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基于特征的标准冠数据库关键技术研究与应用

作　者: 黄香
导　师: 程筱胜
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 口腔修复 CAD/CAM 配准特征标定变形设计标准冠数据库
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 10次
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内容摘要

随着人们对口腔卫生保健要求的不断提高，CAD/CAM技术在该领域得到了广泛应用。标准冠数据库作为口腔修复软件中的重要组成部分，为修复体设计提供了有效的模型支持，提高了修复体的设计效率。本文结合了口腔修复临床应用的实际需求，以修复体——冠为研究对象，系统地研究了基于特征的标准冠数据库的相关理论、设计方法和关键技术，实现了对特征标准冠数据库的构建。本文中的主要研究内容和成果如下：(1)研究了平均模型的整个建模过程和特征点的标定技术。分析了配准的基本概念与算法，提出了刚体配准（粗配准）与基于B样条的FFD非刚体配准相结合的配准方法，并对配准后的模型进行了hausdorff距离的相似度评估，采用手动交互法实现了对牙冠模型的特征标定。(2)研究了基于曲线驱动的牙齿修复体设计技术，提出了基于骨架线驱动的牙齿表面形态设计方法。依据牙齿形态设计了模型的近似骨架，建立了骨架离散点处标架与模型之间的映射关系，基于这种映射关系，实现了通过驱动骨架而产生的模型全局或局部变形，完成了对牙齿表面形态的变形设计。(3)研究了标准冠数据库的建库技术。依据数据库设计时的主要步骤，实现了建库的概要设计、逻辑结构设计和物理结构设计，重点对牙冠的定位特征和变形特征进行了研究和设计，提出了基于二叉树的节点查询算法，设计出了适合口腔修复软件使用的接口——XMLParse，并搭建了基于特征的标准冠数据库软件模块，达到了设计效果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-19
  1.1 引言  12-13
  1.2 标准冠数据库国内外研究现状  13-14
  1.3 标准冠数据库建库关键技术  14-16
    1.3.1 特征提取算法研究现状  14-15
    1.3.2 修复体形态调整技术  15-16
    1.3.3 修复体数据库技术  16
  1.4 选题背景及研究内容  16-19
    1.4.1 选题背景  16-17
    1.4.2 本文研究内容  17-19
第二章基于特征分析的牙冠建模  19-33
  2.1 引言  19
  2.2 模型配准定义  19
  2.3 模型配准技术分类  19-23
    2.3.1 2D/3D 配准技术  20
    2.3.2 刚体配准技术  20
    2.3.3 非刚体配准  20-23
  2.4 平均模型的构建  23-25
    2.4.1 模型的配准  23-25
    2.4.2 计算平均模型  25
  2.5 解剖形态冠的特征描述与定义  25-28
  2.6 牙冠模型特征点标定  28-31
    2.6.1 手动交互式拾取法  28
    2.6.2 相对角直方图提取算法  28-30
    2.6.3 局部寻优算法  30
    2.6.4 特征点标定  30-31
  2.7 本章小结  31-33
第三章基于骨架驱动牙齿形态设计  33-43
  3.1 引言  33
  3.2 骨架驱动模型变形原理  33-34
  3.3 “骨架线”构建  34-35
  3.4 网格变形  35-40
    3.4.1 定义局部标架  35-36
    3.4.2 基于标架的区域划分  36-37
    3.4.3 模型变形  37-38
    3.4.4 局部自交的处理  38-40
  3.5 实验与分析  40-41
  3.6 本章小结  41-43
第四章标准冠数据库的建立  43-60
  4.1 引言  43
  4.2 数据库概要设计  43-45
  4.3 数据库逻辑结构设计  45-46
  4.4 数据库物理结构设计  46-51
    4.4.1 样本冠模型数据获取  46-47
    4.4.2 标准冠模型设计  47-48
    4.4.3 特征信息设计  48-51
  4.5 XML 标准冠数据库设计  51-59
    4.5.1 XMLParse 解析器设计  51-52
    4.5.2 I/O 接口设计  52-56
    4.5.3 节点查询算法  56-57
    4.5.4 标准冠数据库的实现  57-59
  4.6 本章小结  59-60
第五章总结与展望  60-62
  5.1 总结  60
  5.2 展望  60-62
参考文献  62-67
致谢  67-68
在学期间的研究成果及发表的学术论文  68-69
附录一  69

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