口腔预备体颈缘线快速提取技术研究

由于高质量的全瓷冠、桥体制作的需要，在过去的16年里，基于CAD/CAM的口腔修复体制作技术成为研究的热点。预备体颈缘线的自动提取技术是口腔CAD/CAM修复工艺边缘密合的关键环节，修复冠的边缘密合性将对患者的牙龈健康有重要影响。本文提出了半自动颈缘线提取算法，首先，采用二次曲面拟合估算网格点的曲率；接着，利用“方向”追踪方法快速提取初始特征线；然后，利用“曲率”吸引策略保持能量最小的方法优化网格表面的特征线。最后的应用实例证实本文算法是有效的、可行的，满足临床应用要求。     

固定义齿CAD/CAM中标准牙建模方法

从口腔解剖生理学和CAD技术两个角度出发,分析标准牙模型的特征分布规律,提出用牙体表面形态特征和几何构造特征构建标准牙曲面模型.根据牙尖、牙窝等形态特征在牙体表面的分布特点,以及与之关联的龈缘线、近牙合线等几何构造特征,从标准牙点云模型中识别各个特征点.再利用这些特征点构建UV曲线,最终获得能够满足口腔临床修复要求的标准牙曲面模型,为各种修复体的设计提供很好的依据.     

基于Morse-Smale复形的三角网格特征线提取

提出了基于Morse-Smale(MS)复形的特征线提取算法.计算网格各顶点曲率,构造指标函数,并以此为依据建立MS复形,复形中的临界点、升弧和降弧构成初始特征线集合;定义显著度作为判断特征线重要程度的控制参数,通过复形简化过程依次删除次要特征,获得清晰、准确的特征线.实验结果表明,该算法可自动提取相互连接的特征线,计算效率高.     

B样条曲线在口腔修复体高速数控加工中的应用

口腔修复体的CAD/CAM技术要求有高速数控加工设备实现。该文研究了口腔修复体的表面特征,提出了应用三次均匀B样条插补算法实现高速数控加工要求。引入B样条曲线的"重叠拼接"概念,研究了重叠型值点数与曲线光滑性的关系;提出了考虑曲线曲率变化确定速度"规划单元"长度的解决方案;讨论了跨单元插补、规划单元终点处理的特殊问题。该文成果已经应用于自行研制的口腔修复体数控加工设备上。实验结果表明,该算法在速度和精度上能够满足口腔修复体的加工要求。     

逆向工程中一种鲁棒的平移对称提取算法

为了解决逆向工程中平移对称提取的问题,提出了一种鲁棒的提取算法.首先利用特征线将模型分割成体素的集合,然后计算各个体素的形状分布曲线,通过形状分布曲线匹配的方式获取了几何形状相似的体素,并利用最小包围盒从中提取大小相似的体素,以构成对称体素的集合.利用鲁棒的PCA方法估算对称体素的初步对称信息,在此基础上利用迭代最近点算法对提取的平移对称进行优化.采用一个机械零件的三角网格模型进行实验的结果表明,体素分割结果对应构成模型的各个特征,具有明显的工程语义,对称提取结果的误差较小并具有较强的鲁棒性.     

基于网格遍历曲率线的曲面网格重划算法

提出了一种基于网格遍历曲率线的曲面网格重划算法,采用局部一般二次曲面法估算离散曲面的微分信息,建立顶点的主曲率场.根据顶点的主曲率及主方向获得模型的网格遍历曲率线,从而实现曲面网格重划.该算法可在获取离散网格微分信息的基础上对模型进行重划,并动态控制重划网格的密度,从而大幅简化逆向领域中曲面重构的步骤.     

用球面混合曲率图像比较三角网格模型的相似性

针对现有相似性比较算法对模型的局部细节特征描述不足的现状,提出了一种零亏格三角网格模型形状相似性比较的新方法.在对三角网格模型进行姿势配准以后,映射三角网格模型到单位球上,并用多种曲率生成球面混合曲率图像,然后用球面调和函数对其分解,提取一维旋转不变的形状描述子进行相似性比较.实验结果表明,采用球面混合曲率图像可以对三角网格模型中不同类型的曲面进行清楚的区分;文中提出的方法能更细致地区别三维模型,对网格分辨率鲁棒且特征提取稳定,因此可以提高三维模型检索的有效性.     

一种基于Bezier曲线曲率的指纹特征提取算法

指纹特征提取是指纹识别中关键的一步,文中给出了一种新的特征提取算法,该算法利用指纹纹线的弯曲信息对指纹特征进行描述.算法对指纹图像特定区域中的纹线进行跟踪,并用Bezier曲线来拟合跟踪过的指纹纹线,最后使用Bezier曲线上曲率取极值的点来定义指纹特征点.实验结果表明,提取的特征点有效描述了指纹纹线的弯曲趋势,对噪声不敏感,同时该算法优于传统的特征提取方法.     

基于线性逼近的车道线弯道识别方法

为提高车道线识别算法在大曲率弯道下的识别性能,提出一种基于线性逼近的弯道识别方法.基于车道线先验知识,利用改进的局部逆透视变换和Hough变换对车道线进行初步提取.根据初步提取结果,对未知区域进行循环线性逼近并提取车道线边界点.通过最小二乘法利用B-样条曲线完成车道线拟合.实验证明,该算法对大曲率弯道的车道线识别具有较高的精确性.      

叶片截面线特征点的快速提取及其实验研究

针对叶片加工过程中的测量效率问题,从叶片截面线的曲率突变性出发提出一种提取截面线特征点的方法.根据截面线离散点积分曲线的单调性将截面线划分为曲率平滑区域与曲率突变区域,综合离散点曲率与区域性质选取基本特征点.构造B样条曲线逼近原始曲线,直到两曲线之间的Hausdorff距离满足预设阀值,完成特征点提取.计算及实验结果表明,特征点分布疏密程度与截面线曲率变化相关.在阀值为0.05mm的条件下,算法平均压缩率达到98%,平均计算时间为103 s.相比传统方法,该方法能快速收敛到设定误差,对提高叶片测量效率有一定指导意义.