本发明涉及口腔数字化模型生成系统领域，具体而言，涉及一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统。

　　1、目前现有的牙科修复的过程中需要牙科修复体，现有的牙科修复体在口腔修复的过程中存在一些不足之处仍需要进行改进，牙科修复体的设计和制作主要依赖于牙医的临床经验和技工师的手工操作，这种传统方法存在一定的局限性和误差。修复体的精度比较低，生产的周期比较长，生产成本比较高，当牙科修复体的误差比较大时，患者佩戴的舒适度比较低。

　　2、因此我们对此做出改进，提出一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，提高修复体的设计精度，缩短生产周期，降低生产成本，提高患者的舒适度。

　　1、本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，包括三维扫描模块、数据处理模块、三维重建模块、纹理渲染模块，所述三维扫描模块三维扫描仪对口内组织或其制取的印模、石膏模型表面进行扫描，获得其表面的几何坐标数据，所述扫描仪包括光学扫描仪、激光扫描仪或结构光扫描仪；

　　2、所述数据处理模块对扫描获得的几何坐标数据进行平滑、滤波处理，以消除噪声和提高数据质量，所述数据处理模块处理过程中包括插值算法、网格重构算法；

　　3、所述三维重建模块将处理后的数据进行数学建模，重建出单一颜色的数字化模型；所述三维重建模块进行数学建模过程中通过三维重建算法进行三维重建，所述三维重建算法包括光束法a扫描和结构化光扫描；

　　4、所述纹理渲染模块根据口内组织或其制取的印模、石膏模型表面的特性，为数字化模型添加纹理信息，生成彩色的三维模型；所述纹理渲染过程中包括纹理映射算法、纹理合成算法。

　　5、作为本发明优选的技术方案，所述数据处理模块中的插值算法通过直线或曲线逼近的方式计算未知数据点的值，具体包括以下步骤步骤1：确定已知数据点为a(x1,y1)和b(x2,y2)，未知数据点c(x3,y3)，使得c是a和b之间的线：计算斜率；根据直线方程y＝ax+b，我们可以计算出斜率m＝(y2-y1)/(x2-x1)；

　　7、步骤3：计算截距；根据直线：计算未知数据点的值；将斜率m和截距b代入直线方程，计算出未知数据点的值y3＝m*x3+b，进行对三维扫描模块扫描的数据进行优化。

　　9、作为本发明优选的技术方案，所述数据处理模块中的网格重构算法进行优化三维网格，使得所有数据点距离网格的距离之和最小具体步骤如下：

　　11、步骤2：计算误差；对于每一个数据点，我们都需要计算它距离网格的距离；通过将数据点的坐标映射到网格上得到；

　　12、步骤3：更新网格；根据误差的大小，将需要调整网格的大小或者位置；具体通过移动网格的中心点，或者调整网格的边长；

　　13、步骤4：重复步骤2和步骤3，直到满足收敛条件或者达到最大迭代次数。

　　14、4.根据权利要求3所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，所述三维重建模块的三维重建算法；具体步骤如下：

　　15、步骤1：体素划分，将预处理后的图像数据转化为体素数据；体素是构成三维空间的基本单元，每个体素的值表示对应三维空间点的颜色或密度信息；

　　16、步骤2：八叉树构建，构建一个八叉树；用于存储几何图形数据的树形数据结构，查询和遍历几何图形；

　　17、步骤3：三维网格生成，根据体素数据，生成三维网格；每个三维网格的顶点对应一个体素，边的粗细根据体素的值进行三维重建。

　　18、作为本发明优选的技术方案，所述光束法a扫描获取物体表面的三维坐标信息；具体过程和原理如下：确定物体需要扫描的范围和区域；启动激光器：发射激光束照射到物体上；移动扫描仪：根据预先设定的路径和步长，移动扫描仪，使得激光束在物体表面上形成一条一条的扫描线；采集数据：传感器实时采集激光束在物体表面上投射的点云数据。

　　19、作为本发明优选的技术方案，所述结构化光扫描；基于光学原理的三维扫描，主要步骤如下：准备扫描设备并对激光器、相机和光学镜头进行校准，确保它们之间的同步和精度；通过激光束在物体表面上形成的阴影；通过计算机视觉算法，将拍摄的阴影转换为物体表面的三维点云数据。

　　20、作为本发明优选的技术方案，所述数字化模型添加纹理信息的过程包括以下是具体的步骤和原理：步骤：准备纹理图像并转换纹理图像；将图像分割成一系列的小像素，并将每个像素的位置和数据存储在一个文本文件中；在三维建模软件中，使用纹理映射算法将纹理图像“贴”到三维模型上；这个过程通常涉及到将纹理图像的像素与三维模型的顶点进行匹配，并根据它们的位置和方向来确定每个纹理像素的最终位置；在纹理映射完成后，调整参数，参数包括纹理的模糊度、颜色、透明度；并保存三维模型。

　　21、作为本发明优选的技术方案，所述纹理渲染模块中的纹理映射算法将二维纹理图像“贴”到三维模型上的方法；在计算机图形学中，这通常涉及到一些数学和几何算法；以下是一些常见的纹理映射算法的基本步骤：将其x和y坐标映射到纹理图像的相应位置；将计算出的纹理坐标和纹理颜色应用到三维模型上，从而完成纹理映射的过程；这个过程可能涉及到一些几何和投影变换，例如，当模型进行旋转或缩放时，需要相应的调整纹理坐标。

　　22、作为本发明优选的技术方案，所述纹理渲染模块中的纹理合成算法在三维模型上应用多个纹理的方法；纹理合成算法的步骤：准备纹理：准备三维模型的二维图像；设定纹理映射：在三维建模软件中，为每个顶点或面指定一个或多个纹理；涉及到将纹理图像的像素与三维模型的顶点进行匹配，并根据它们的位置和方向来确定每个纹理像素的最终位置。

　　23、作为本发明优选的技术方案，还包括牙科修复体生产模块，所述牙科修复体生产模块通过口腔数字化模型制作印模，将印模放入灌注机中，注入树脂或其他牙科材料；这些材料会填充印模中的每一个微小的细节，从而复制出牙齿的完整形状；灌注完成后，对修复体进行打磨，以去除多余的材料，使其与周围牙齿完美贴合；并对修复体进行染色，使其颜色与周围牙齿一致；通过紫外线设备对修复体进行固化，使其更加坚固；将修复体永久地粘结在患者的牙齿上，完成整个生产过程。

　　24、与现有技术永利集团相比，本发明的有益效果：在本发明的方案中：通过利用三维扫描仪对口内组织或其制取的印模、石膏模型表面进行扫描，获得其表面的几何坐标数据；然后运用算法对数据进行平滑、滤波等处理，再将处理后的数据进行数学建模，重建出单一颜色的数字化模型；最后通过纹理渲染生成彩色的三维模型，有效对临床上牙齿进行修复，包括贴面、嵌体、冠桥、种植基台等修复体。通过对比实际修复效果和虚拟效果，牙医可以及时调整修复，提高修复体的成功率。

　　1.一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，包括三维扫描模块、数据处理模块、三维重建模块、纹理渲染模块，所述三维扫描模块三维扫描仪对口内组织或其制取的印模、石膏模型表面进行扫描，获得其表面的几何坐标数据，所述扫描仪包括光学扫描仪、激光扫描仪或结构光扫描仪；2.根据权利要求1所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，所述数据处理模块中的插值算法通过直线或曲线逼近的方式计算未知数据点的值，具体包括以下步骤步骤1：确定已知数据点为a(x1,y1)和b(x2,y2)，未知数据点c(x3,y3)，使得c是a和b之间的线所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，所述数据处理模块中的网格重构算法进行优化三维网格，使得所有数据点距离网格的距离之和最小具体步骤如下：

　　4.根据权利要求3所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，所述三维重建模块的三维重建算法；具体步骤如下：

　　5.根据权利要求4所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，所述光束法a扫描获取物体表面的三维坐标信息；具体过程和原理如下：确定物体需要扫描的范围和区域；启动激光器：发射激光束照射到物体上；移动扫描仪：根据预先设定的路径和步长，移动扫描仪，使得激光束在物体表面上形成一条一条的扫描线；采集数据：传感器实时采集激光束在物体表面上投射的点云数据。

　　6.根据权利要求5所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，所述结构化光扫描；基于光学原理的三维扫描，主要步骤如下：准备扫描设备并对激光器、相机和光学镜头进行校准，确保它们之间的同步和精度；通过激光束在物体表面上形成的阴影；通过计算机视觉算法，将拍摄的阴影转换为物体表面的三维点云数据。

　　7.根据权利要求6所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，所述数字化模型添加纹理信息的过程包括以下是具体的步骤和原理：步骤：准备纹理图像并转换纹理图像；将图像分割成一系列的小像素，并将每个像素的位置和数据存储在一个文本文件中；在三维建模软件中，使用纹理映射算法将纹理图像“贴”到三维模型上；这个过程通常涉及到将纹理图像的像素与三维模型的顶点进行匹配，并根据它们的位置和方向来确定每个纹理像素的最终位置；在纹理映射完成后，调整参数，参数包括纹理的模糊度、颜色、透明度；并保存三维模型。

　　8.根据权利要求7所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，所述纹理渲染模块中的纹理映射算法将二维纹理图像“贴”到三维模型上的方法；在计算机图形学中，这通常涉及到一些数学和几何算法；以下是一些常见的纹理映射算法的基本步骤：将其x和y坐标映射到纹理图像的相应位置；将计算出的纹理坐标和纹理颜色应用到三维模型上，从而完成纹理映射的过程；这个过程可能涉及到一些几何和投影变换，例如，当模型进行旋转或缩放时，需要相应的调整纹理坐标。

　　9.根据权利要求8所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，所述纹理渲染模块中的纹理合成算法在三维模型上应用多个纹理的方法；纹理合成算法的步骤：准备纹理：准备三维模型的二维图像；设定纹理映射：在三维建模软件中，为每个顶点或面指定一个或多个纹理；涉及到将纹理图像的像素与三维模型的顶点进行匹配，并根据它们的位置和方向来确定每个纹理像素的最终位置。

　　10.根据权利要求9所述的一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，其特征在于，还包括牙科修复体生产模块，所述牙科修复体生产模块通过口腔数字化模型制作印模，将印模放入灌注机中，注入树脂或其他牙科材料；这些材料会填充印模中的每一个微小的细节，从而复制出牙齿的完整形状；灌注完成后，对修复体进行打磨，以去除多余的材料，使其与周围牙齿完美贴合；并对修复体进行染色，使其颜色与周围牙齿一致；通过紫外线设备对修复体进行固化，使其更加坚固；将修复体永久地粘结在患者的牙齿上，完成整个生产过程。

　　本发明提供了一种基于三维重建的口腔数字化模型生成系统，包括三维扫描模块、数据处理模块、三维重建模块、纹理渲染模块。通过利用三维扫描仪对口内组织或其制取的印模、石膏模型表面进行扫描，获得其表面的几何坐标数据；然后运用算法对数据进行平滑、滤波等处理，再将处理后的数据进行数学建模，重建出单一颜色的数字化模型；最后通过纹理渲染生成彩色的三维模型，有效对临床上牙齿进行修复，包括贴面、嵌体、冠桥、种植基台等修复体。通过对比实际修复效果和虚拟效果，牙医可以及时调整修复，提高修复体的成功率，提高修复体的设计精度，缩短生产周期，降低生产成本，提高患者的舒适度。