基于牙頜模型的三維曲面配準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、三維數(shù)字化牙頜模型在口腔正畸領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它是牙科計(jì)算機(jī)輔助診斷的前提，對(duì)于提高口腔正畸自動(dòng)化水平有重要的意義。由于牙頜石膏模型的自遮擋及視角局限性，一次三維掃描無(wú)法獲取完整的模型三維信息，必須對(duì)模型各個(gè)側(cè)面進(jìn)行分別掃描，然后通過(guò)配準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行拼接，才能構(gòu)成一個(gè)完整的三維數(shù)字化牙頜模型。其中，曲面配準(zhǔn)是牙頜模型三維數(shù)字化的關(guān)鍵，直接影響到數(shù)字化模型的精度。本文重點(diǎn)研究三維曲面配準(zhǔn)技術(shù)，為三維數(shù)字化牙頜模型的建立奠定基礎(chǔ)。
　　

2、本文首先通過(guò)對(duì)比研究國(guó)內(nèi)外主要配準(zhǔn)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了基于迭代最近點(diǎn)（Iterative Closest Point,ICP）算法的三維曲面配準(zhǔn)方案。但標(biāo)準(zhǔn)ICP算法在配準(zhǔn)效率及精度上不能滿(mǎn)足實(shí)際需求。本文在標(biāo)準(zhǔn)ICP算法基礎(chǔ)上進(jìn)行了如下有針對(duì)性的改進(jìn)：1.采用八叉樹(shù)搜索算法提高算法效率；2.采用偽對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)濾除策略提高算法精度；3.采用初始運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)提高算法穩(wěn)定性。結(jié)果證明，本文針對(duì)原始ICP算法進(jìn)行的改進(jìn)，顯著提高了算法的配準(zhǔn)效率與

3、精度，該方案能較好完成牙頜石膏模型的三維曲面配準(zhǔn)。但是該方案有一定的局限性，它依賴(lài)一定的重疊區(qū)域，當(dāng)曲面間重疊區(qū)域過(guò)小時(shí)，配準(zhǔn)可能失敗。
　　由于上述配準(zhǔn)方案具有一定局限性，本文又提出了一種基于旋轉(zhuǎn)臺(tái)的配準(zhǔn)方案。該方案通過(guò)一種二維旋轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)避免測(cè)量死角。牙頜石膏模型被固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上完成全方位掃描，最后通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸及旋轉(zhuǎn)角度完成配準(zhǔn)。該方案原理簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性好，配準(zhǔn)過(guò)程穩(wěn)定可靠，且配準(zhǔn)精度僅與旋轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械精度及旋轉(zhuǎn)軸標(biāo)定相關(guān)。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)