面上的每个点记为第二点，对每个所述第二点，获取与所述第二点相应的第三最近点和第四最近点，其中，所述第三最近点是所述第二点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第四最近点是所述第二点到所述数字化第二牙齿表面的最近点；
利用多个所述第三最近点组成第一点集，多个所述第四最近点组成第二点集，建立包围所述第一点集的第一包围线，建立包围所述第二点集的第二包围线。
6.根据权利要求5所述的牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，
在所述第一包围线上选取预定数量的点组成第三点集，在所述第二包围线上选取所述预定数量的点组成第四点集；
分别将所述第三点集中的每个点记为第三点，对每个所述第三点，查找所述第三点到所述第四点集的最近点记为第四点，并建立所述第三点和所述第四点之间的第一连线；
利用多个所述第一连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
7.根据权利要求6所述的牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，
在所述第一连线上设置插点，得到第一插点集；
利用所述第三点集、所述第四点集和所述第一插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
8.根据权利要求5所述的牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，包括：
分别获取所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，连接所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，得到中心线；
建立通过所述中心线的平面，并将所述平面以所述中心线为轴转动若干次，每次转动后，将所述平面与所述第一包围线的交点记为第五点集，将所述平面与所述第二包围线的交点记为第六点集；
分别将所述第五点集中的每个点记为第五点，对每个所述第五点，查找所述第五点到所述第六点集的最近点记为第六点，并建立所述第五点和所述第六点之间的第二连线；
利用多个所述第二连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
9.根据权利要求8所述的牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，
在所述第二连线上设置插点，得到第二插点集；
利用所述第五点集、所述第六点集和所述第二插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
10.根据权利要求6-9任一项所述的牙齿倒凹模型生成方法，其特征在于，还包括：对所述牙齿倒凹模型进行光滑处理。
11.一种牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，包括：
包围盒建立模块，用于建立包围数字化第一牙齿和数字化第二牙齿的数字化包围盒；所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿在口内的位置相邻；
栅格化模块，用于对所述数字化包围盒进行栅格化处理；
分割面建立模块，用于通过栅格上的点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面；所述分割面上的点到所述数字化第一牙齿的表面和所述数字化第二牙齿的表面的距离之差的绝对值小于预设差值；
包围线获取模块，用于利用所述分割面获取倒凹填充区域的包围线；
倒凹模型生成模块，用于在所述倒凹填充区域的包围线内生成牙齿倒凹模型。
12.根据权利要求11所述的牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，所述分割面建立模块包括：
通过所述栅格上的点获取所述数字化第一牙齿与所述数字化第二牙齿之间的距离之差的绝对值，根据预设条件选取满足所述绝对值对应的所述栅格点，并将所述栅格点所对应的所述数字化第一牙齿的点集以及所述数字化第二牙齿的点集构成所述分割面。
13.根据权利要求12所述的牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，
第一最近点获取单元，用于分别将所述栅格上的每个点记为第一点，对每个所述第一点，获取与所述第一点相应的第一最近点和第二最近点，其中，所述第一最近点是所述第一点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第二最近点是所述第一点到所述数字化第二牙齿表面的最近点；
绝对值计算单元，用于对每个所述第一点，计算所述第一点与所述第一最近点的距离作为第一距离，计算所述第一点与所述第二最近点的距离作为第二距离，计算所述第一距离和所述第二距离之差的绝对值；
分割面建立单元，用于根据所述绝对值小于预设差值的若干个所述第一点建立所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的分割面。
14.根据权利要求11所述的牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，所述包围线获取模块用于：
通过所述分割面上的点分别获取到所述数字化第一牙齿，以及所述数字化第二牙齿的最小距离集，根据所述最小距离集对应的点构建所述数字化第一牙齿和所述数字化第二牙齿之间的倒凹填充区域的包围线。
15.根据权利要求14所述的牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，
第二最近点获取单元，用于分别将所述分割面上的每个点记为第二点，对每个所述第二点，获取与所述第二点相应的第三最近点和第四最近点，其中，所述第三最近点是所述第二点到所述数字化第一牙齿表面的最近点，所述第四最近点是所述第二点到所述数字化第二牙齿表面的最近点；
包围线建立单元，用于利用多个所述第三最近点组成第一点集，利用多个所述第四最近点组成第二点集，建立包围所述第一点集的第一包围线，建立包围所述第二点集的第二包围线。
16.根据权利要求15所述的牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，
点集选取单元，用于在所述第一包围线上选取预定数量的点组成第三点集，在所述第二包围线上选取所述预定数量的点组成第四点集；
第一连线建立单元，用于分别将所述第三点集中的每个点记为第三点，对每个所述第三点，查找所述第三点到所述第四点集的最近点记为第四点，并建立所述第三点和所述第四点之间的第一连线；
第一模型构成单元，用于利用多个所述第一连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
17.根据权利要求16所述的牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，所述第一模型构成单元具体包括：
第一插点子单元，用于在所述第一连线上设置插点，得到第一插点集；
第一模型建立子单元，用于利用所述第三点集、所述第四点集和所述第一插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
18.根据权利要求15所述的牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，
中心线获取单元，用于分别获取所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，连接所述第一包围线的中心和所述第二包围线的中心，得到中心线；
转动单元，用于建立通过所述中心线的平面，并将所述平面以所述中心线为轴转动若干次，每次转动后，将所述平面与所述第一包围线的交点记为第五点集，将所述平面与所述第二包围线的交点记为第六点集；
第二连线建立单元，用于分别将所述第五点集中的每个点记为第五点，对每个所述第五点，查找所述第五点到所述第六点集的最近点记为第六点，并建立所述第五点和所述第六点之间的第二连线；
第二模型构成单元，用于利用多个所述第二连线构成所述牙齿倒凹模型的三角网格。
19.根据权利要求18所述的牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，所述第二模型构成单元具体包括：
第二插点子单元，用于在所述第二连线上设置插点，得到第二插点集；
第二模型建立子单元，用于利用所述第五点集、所述第六点集和所述第二插点集，建立所述牙齿倒凹模型的三角网格。
20.根据权利要求16-19任一项所述的牙齿倒凹模型生成装置，其特征在于，还包括：光滑处理模块，用于对所述牙齿倒凹模型进行光滑处理。
21.一种设计壳状牙齿矫治器的方法，其特征在于，包括：
设计逐步调整牙齿由第一布局变化至第二布局的数字化牙颌模型；
根据所述权利要求1-10任一项所述的一种牙齿倒凹模型生成方法在所述数字化牙颌模型上生成牙齿倒凹模型；
根据所述牙齿倒凹模型对所述数字化牙颌模型进行填充处理，并根据填充后的所述数字化牙颌模型设计壳状牙齿矫治器。
22.一种制造壳状牙齿矫治器的方法，其特征在于，包括：
设计逐步调整牙齿由第一布局变化至第二布局的数字化牙颌模型；
根据所述权利要求1-10任一项所述的一种牙齿倒凹模型生成方法在所述数字化牙颌模型上生成牙齿倒凹模型；
根据所述牙齿倒凹模型对所述数字化牙颌模型进行填充处理；
根据填充处理后的所述数字化牙颌模型制造壳状牙齿矫治器。
23.根据权利要求22所述的制造壳状牙齿矫治器的方法，其特征在于，制造所述壳状牙齿矫治器包括：
根据填充处理后的所述数字化牙颌模型生成3D打印的数字化壳状牙齿矫治器模型；
根据数字化壳状牙齿矫治器模型设计数字化壳状牙齿矫治器，并采用增材制造方式制造所述壳状牙齿矫治器。
24.根据权利要求22所述的制造壳状牙齿矫治器的方法，其特征在于，制造所述壳状牙齿矫治器包括：
采用3D打印填充处理后的所述数字化牙颌模型，通过压膜工艺切割制造壳状牙齿矫治器。
25.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机指令，使得所述电子设备执行权利要求1至10任一项所述的牙齿倒凹模型生成方法。
26.一种计算机存储介质，其特征在于，包括计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行权利要求1至10任一项所述的牙齿倒凹模型生成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111839763B (zh) * 2020-07-30 2022-02-11 正雅齿科科技(上海)有限公司 数字化壳状牙齿矫治器设计方法、制造方法及系统
CN111991106B (zh) * 2020-08-17 2021-11-23 苏州瀚华智造智能技术有限公司 一种牙套切割线自动生成方法及应用
CN112022382B (zh) * 2020-08-17 2021-12-14 苏州瀚华智造智能技术有限公司 一种牙套的自动切割方法及装置
CN114099026B (zh) * 2020-08-28 2024-01-19 正雅齿科科技(上海)有限公司 牙齿矫治套组及其设计方法和制备方法
CN112353512B (zh) * 2020-10-27 2021-11-30 雅客智慧（北京）科技有限公司 修整牙齿模型的方法及设备
CN112190353B (zh) * 2020-10-27 2022-03-11 雅客智慧（北京）科技有限公司 填补牙齿模型倒凹的方法及设备
CN114131932B (zh) * 2021-11-25 2024-07-02 江苏科技大学 基于栅格化3d打印分区路径规划方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080305449A1 (en) * 2007-06-06 2008-12-11 Gestenco International Ab Method of preparing a surface for attaching of an orthodontic device
CN103181829B (zh) * 2011-12-27 2016-10-05 无锡时代天使医疗器械科技有限公司 产生数字牙齿模型的方法
CN105982742B (zh) * 2015-01-27 2019-04-30 上海时代天使医疗器械有限公司 牙齿矫治器及其制造方法、数字化牙齿模型的填倒凹处理
US10624717B2 (en) * 2015-10-07 2020-04-21 Ulab Systems Inc. Tooth modeling system
CN106109030A (zh) * 2016-07-25 2016-11-16 青岛兰信医学科技有限公司 正畸用牙齿三维数字化优化结构模型的生成方法
CN109998709B (zh) * 2019-04-15 2021-05-18 杭州美齐科技有限公司 一种基于牙齿特征点的牙齿倒凹自动填充打印方法

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