CN112932696B - 牙齿特征点的计算方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种牙齿特征点的计算方法、装置及电子设备,包括:获取牙颌模型;根据牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴;根据牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。本发明可以提高特征点标记的效率,降低人力成本,减少主观因素的影响。
Description
技术领域
本发明涉及牙齿数字化正畸技术领域,尤其是涉及一种牙齿特征点的计算方法、装置及电子设备。
背景技术
在牙齿的数字化正畸过程中,对牙齿模型进行操作时,或者计算一些正畸参考值,诸如:Bolton指数、Spee曲线(Spee Curve,司匹曲线)等时,通常需要使用牙齿上的特征点;同时,在设计排牙方案时,也需要根据牙齿的特征点作为参考,因此需要对特征点进行标记。目前,常用的牙齿特征点标记方法大多是基于单颗牙齿手动进行标记,效率较低且受到人的主观因素影响较大。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种齿特征点的计算方法、装置及电子设备,可以提高特征点标记的效率,降低人力成本,减少主观因素的影响。
为了实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供了一种牙齿特征点的计算方法,包括:获取牙颌模型;根据牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴;根据牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。
在一种实施方式中,根据牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴的步骤,包括:根据牙颌模型中所有牙齿的中心确定牙颌平面和牙弓曲线;根据牙颌平面和牙弓曲线确定目标牙齿的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,根据牙颌模型中所有牙齿的中心确定牙颌平面和牙弓曲线的步骤之后,还包括:根据牙颌模型确定目标牙齿的尖点。
在一种实施方式中,根据牙颌平面和牙弓曲线确定目标牙齿的牙齿坐标轴的步骤,包括:根据牙颌平面和牙弓曲线确定目标牙齿的第一近中点和第一远中点;根据目标牙齿的第一近中点、第一远中点和尖点确定目标牙齿的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,根据牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴的步骤之后,还包括:对目标牙齿的牙齿坐标轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,对目标牙齿的牙齿坐标轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴的步骤,包括:沿目标牙齿的牙齿坐标轴中的X轴计算目标牙齿的第二近中点和第二远中点;根据第二近中点和第二远中点对牙齿坐标轴的Y轴和Z轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,根据牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点的步骤,包括:根据修正后的牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。
第二方面,本发明实施例提供了一种牙齿特征点的计算装置,包括:获取模块,用于获取牙颌模型;坐标轴确定模块,用于根据牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴;特征点计算模块,用于根据牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。
第三方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述第一方面提供的任一项的方法的步骤。
第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面提供的任一项的方法的步骤。
本发明实施例带来了以下有益效果:
本发明实施例提供的上述牙齿特征点的计算方法、装置及电子设备,首先获取牙颌模型;然后根据牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴;最后根据牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。上述方法能够根据目标牙齿的牙齿坐标轴自动计算出目标牙齿的特征点,从而能够提高特征点标记的效率,降低人力成本;同时,上述方法根据统一的标准进行牙齿特征点的标记,能够降低人为主观因素的影响,提高特征点获取的准确性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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。
图1为本发明实施例提供的一种牙齿特征点的计算方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的另一种牙齿特征点的计算方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的一种牙齿特征点的计算装置的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
目前,在牙齿的数字化正畸中,牙齿模型往往是以点云的形式存在,即由覆盖牙齿牙冠表面的模型点组成。而在实际中,对牙齿模型进行操作,或者计算一些正畸参考值,比如Bolton指数、Spee曲线等时,都需要使用牙齿上的一些特征点;同时,在设计排牙方案时,也需要根据牙齿的一些特征作为参考。因此,需要将牙齿的一些特征提取出来,作为排牙和测量的参考点,即牙齿的特征点。现在常用的方法,大多是基于单颗牙齿对特征点进行标记,效率较低,以及受到人的主观因素影响过大,每个人手动标记的特征点都可能不一样,而且每颗牙齿需要标记朵儿特征点,预处理时间较长。
基于此,本发明实施例提供的一种牙齿特征点的计算方法、装置及电子设备,可以提高特征点标记的效率,降低人力成本,减少主观因素的影响。
为便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种牙齿特征点的计算方法进行详细介绍,该方法可以由电子设备执行,参见图1所示的一种牙齿特征点的计算方法的流程图,示意出该方法主要包括以下步骤S102至步骤S106:
步骤S102:获取牙颌模型。
在一种实施方式中,牙颌模型可以通过口扫仪对牙齿进行扫描得到,也可以根据牙齿的硅橡胶模型得到。
步骤S104:根据牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,目标牙齿可以是一颗牙齿,也可以是多颗牙齿;当目标牙齿为多颗时,分别确定每颗目标牙齿的牙齿坐标轴。牙齿坐标轴的Z轴为牙齿中心点到尖点的中心点方向,Y轴为远近中点方向,X轴与Y轴和Z轴构成右手坐标系。
步骤S106:根据牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。
在一种实施方式中,牙齿的特征包括:FA点(Facial Axis point)、中心点、切缘点以及恒磨牙的近远中颊点等。其中,FA点为牙齿坐标轴的X轴与目标牙齿相交于唇侧方向的点,中心点为牙齿坐标轴的Z轴与目标牙齿的交点,切缘点为牙齿坐标轴的X轴和Z轴平面与目标牙齿的交线上唇侧方向上曲率最大的点,恒磨牙的近远中颊点为恒磨牙的四个尖点中靠近唇侧的两个尖点。
本发明实施例提供的上述牙齿特征点的计算方法能够根据目标牙齿的牙齿坐标轴自动计算出目标牙齿的特征点,从而能够提高特征点标记的效率,降低人力成本;同时,上述方法根据统一的标准进行牙齿特征点的标记,能够降低人为主观因素的影响,提高特征点获取的准确性。
进一步,为了便于理解,本发明实施例还提供了另一种牙齿特征点的计算方法,参见图2所示的另一种牙齿特征点的计算方法的流程图,示意出该方法包括以下步骤S202至步骤S212:
步骤S202:获取牙颌模型。
步骤S204:根据牙颌模型中所有牙齿的中心确定牙颌平面和牙弓曲线。
在一种实施方式中,可以根据上合(或者下颌)所有牙齿的中点拟合得到牙颌平面和牙弓曲线。具体的,采用的拟合方法可以是最小二乘法或者线性拟合方法等。
步骤S206:根据牙颌模型确定目标牙齿的尖点。
目标牙齿的尖点也就是牙齿顶端突出的部分,尖点的数量可以是一个也可以是多个。具体的,可以通过计算目标牙齿顶端的高斯曲率确定目标牙齿的尖点,通常高斯曲率最大的点即为尖点。但是,考虑到实际中可能会存在由于外界因素导致的牙齿某个部分较突出,计算得到的高斯曲率的值较大,为了避免将这些点误认为是尖点,需要根据牙颌平面对计算得到的高斯曲率的值较大的点进行筛选,通常尖点的方向是朝上的,而根据牙颌平面可以确定朝上的方向,从而得到目标牙齿的尖点。
步骤S208:根据牙颌平面和牙弓曲线尖点确定目标牙齿的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,首先根据牙颌平面和牙弓曲线确定目标牙齿的第一近中点和第一远中点;然后根据目标牙齿的第一近中点、第一远中点和尖点确定目标牙齿的牙齿坐标轴。牙弓曲线沿着牙颌平面Z轴可以构成一个曲面,该曲面与牙齿相交于两条线,每条线上的最靠外侧的点即为近远中点,其中,靠近门牙方向的点为近中点,反之则为远中点。因此,根据牙颌平面和牙弓曲线可以确定目标牙齿的第一近中点和第一远中点,然后根据目标牙齿的第一近中点、第一远中点和尖点确定目标牙齿的牙齿坐标轴。具体的,牙齿坐标轴的Z轴为牙齿中心点到尖点的中心点方向,Y轴为远近中点方向,X轴与Y轴和Z轴构成右手坐标系。
步骤S210:对目标牙齿的牙齿坐标轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴。
为了提高特征点获取的准确性,本发明实施例提供的上述方法中对牙齿坐标轴进行修正,具体的可以先沿目标牙齿的牙齿坐标轴中的X轴计算目标牙齿的第二近中点和第二远中点;然后根据第二近中点和第二远中点对牙齿坐标轴的Y轴和Z轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴。
步骤S212:根据修正后的牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。
牙齿的特征包括:FA点、中心点、切缘点以及恒磨牙的近远中颊点等。其中,FA点为牙齿坐标轴的X轴与目标牙齿相交于唇侧方向的点,中心点为牙齿坐标轴的Z轴与目标牙齿的交点,切缘点为牙齿坐标轴的X轴和Z轴平面与目标牙齿的交线上唇侧方向上曲率最大的点,恒磨牙的近远中颊点为恒磨牙的四个尖点中靠近唇侧的两个尖点。
综上所述,本发明实施例提供的上述牙齿特征点的计算方法能够根据目标牙齿的牙齿坐标轴自动计算出目标牙齿的特征点,从而能够提高特征点标记的效率,降低人力成本;同时,上述方法可以根据统一的标准进行牙齿特征点的标记,能够降低人为主观因素的影响,提高特征点获取的准确性。
对于前述牙齿特征点的计算方法,本发明实施例还提供了一种牙齿特征点的计算装置,参见图3所示的一种牙齿特征点的计算装置的结构示意图,示意出该装置主要包括:
获取模块301,用于获取牙颌模型。
坐标轴确定模块302,用于根据牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴。
特征点计算模块303,用于根据牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。
本发明实施例提供的上述牙齿特征点的计算装置能够根据目标牙齿的牙齿坐标轴自动计算出目标牙齿的特征点,从而能够提高特征点标记的效率,降低人力成本;同时,上述装置根据统一的标准进行牙齿特征点的标记,能够降低人为主观因素的影响,提高特征点获取的准确性。
在一种实施方式中,上述坐标轴确定模块302进一步还用于根据牙颌模型中所有牙齿的中心确定牙颌平面和牙弓曲线;根据牙颌平面和牙弓曲线确定目标牙齿的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,上述坐标轴确定模块302进一步还用于根据牙颌模型确定目标牙齿的尖点。
在一种实施方式中,上述坐标轴确定模块302进一步还用于根据牙颌平面和牙弓曲线确定目标牙齿的第一近中点和第一远中点;根据目标牙齿的第一近中点、第一远中点和尖点确定目标牙齿的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,上述装置还包括修正模块,用于对目标牙齿的牙齿坐标轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,上述修正模块进一步还用于沿目标牙齿的牙齿坐标轴中的X轴计算目标牙齿的第二近中点和第二远中点;根据第二近中点和第二远中点对牙齿坐标轴的Y轴和Z轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴。
在一种实施方式中,上述特征点计算模块303进一步还用于根据修正后的牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。
本发明实施例所提供的装置,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,装置实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
本发明实施例还提供了一种电子设备,具体的,该电子设备包括处理器和存储装置;存储装置上存储有计算机程序,计算机程序在被处理器运行时执行如上实施方式的任一项所述的方法。
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图,该电子设备100包括:处理器41,存储器42,总线43和通信接口44,所述处理器41、通信接口44和存储器42通过总线43连接;处理器41用于执行存储器42中存储的可执行模块,例如计算机程序。
其中,存储器42可能包含高速随机存取存储器(RAM,Random Access Memory),也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口44(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接,可以使用互联网,广域网,本地网,城域网等。
总线43可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图4中仅用一个双向箭头表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中,存储器42用于存储程序,所述处理器41在接收到执行指令后,执行所述程序,前述本发明实施例任一实施例揭示的流程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器41中,或者由处理器41实现。
处理器41可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器41中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器41可以是通用处理器,包括中央处理器(CPU,Central Processing Unit)、网络处理器(NP,Network Processor)等;还可以是数字信号处理器(DSP,Digital SignalProcessing)、专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)、现成可编程门阵列(FPGA,Field-Programmable Gate Array)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器42,处理器41读取存储器42中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法,具体实现可参见前述方法实施例,在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种牙齿特征点的计算方法,其特征在于,包括:
获取牙颌模型;
根据所述牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴;其中,所述目标牙齿可包括一颗或多颗牙齿,当所述目标牙齿为多颗时,分别确定每颗目标牙齿的牙齿坐标轴;
根据所述牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点;
所述根据所述牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴的步骤,包括:根据所述牙颌模型中所有牙齿的中心确定牙颌平面和牙弓曲线;其中,根据上颌或者下颌所有牙齿的中点拟合得到牙颌平面和牙弓曲线;拟合方法包括最小二乘法或者线性拟合方法;根据所述牙颌平面和所述牙弓曲线确定所述目标牙齿的牙齿坐标轴;
所述根据所述牙颌模型中所有牙齿的中心确定牙颌平面和牙弓曲线的步骤之后,还包括:根据所述牙颌模型确定目标牙齿的尖点;
所述根据所述牙颌平面、和所述牙弓曲线确定所述目标牙齿的牙齿坐标轴的步骤,包括:根据所述牙颌平面和所述牙弓曲线确定所述目标牙齿的第一近中点和第一远中点;根据所述目标牙齿的第一近中点、第一远中点和尖点确定所述目标牙齿的牙齿坐标轴;
根据所述牙颌模型确定目标牙齿的尖点,包括:计算所述目标牙齿顶端的高斯曲率;根据所述牙颌平面确定朝上的方向;将所述高斯曲率的值最大且方向为朝上的顶端确定为所述目标牙齿的尖点。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴的步骤之后,还包括:
对所述目标牙齿的牙齿坐标轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述目标牙齿的牙齿坐标轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴的步骤,包括:
沿所述目标牙齿的牙齿坐标轴中的X轴计算所述目标牙齿的第二近中点和第二远中点;
根据所述第二近中点和所述第二远中点对所述牙齿坐标轴的Y轴和Z轴进行修正,得到修正后的牙齿坐标轴。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点的步骤,包括:
根据修正后的牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点。
5.一种牙齿特征点的计算装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取牙颌模型;
坐标轴确定模块,用于根据所述牙颌模型确定目标牙齿的牙齿坐标轴;其中,所述目标牙齿可包括一颗或多颗牙齿,当所述目标牙齿为多颗时,分别确定每颗目标牙齿的牙齿坐标轴;
特征点计算模块,用于根据所述牙齿坐标轴计算目标牙齿的特征点;
所述坐标轴确定模块还用于:根据所述牙颌模型中所有牙齿的中心确定牙颌平面和牙弓曲线;其中,根据上颌或者下颌所有牙齿的中点拟合得到牙颌平面和牙弓曲线;拟合方法包括最小二乘法或者线性拟合方法;根据所述牙颌平面和所述牙弓曲线确定所述目标牙齿的牙齿坐标轴;
所述坐标轴确定模块还用于:根据所述牙颌模型确定目标牙齿的尖点;
所述坐标轴确定模块还用于:根据所述牙颌平面和所述牙弓曲线确定所述目标牙齿的第一近中点和第一远中点;根据所述目标牙齿的第一近中点、第一远中点和尖点确定所述目标牙齿的牙齿坐标轴;
所述坐标轴确定模块还用于:计算所述目标牙齿顶端的高斯曲率;根据所述牙颌平面确定朝上的方向;将所述高斯曲率的值最大且方向为朝上的顶端确定为所述目标牙齿的尖点。
6.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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TA01 | Transfer of patent application right | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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