CN114078187A - 假牙齿列模型建立方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种假牙齿列模型建立方法，包含取得一使用者的人脸信息及牙齿排列信息，以分别建立三维张嘴人脸模型及牙齿原始模型，并将牙齿原始模型叠合至三维张嘴人脸模型；在牙齿原始模型上的多个牙齿中，建立每一牙齿对应的参考线；根据参考线，于三维张嘴人脸模型上产生多个框格，并将每一框格调整成分别对应一牙齿的边缘；于三维张嘴人脸模型上提供一上边缘曲线及一下边缘曲线，以作为一微笑曲线；使每一框格对齐微笑曲线，并于每一框格内分别置入一假牙模型；以及调整假牙模型的假牙轮廓，以产生一假牙齿列模型。本申请亦提供一种假牙齿列模型建立系统。

Description

假牙齿列模型建立方法及其系统
技术领域
本申请是有关一种假牙齿列模型建立方法及其系统。
背景技术
现有牙齿微笑曲线设计方式为，使用照相机对使用者与具有特定长度的物件进行拍摄，以取得使用者的二维(2D)牙齿照片，接着，使用比例尺的方式，推导出牙齿长宽尺寸，再于2D牙齿照片上绘画牙齿微笑曲线，以便牙医师与使用者沟通。然而，现有采用比例尺的方式来量测牙齿尺寸较不准确，易造成量测误差，且现有设计方式无法正确设计侧面的牙齿，更无法评估假牙或牙片制作性以及其与真实牙齿贴合的问题。
发明内容
本申请所要解决的技术问题在于提供一种假牙齿列模型建立方法，包含：取得一使用者的人脸信息，以建立一三维张嘴人脸模型；取得使用者的牙齿排列信息，以建立一牙齿原始模型，并将牙齿原始模型叠合至三维张嘴人脸模型；在牙齿原始模型上的多个牙齿中，建立每一牙齿对应的参考线；根据参考线，于三维张嘴人脸模型上产生多个框格，并将每一框格调整成分别对应一牙齿的边缘，以取得每一牙齿的一真实尺寸；于三维张嘴人脸模型上提供一上边缘曲线及一下边缘曲线，以作为一微笑曲线；使每一框格对齐微笑曲线，并于每一框格内分别置入一假牙模型；以及调整假牙模型的假牙轮廓，以产生一假牙齿列模型。
本申请另外提供一种假牙齿列模型建立系统，包含一三维影像撷取装置、一牙齿影像撷取装置以及一运算装置。三维影像撷取装置用以扫描取得一使用者的人脸信息。牙齿影像撷取装置用以取得使用者的牙齿排列信息。运算装置电性连接三维影像撷取装置及牙齿影像撷取装置，运算装置根据人脸信息建立一三维张嘴人脸模型，以及根据牙齿排列信息建立一牙齿原始模型。此运算装置用以：将牙齿原始模型叠合至三维张嘴人脸模型；在牙齿原始模型上的多个牙齿中，建立每一牙齿对应的参考线；根据参考线，于三维张嘴人脸模型上产生多个框格，并将每一框格调整成分别对应一牙齿的边缘，以取得每一牙齿的一真实尺寸；于三维张嘴人脸模型上提供一上边缘曲线及一下边缘曲线，以作为一微笑曲线；使每一框格对齐微笑曲线，并于每一框格内分别置入一假牙模型；以及调整假牙模型的假牙轮廓，以产生一假牙齿列模型。
综上所述，本申请是以三维(3D)模型方式取代现有技术的2D牙齿照片，让牙医师从不同角度来观察所设计的假牙型态，是否符合使用者心目中的理想微笑曲线，并提供精准长宽厚等尺寸信息，以设计出具有微笑曲线的理想假牙齿列模型，增加量测准确度。
有关本申请的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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它的附图。
图1A为根据本申请一实施例的假牙齿列模型建立系统的方块示意图；
图1B为根据本申请另一实施例的假牙齿列模型建立系统的方块示意图；
图2为根据本申请一实施例的假牙齿列模型建立方法的流程示意图；
图3为根据本申请一实施例的三维张嘴人脸模型示意图；
图4为根据本申请一实施例的三维牙齿原始模型示意图；
图5为根据本申请一实施例的二维牙齿原始模型示意图；
图6为根据本申请一实施例具有参考线的牙齿原始模型示意图；
图7为根据本申请一实施例具有框格的三维张嘴人脸模型的局部示意图；
图8为根据本申请一实施例三维张嘴人脸模型的局部示意图；
图9为根据本申请一实施例具有调整后框格的三维张嘴人脸模型的局部示意图；
图10为根据本申请一实施例旋转特定角度的三维张嘴人脸模型的局部示意图；
图11为根据本申请一实施例挑选合适假牙模型的示意图；
图12为根据本申请一实施例置入框格内的假牙模型的示意图；
图13为根据本申请一实施例于调整假牙轮廓的牙齿模型示意图；
图14为根据本申请一实施例于调整后的假牙齿列模型示意图；
图15为根据本申请一实施例的三维微笑人脸模型示意图；
图16为根据本申请一实施例的具有假牙齿列模型的三维微笑人脸模型示意图。
具体实施方式
在下文的实施方式中所述的位置关系，包括：上，下，左和右，若无特别指明，皆是以图式中组件绘示的方向为基准。
请参阅图1A及图1B所示，假牙齿列模型建立系统10包含有一三维影像撷取装置12、一牙齿影像撷取装置14以及一运算装置16。三维影像撷取装置12用以扫描取得一使用者的人脸信息，例如张嘴人脸信息。牙齿影像撷取装置14用以拍摄取得使用者的牙齿排列信息。运算装置16电性连接三维影像撷取装置12及牙齿影像撷取装置14，以接收人脸信息及牙齿排列信息，并根据人脸信息及牙齿排列信息进行后续的运算与应用。其中，假牙齿列模型建立系统10更包含一数据库18，用以储存多个假牙模型。在一实施例中，如图1A所示，数据库18内建于运算装置16中；在另一实施例中，如图1B所示，运算装置16电性连接数据库18，以便于数据库18中存取假牙模型或是其他相关数据。
在一实施例中，三维影像撷取装置12、牙齿影像撷取装置14及运算装置16可为各自独立的装置，例如三维影像撷取装置12为人脸三维扫描机，牙齿影像撷取装置14为三维口扫机或二维影像撷取装置(二维照相机)，运算装置16可为移动电话、笔记型电脑、平板电脑、桌上型电脑等，但不以此为限。在另一实施例中，三维影像撷取装置12、牙齿影像撷取装置14及运算装置16更可整合为单一电子装置(图中未示)，三维影像撷取装置12是为电子装置内建的三维深度扫描器，牙齿影像撷取装置14是为电子装置内建的二维照相机，则运算装置16可为电子装置内的中央处理器、微控制器等，则电子装置是为移动电话、笔记型电脑、平板电脑或桌上型电脑等，但不以此为限。
图2为根据本申请一实施例的假牙齿列模型建立方法的流程示意图，请同时参考图1A、图1B及图2所示，如步骤S10，三维影像撷取装置12是扫描拍摄一使用者的人脸，以取得一人脸信息并传送至运算装置16，此人脸信息是为一张嘴人脸信息，运算装置16接收人脸信息进行运算，以建立如图3所示的一三维张嘴人脸模型20。在一实施例中，张嘴人脸信息是为使用者配戴一张口器所取得的人脸信息，因此三维张嘴人脸模型20是为具有张口器22的人脸模型，以露出使用者口腔内的牙齿。
如步骤S12，利用牙齿影像撷取装置14拍摄使用者的口腔内部，以取得使用者的牙齿排列信息并传送至运算装置16，运算装置16接收此牙齿排列信息进行运算，以建立如图4或图5所示的牙齿原始模型24。其中，当牙齿影像撷取装置14采用三维口扫机时，牙齿原始模型24是为如图4所示的三维牙齿原始模型；当牙齿影像撷取装置14采用二维影像撷取装置时，则牙齿原始模型24是为如图5所示的二维牙齿原始模型。
在取得三维张嘴人脸模型20以及牙齿原始模型24之后，如步骤S14所示，运算装置16将牙齿原始模型24叠合至三维张嘴人脸模型20。在一实施例中，在进行叠合时，运算装置16可以门牙的下边缘为基准线进行叠合对齐。
如步骤S16所示，运算装置16在牙齿原始模型24(在此是以三维牙齿原始模型为例)上的多个牙齿26中，建立每一牙齿26对应的参考线28。如图6所示，在建立参考线28时，是先设定相邻牙齿26间的接触点30，再依据每一牙齿26二侧的接触点30，并沿牙齿26的法向量Vn的垂直面产生对应的参考线28，每一牙齿26是分别具有一参考线28，使相邻参考线28连成一弧线型态。
如步骤S18所示，根据前述产生的参考线28，运算装置16于三维张嘴人脸模型20上产生多个框格32，如图7所示，在此是以8个框格32为例，将每一框格32调整成分别对应一牙齿26的边缘，以取得每一牙齿26的一真实尺寸。若框格32无对准牙齿26，则调整框格32的位置或大小，使框格32恰好位于牙齿26边缘，以完整覆盖单颗牙齿26，以取得每一牙齿26的一真实尺寸。
如步骤S20所示，运算装置16于三维张嘴人脸模型20上提供一上边缘曲线34及一下边缘曲线36，如图8所示，对应三维张嘴人脸模型20的上排牙齿，调整上边缘曲线34及下边缘曲线36，以作为一微笑曲线38。
如步骤S22所示，通过运算装置16来调整框格32的边缘线，让每一框格32对齐微笑曲线38，使框格32的上下边缘线分别接触到上边缘曲线34及下边缘曲线36，而左右边缘线形成适合的宽度，使所有框格32都能对齐叠合微笑曲线38，调整后的框格32如图9所示。
为了确保牙齿26的每一角度都能够对齐微笑曲线38，如步骤S24所示，运算装置16依序以特定角度旋转三维张嘴人脸模型20，以从不同视角观察并调整框格32，使框格32对齐微笑曲线38。如图10所示，向右旋转大约30度的特定角度，观察并调整每一框格32，让所有框格32都能对齐叠合微笑曲线38。同理，三维张嘴人脸模型20亦向左旋转大约30度的特定角度，以确认所有框格32都能对齐叠合微笑曲线38。
如步骤S26所示，运算装置16以调整后的框格32尺寸为基准，利用框格32的尺寸为搜寻索引，如图11及图12所示，从运算装置16内建的数据库18(图1A所示)或外接的数据库18(图1B所示)中找出合适的三维假牙模型40并填入对应的框格32内，据此类推，于每一框格32内分别置入一假牙模型40。在一实施例中，假牙模型40是为一牙片模型或一牙套模型
在于每一框格32内皆置入假牙模型40之后，即如图13所示8颗假牙模型40已大致排列成微笑曲线38。接着，如步骤S28所示，调整假牙模型40的假牙轮廓，以产生一假牙齿列模型44。详细而言，如图13及图14所示，在与视线垂直的框格32平面上，找出假牙模型40的一剖面轮廓，运算装置16会自动在此剖面轮廓上产生多个控制点42，这些控制点42的位置与曲率可被调整来产生满意的假牙轮廓。在一实施例中，本申请个别对每一框格32内的假牙模型40进行调整，以找出每一假牙模型40的剖面轮廓及其上的控制点42，以调整出满意的假牙轮廓。在另一实施例中，本申请更可先对其中一半的框格32(例如左半部的4个框格)内的假牙模型40进行调整，以找出假牙模型40的剖面轮廓及其上的控制点42，以调整假牙轮廓，然后再以镜射方式，复制出另外一半的框格32(例如右半部的4个框格)内的假牙模型40的假牙轮廓，并进行微调，以完成所有假牙模型40的调整，产生如图14所示的假牙齿列模型44。
请同时参阅图1A、图1B及图2所示，在一实施例中，前述的人脸信息更进一步包含一张嘴人脸信息以及一微笑人脸信息，三维影像撷取装置12将取得张嘴人脸信息传送至运算装置16，以利用运算装置16进行运算并建立出如图3所示的三维张嘴人脸模型20。并且，三维影像撷取装置12将取得微笑人脸信息亦传送至运算装置16，以利用运算装置16进行运算并建立一三维微笑人脸模型46，如图15所示。因此，在产生图14所示的假牙齿列模型44之后，运算装置16更可将假牙齿列模型44叠合套至三维微笑人脸模型46中，如图16所示，以检视使用者于正常微笑时的整体型态，并在整体型态有缺失时，例如使用者不满意所设计的假牙模型的形状，则可重复步骤S28，重新调整假牙齿列模型44中的假牙模型40的假牙轮廓，直至设计出满意的具有微笑曲线的假牙齿列模型44为止。
再者，在以三维模型方式设计出理想假牙齿列模型之后，可以直接传送至三维齿雕机或是其他三维假牙编辑制造软体中，进行三维列印或研磨，以完成实际的三维假牙(包含牙套或牙片)成品。
本文中所揭示的方法包含用于实现所描述的方法的多个步骤或动作。在不脱离权利要求书的情况下，前述方法中的步骤可以彼此互换，举例来说，在图2所示的流程图中，步骤S10和步骤S12可以彼此互换，换句话说，先取得图3的三维张嘴人脸模型20或是图4或图5的牙齿原始模型24都不会影响到后续的运算处理，仍然可以继续执行后续步骤S14的叠合对齐，而不会受到互换步骤的影响。在不脱离权利要求书的情况下，前述方法中的步骤亦可以被省略，举例来说，在图2所示的流程图中，步骤S24可以被省略，此时，在步骤S22中将所有框格都调整至对齐微笑曲线即可，但不以此为限。
综上所述，本申请是以三维模型方式取代现有技术的2D牙齿照片，让牙医师从不同角度来观察所设计的假牙型态，是否符合使用者心目中的理想微笑曲线，并提供精准长宽厚等尺寸信息，以设计出具有微笑曲线的理想假牙齿列模型，增加量测准确度。另外，模拟三维假牙模型叠合至使用者原本的牙齿原始模型上时，可以让使用者明确了解假牙贴合过程所会遇到可能问题，故可避免日后产生医病纠纷。
以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本申请技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本申请技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本申请内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本申请实质相同的技术或实施例。

Claims (22)

1.一种假牙齿列模型建立方法，其特征在于，包含：
取得使用者的人脸信息，以建立三维张嘴人脸模型；
取得所述使用者的牙齿排列信息，以建立牙齿原始模型，并将所述牙齿原始模型叠合至所述三维张嘴人脸模型；
在所述牙齿原始模型上的多个牙齿中，建立每一所述牙齿对应的参考线；
根据所述参考线，于所述三维张嘴人脸模型上产生多个框格，并将每一所述框格调整成分别对应牙齿的边缘，以取得每一所述牙齿的真实尺寸；
于所述三维张嘴人脸模型上提供上边缘曲线及下边缘曲线，以作为微笑曲线；
使每一所述框格对齐所述微笑曲线，并于每一所述框格内分别置入假牙模型；以及
调整所述假牙模型的假牙轮廓，以产生假牙齿列模型。
2.根据权利要求1所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中所述人脸信息包含张嘴人脸信息以及微笑人脸信息，以分别建立所述三维张嘴人脸模型以及三维微笑人脸模型。
3.根据权利要求2所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中在产生所述假牙齿列模型的步骤后，更包括将所述假牙齿列模型叠合至所述三维微笑人脸模型，以检视其整体型态，并在所述整体型态有缺失时，重新调整所述假牙齿列模型中的所述假牙模型的所述假牙轮廓。
4.根据权利要求2所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中所述张嘴人脸信息是为所述使用者配戴张口器所取得的所述人脸信息。
5.根据权利要求1所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中所述牙齿原始模型是为三维牙齿原始模型或是二维牙齿原始模型。
6.根据权利要求1所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中在建立每一所述牙齿对应的所述参考线的步骤中，更包含：
设定相邻所述牙齿间的接触点；以及
依据每一所述牙齿二侧的所述接触点，并沿所述牙齿的法向量的垂直面产生对应的所述参考线。
7.根据权利要求1所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中在调整所述这些框格的步骤中，更包含旋转所述三维张嘴人脸模型，以从不同视角调整所述框格，使其对齐所述微笑曲线。
8.根据权利要求1所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中所述假牙模型是来自数据库。
9.根据权利要求1所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中所述假牙模型是为牙片模型或牙套模型。
10.根据权利要求1所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中在调整所述假牙模型的所述假牙轮廓的步骤中，更包含：对每一所述框格内的所述假牙模型进行调整，以找出所述假牙模型的剖面轮廓，并在所述剖面轮廓上产生多个控制点，所述这些控制点的位置与曲率可被调整来产生所述假牙轮廓。
11.根据权利要求1所述的假牙齿列模型建立方法，其特征在于，其中在调整所述假牙模型的所述假牙轮廓的步骤中，更包含：对其中一半的所述框格内的所述假牙模型进行调整，以找出所述假牙模型的剖面轮廓，并在所述剖面轮廓上产生多个控制点，所述这些控制点的位置与曲率可被调整来产生符合的所述假牙轮廓；以及以镜射方式，复制出另外一半的所述框格内的所述假牙模型的所述假牙轮廓，并进行微调。
12.一种假牙齿列模型建立系统，其特征在于，包含：
三维影像撷取装置，用以扫描取得使用者的人脸信息；
牙齿影像撷取装置，用以取得所述使用者的牙齿排列信息；以及
运算装置，电性连接所述三维影像撷取装置及所述牙齿影像撷取装置，所述运算装置根据所述人脸信息建立三维张嘴人脸模型，以及根据所述牙齿排列信息建立牙齿原始模型，所述运算装置用以：
将所述牙齿原始模型叠合至所述三维张嘴人脸模型；
在所述牙齿原始模型上的多个牙齿中，建立每一所述牙齿对应的参考线；
根据所述参考线，于所述三维张嘴人脸模型上产生多个框格，并将每一所述框格调整成分别对应牙齿的边缘，以取得每一所述牙齿的真实尺寸；
于所述三维张嘴人脸模型上提供上边缘曲线及下边缘曲线，以作为微笑曲线；
使每一所述框格对齐所述微笑曲线，并于每一所述框格内分别置入假牙模型；以及
调整所述假牙模型的假牙轮廓，以产生假牙齿列模型。
13.根据权利要求12所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，其中所述人脸信息包含张嘴人脸信息以及微笑人脸信息，所述运算装置分别建立所述三维张嘴人脸模型以及三维微笑人脸模型。
14.根据权利要求13所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，其中运算装置更可将所述假牙齿列模型叠合至所述三维微笑人脸模型，以检视其整体型态，并在所述整体型态有缺失时，重新调整所述假牙齿列模型中的所述假牙模型的所述假牙轮廓。
15.根据权利要求13所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，其中所述张嘴人脸信息是为所述使用者配戴张口器所取得的所述人脸信息。
16.根据权利要求12所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，其中所述牙齿影像撷取装置为三维口扫机时，所述牙齿原始模型是为三维牙齿原始模型；以及所述牙齿影像撷取装置为二维影像撷取装置时，所述牙齿原始模型是为二维牙齿原始模型。
17.根据权利要求12所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，其中所述运算装置更可进一步设定相邻所述牙齿间的接触点，再依据每一所述牙齿二侧的所述接触点，并沿所述牙齿的法向量的垂直面产生对应的所述参考线。
18.根据权利要求12所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，其中所述运算装置更可旋转所述三维张嘴人脸模型，以从不同视角调整所述框格，使其对齐所述微笑曲线。
19.根据权利要求12所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，更包含数据库，用以储存所述假牙模型。
20.根据权利要求12所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，其中所述假牙模型是为牙片模型或牙套模型。
21.根据权利要求12所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，其中所述运算装置更可对每一所述框格内的所述假牙模型进行调整，以找出所述假牙模型的剖面轮廓，并在所述剖面轮廓上产生多个控制点，所述这些控制点的位置与曲率可被调整来产生所述假牙轮廓。
22.根据权利要求12所述的假牙齿列模型建立系统，其特征在于，其中所述运算装置更可对其中一半的所述框格内的所述假牙模型进行调整，以找出所述假牙模型的剖面轮廓，并在所述剖面轮廓上产生多个控制点，所述这些控制点的位置与曲率被调整来产生所述假牙轮廓；以及以镜射方式，复制出另外一半的所述框格内的所述假牙模型的所述假牙轮廓，并进行微调。
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