本申請屬(shu)于骨骼模型(xing)孔(kong)洞(dong)修(xiu)復領域，尤其(qi)涉及一種基于體(ti)數據網格重(zhong)建與拓撲優化的(de)高精度三(san)維修(xiu)復方法、裝置、設備(bei)及計算機可讀存儲介質。

背景技術：

1、目(mu)前，骨骼模型孔洞修復是表面平滑(hua)法：通(tong)過使用平滑(hua)算法(如laplaciansmoothing)，對(dui)孔洞周圍(wei)的頂點(dian)進(jin)行平滑(hua)處理(li)，使其與周圍(wei)的表面一致(zhi)。

2、但是(shi)，表面(mian)平滑可能(neng)會(hui)導致修復后的區域與原始(shi)骨(gu)骼模型的形狀不完全(quan)一致，特(te)別是(shi)在孔洞周(zhou)圍的細(xi)節部分可能(neng)會(hui)產生(sheng)失真。

3、因此(ci)，如何更加(jia)準確地(di)進行骨骼模型孔洞修復(fu)是本(ben)領域技術人員亟需解(jie)決的(de)技術問題。

技術實現思路

1、本申請實(shi)施例(li)提供一(yi)種基于體數據網格重(zhong)建與拓(tuo)撲優(you)化(hua)的高精度三維修(xiu)(xiu)復方法、裝置、設備及計算機(ji)可讀存儲介質，能夠更加準確地進(jin)行骨骼(ge)模型孔洞修(xiu)(xiu)復。

2、第(di)一(yi)方面，本申請(qing)實施例提(ti)供一(yi)種基(ji)于體(ti)數據網格(ge)重建與拓撲優化(hua)的高精度(du)三維修復方法，包括：

3、獲取骨(gu)骼模(mo)型的體數據；其中(zhong)，骨(gu)骼模(mo)型上存在孔洞；

4、基于體數據(ju)進行網(wang)(wang)格(ge)重(zhong)建，得到(dao)骨骼模(mo)型的(de)網(wang)(wang)格(ge)數據(ju)；其(qi)中(zhong)，網(wang)(wang)格(ge)數據(ju)為一(yi)個多(duo)邊(bian)形集合，其(qi)中(zhong)包含了(le)多(duo)個多(duo)邊(bian)形的(de)頂(ding)點信息(xi)和連(lian)接(jie)關系；

5、分析多邊(bian)(bian)形(xing)(xing)集合(he)的(de)連通(tong)性(xing)，確定(ding)共享(xiang)邊(bian)(bian)界的(de)相鄰多邊(bian)(bian)形(xing)(xing)；

6、將相(xiang)鄰(lin)的多(duo)邊(bian)形劃分為一組三角形，以(yi)填充它們之間的空間；

7、合并相鄰三角(jiao)形(xing)的(de)邊(bian)界，使(shi)得所有的(de)三角(jiao)形(xing)共(gong)享一(yi)組共(gong)同(tong)的(de)邊(bian)界，以完(wan)成(cheng)孔(kong)洞修復(fu)。

8、可選的(de)，基于體數據進行網格(ge)重建(jian)，得到骨骼模(mo)型(xing)的(de)網格(ge)數據，包括：

9、對體數據進行去(qu)噪、增強處(chu)理；

10、將處理后的體(ti)數據轉換為三維(wei)網格(ge)結構；

11、通過對(dui)三維網(wang)格(ge)結(jie)構(gou)進(jin)行網(wang)格(ge)平滑、網(wang)格(ge)剖分操作(zuo)，得到骨骼模型的網(wang)格(ge)數據。

12、可(ke)選的(de)，分析(xi)多邊(bian)形(xing)集合的(de)連通性，確定(ding)共享邊(bian)界(jie)的(de)相鄰多邊(bian)形(xing)，包括：

13、對(dui)于每個多邊形，識別(bie)其邊界；

14、對(dui)于每個邊(bian)界，查找共(gong)享該邊(bian)界的其他多邊(bian)形(xing)；

15、使(shi)用圖(tu)論(lun)算法(fa)(fa)或者深度(du)優(you)先搜索(suo)或廣度(du)優(you)先搜索(suo)方(fang)法(fa)(fa)，分(fen)析多邊形(xing)之間的連(lian)通性(xing)，確定(ding)它們之間的關聯和連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)；

16、根據(ju)上述分析結果，構建(jian)多邊(bian)形之間的連接關(guan)系，以確定共享邊(bian)界(jie)和相鄰多邊(bian)形的關(guan)系。

17、可(ke)選的(de)，將相鄰的(de)多邊形劃(hua)分為一(yi)組三角形，以(yi)填充(chong)它們之間的(de)空間，包(bao)括：

18、確(que)定相鄰的多邊(bian)形(xing)對，這(zhe)些多邊(bian)形(xing)共享(xiang)一個或多個邊(bian)界；

19、查找相(xiang)鄰多邊形之間的共同點(dian)(dian)，這(zhe)些點(dian)(dian)位于它們之間的公共邊界上；其(qi)中，這(zhe)些點(dian)(dian)將成為(wei)水平切割線(xian)的端點(dian)(dian)；

20、沿著(zhu)共同(tong)點(dian)與其他點(dian)連(lian)接的水(shui)平(ping)線切割相鄰多邊(bian)形，產生一系列平(ping)行(xing)于共同(tong)邊(bian)的水(shui)平(ping)切割線；

21、沿著(zhu)每個(ge)水平切(qie)(qie)割線與(yu)相鄰(lin)多邊形(xing)的交點，將(jiang)多邊形(xing)切(qie)(qie)割成一組三角形(xing)；其中，這(zhe)些切(qie)(qie)割線垂直于共同邊并將(jiang)多邊形(xing)劃(hua)分(fen)為三角形(xing)；

22、根據水(shui)平和垂直(zhi)切(qie)割，生成一組三角(jiao)形來填充相(xiang)鄰(lin)多邊形之間的空(kong)間。

23、可選的，合并相鄰三角形的邊界(jie)，使得所有的三角形共享一(yi)組共同(tong)的邊界(jie)，包括：

24、確定(ding)具有共同邊界的相鄰三(san)角形對，這些(xie)三(san)角形需要進(jin)行(xing)邊界合并；

25、對于每(mei)個相鄰三角(jiao)形對，找(zhao)到(dao)它們(men)之間的共(gong)同(tong)邊界；

26、將(jiang)相鄰三角(jiao)形的共(gong)同邊界合并為一個邊界線段(duan)；

27、根據新的邊界合并(bing)情況，更(geng)新三角形之(zhi)間的連接關系；

28、經過邊(bian)界合并后，所(suo)有的(de)三角形將(jiang)共(gong)享一組共(gong)同的(de)邊(bian)界，形成一個封閉的(de)邊(bian)界。

29、可選的，還包(bao)括：

30、幾何矯(jiao)正退化元素、自(zi)交多(duo)邊形、超(chao)過閾值(zhi)的三角邊長；

31、其中，退化(hua)元素包括(kuo)夾角為(wei)(wei)0或180度(du)，長度(du)為(wei)(wei)0的線段(duan)。

32、可(ke)選的，還包括(kuo)：

33、對骨骼模型進行(xing)拓(tuo)撲(pu)重建(jian)，以(yi)刪(shan)除離群點(dian)、冗余小(xiao)連通塊(kuai)。

34、第二方(fang)面，本申請實施例提供了一(yi)種(zhong)基于體數(shu)據網格重建與拓撲優化的(de)高(gao)精度三維修復裝置，包(bao)括(kuo)：

35、體數據(ju)獲(huo)取模(mo)塊，用于獲(huo)取骨骼模(mo)型的體數據(ju)；其中，骨骼模(mo)型上存在孔洞；

36、網格(ge)(ge)(ge)(ge)重(zhong)建(jian)模(mo)塊(kuai)，用于基于體數(shu)據進行(xing)網格(ge)(ge)(ge)(ge)重(zhong)建(jian)，得到(dao)骨骼(ge)模(mo)型(xing)的網格(ge)(ge)(ge)(ge)數(shu)據；其(qi)中，網格(ge)(ge)(ge)(ge)數(shu)據為一個(ge)多邊形集(ji)合，其(qi)中包(bao)含了多個(ge)多邊形的頂點信息和(he)連接關系(xi)；

37、連(lian)通(tong)性(xing)分析模塊，用(yong)于分析多(duo)邊(bian)形集(ji)合的(de)連(lian)通(tong)性(xing)，確定共享邊(bian)界的(de)相鄰(lin)多(duo)邊(bian)形；

38、三角形(xing)組劃(hua)分模塊，用于(yu)將相鄰的(de)多邊(bian)形(xing)劃(hua)分為一(yi)組三角形(xing)，以填(tian)充它們之(zhi)間的(de)空間；

39、邊(bian)界(jie)合(he)并模塊(kuai)，用于合(he)并相鄰(lin)三(san)角(jiao)形的(de)邊(bian)界(jie)，使得(de)所有的(de)三(san)角(jiao)形共(gong)(gong)享一組共(gong)(gong)同的(de)邊(bian)界(jie)，以完成孔洞修復。

40、第三方面，本申請實(shi)施例提供了一(yi)種電子(zi)設備(bei)，其特征在于，所述(shu)電子(zi)設備(bei)包括(kuo)：處理(li)器(qi)以(yi)及存儲有(you)計算機程(cheng)序指令的存儲器(qi)；

41、所(suo)述(shu)處理器執行(xing)所(suo)述(shu)計算(suan)機程序(xu)指令時實(shi)現基于(yu)體數據網格(ge)重建與拓撲優化的高精(jing)度三維修復方法。

42、第四方面(mian)，本申請(qing)實施例提供了一(yi)種計(ji)算機可讀存儲(chu)(chu)介質，計(ji)算機可讀存儲(chu)(chu)介質上存儲(chu)(chu)有(you)計(ji)算機程序(xu)指令(ling)，所述計(ji)算機程序(xu)指令(ling)被處理器執行時(shi)實現基于體數據網格重建與拓撲優化的高精(jing)度三(san)維修復方法。

43、本申請實施(shi)例的基于體(ti)數據網格重建與拓撲優化的高精度三維(wei)修復方法、裝置、設備(bei)及計算機可讀(du)存(cun)儲(chu)介(jie)質，能夠(gou)更加(jia)準(zhun)確地(di)進行骨(gu)骼模型(xing)孔洞修復。

44、該基(ji)于體數據網(wang)格重建與拓撲(pu)優化的高精度(du)三維修復方法(fa)，包括：

45、獲取骨骼模型的體(ti)數據(ju)；其中，骨骼模型上存在孔洞；

46、基于(yu)體數(shu)據進(jin)行網(wang)格重建，得到骨骼(ge)模型的(de)網(wang)格數(shu)據；其中，網(wang)格數(shu)據為一個多邊(bian)(bian)形(xing)集合(he)，其中包(bao)含了多個多邊(bian)(bian)形(xing)的(de)頂點(dian)信息和連接關系；

47、分(fen)析多(duo)(duo)邊形(xing)(xing)集合的連通性(xing)，確定共(gong)享邊界的相鄰多(duo)(duo)邊形(xing)(xing)；

48、將相(xiang)鄰的多邊形劃分為一組(zu)三角形，以填充它們之間的空間；

49、合并相(xiang)鄰(lin)三(san)角(jiao)形的邊(bian)界，使得所有的三(san)角(jiao)形共享一組共同的邊(bian)界，以完(wan)成(cheng)孔(kong)洞修復。

技術特征：

1.一種基于體數據(ju)網格重建與拓撲優化(hua)的高精度三維(wei)修復方法，其特征在于，包括：

2.根(gen)據(ju)權利要求1所述的(de)(de)基(ji)于(yu)體數(shu)據(ju)網(wang)(wang)格重(zhong)建(jian)與拓撲優(you)化的(de)(de)高精度(du)三維修復方(fang)法，其特征在于(yu)，基(ji)于(yu)體數(shu)據(ju)進行(xing)網(wang)(wang)格重(zhong)建(jian)，得到骨骼模型的(de)(de)網(wang)(wang)格數(shu)據(ju)，包括(kuo)：

3.根據權(quan)利(li)要求1所(suo)述(shu)的基于體數據網格重(zhong)建與拓撲優化的高精度(du)三維修復方法，其特征在于，分析多邊(bian)(bian)形集合(he)的連通性，確定(ding)共享邊(bian)(bian)界的相鄰多邊(bian)(bian)形，包括：

4.根據權利要求1所述的(de)基于(yu)體數據網格(ge)重建與拓撲優(you)化的(de)高精(jing)度三維修復方法(fa)，其特征在于(yu)，將相鄰的(de)多邊(bian)形劃分為一組三角形，以填充它們(men)之間的(de)空(kong)間，包括：

5.根據權利要求1所(suo)述的(de)基于體數(shu)據網格重(zhong)建與拓撲優化的(de)高精度三維修復方(fang)法，其特(te)征(zheng)在于，合并(bing)相鄰三角形的(de)邊界，使得所(suo)有的(de)三角形共享一(yi)組共同的(de)邊界，包括：

6.根據權利要求1所述的基于體數據網格重建與拓撲優化的高精(jing)度三維(wei)修復方法(fa)，其特征在(zai)于，還包(bao)括：

7.根據權利要(yao)求(qiu)1所(suo)述的基于體數據網格重建與拓撲優化(hua)的高(gao)精度(du)三維(wei)修(xiu)復方法，其(qi)特征(zheng)在于，還包括：

8.一種基于(yu)(yu)體數據網格重建與拓撲(pu)優化的高精度三(san)維修復裝置，其(qi)特征在于(yu)(yu)，所述裝置包括(kuo)：

9.一種(zhong)電子(zi)設(she)備，其特征在于(yu)，所(suo)述電子(zi)設(she)備包括(kuo)：處理器(qi)以及存儲(chu)有計(ji)算機程(cheng)序(xu)指(zhi)令的(de)存儲(chu)器(qi)；

10.一(yi)種(zhong)計算機可(ke)讀(du)存(cun)儲(chu)介質，其特征在于(yu)，所述(shu)計算機可(ke)讀(du)存(cun)儲(chu)介質上存(cun)儲(chu)有計算機程(cheng)序指令(ling)(ling)，所述(shu)計算機程(cheng)序指令(ling)(ling)被處理器執行時實現(xian)如(ru)權利要求1-7任意一(yi)項所述(shu)的(de)(de)基于(yu)體數據(ju)網(wang)格(ge)重建與拓撲優化的(de)(de)高精度三維修復方法。

技術總結
本申請提供了一種基于體數據網格重建與拓撲優化的高精度三維修復方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質。該基于體數據網格重建與拓撲優化的高精度三維修復方法，包括：獲取骨骼模型的體數據；其中，骨骼模型上存在孔洞；基于體數據進行網格重建，得到骨骼模型的網格數據；其中，網格數據為一個多邊形集合，其中包含了多個多邊形的頂點信息和連接關系；分析多邊形集合的連通性，確定共享邊界的相鄰多邊形；將相鄰的多邊形劃分為一組三角形，以填充它們之間的空間；合并相鄰三角形的邊界，使得所有的三角形共享一組共同的邊界，以完成孔洞修復。根據本申請實施例，能夠更加準確地進行骨骼模型孔洞修復。

技術研發人員：劉星宇,張逸凌
受保護的技術使用者：北京長木谷醫療科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19