近日，由中國計(ji)算機(ji)(ji)學(xue)會(hui)(hui)（CCF）主辦，CCF計(ji)算機(ji)(ji)輔(fu)助(zhu)設(she)計(ji)與(yu)(yu)圖形學(xue)專業委(wei)員會(hui)(hui)、大(da)(da)連(lian)理(li)工(gong)大(da)(da)學(xue)、大(da)(da)連(lian)大(da)(da)學(xue)共同承(cheng)辦的(de)第(di)24+25屆全(quan)國計(ji)算機(ji)(ji)輔(fu)助(zhu)設(she)計(ji)與(yu)(yu)圖形學(xue)學(xue)術會(hui)(hui)議(yi)(yi)在大(da)(da)連(lian)召開(kai)。先(xian)臨三(san)維(wei)受邀出席本次(ci)會(hui)(hui)議(yi)(yi)，先(xian)臨三(san)維(wei)團(tuan)隊的(de)研(yan)究論文《結合幾何一致性的(de)圖卷積頸緣線形變網(wang)絡》，在181篇論文中脫穎(ying)而出，榮獲(huo)本次(ci)大(da)(da)會(hui)(hui)的(de)“最佳論文獎(jiang)”。
本篇獲(huo)獎論(lun)(lun)文由(you)浙江工(gong)商大學、先(xian)臨(lin)三(san)維、之(zhi)江實驗室等單位合(he)作完(wan)成。先(xian)臨(lin)三(san)維團隊內部由(you)副總裁江騰飛統(tong)籌整個研(yan)究過(guo)程，算(suan)法部資深工(gong)程師(shi)王(wang)嘉(jia)磊(lei)負(fu)責算(suan)法的設計與(yu)實施，先(xian)臨(lin)三(san)維杭州(zhou)研(yan)究院副院長(chang)田(tian)彥(yan)為論(lun)(lun)文的通(tong)訊(xun)作者(zhe)。同時，這項(xiang)技術(shu)的(de)研(yan)究工作也得(de)到(dao)了(le)國家重(zhong)點研(yan)發(fa)計劃、國家自然科學基(ji)金、浙江省自然科學基(ji)金等相關經費的(de)資助(zhu)。
AI鑄刀
斬斷(duan)口腔數字化進程羈絆(ban)
先臨三維十余年來持續(xu)專注基(ji)于(yu)計算(suan)機視覺的高精(jing)度3D數字化軟(ruan)硬(ying)件技術研(yan)發(fa)，深耕行業應用，以滿(man)足用戶需求為出發(fa)點(dian)，用心打造超越用戶期望的精(jing)品。
口內(nei)三維掃(sao)描(miao)設備(bei)自(zi)從(cong)引(yin)入口腔(qiang)醫(yi)療數字化鏈條(tiao)以來，為醫(yi)生省去了快遞牙模的繁瑣(suo)過(guo)程，為患者節省了等(deng)待時間，但同時也給加工廠(chang)的傳統加工制造帶來了新(xin)的挑戰。在(zai)傳統加工制造工序中，石(shi)膏牙模(mo)的(de)修(xiu)模(mo)是十分關鍵的(de)步驟，熟練的(de)修(xiu)模(mo)師傅會根據經(jing)驗用雕刻(ke)刀修(xiu)理排齦不到位的(de)牙模(mo)，確保頸緣(yuan)線完整(zheng)外露(lu)、清(qing)晰可見。而3D模(mo)(mo)型(xing)代替石膏牙(ya)模(mo)(mo)后，牙(ya)模(mo)(mo)修(xiu)整的(de)工作就需要借助數字(zi)化設計軟(ruan)件來(lai)操作，傳統的(de)手工經驗需要遷移到設計軟(ruan)件中，這對修(xiu)模(mo)(mo)師傅是個巨大的(de)挑戰。更困(kun)難的(de)是，口內三維(wei)掃描儀的(de)數(shu)據采(cai)集過程是無(wu)接(jie)觸采(cai)集，相比傳(chuan)統咬印模(mo)采(cai)集過程的(de)排齦效果更難保障，因此需要大量人工來 “重建(jian)”頸緣線區域，且(qie)不(bu)同經驗操作人員的(de)主觀因素會(hui)引入誤差(cha)，影響(xiang)品控(kong)。因此(ci)，口內(nei)掃描數(shu)(shu)據的(de)頸緣線識別與數(shu)(shu)字化設計成(cheng)為牙齒(chi)制作(zuo)過(guo)程中的(de)重要難(nan)題(ti)之一，進一步地，如何(he)用算法(fa)模(mo)擬“雕(diao)刻刀”，自動(dong)化地實(shi)現牙模(mo)數(shu)(shu)字化設計成(cheng)為解決問題(ti)的(de)關鍵。
——圖源《結合幾何(he)一致(zhi)性的圖卷積頸緣線形(xing)變網(wang)絡》
為此，針(zhen)對數據驅動的(de)曲(qu)面形變方(fang)法計算(suan)復雜度高、曲線形變方法中忽視非局部信息的(de)關聯性、沒有考慮位置(zhi)與法(fa)向之間的(de)幾(ji)何一(yi)致性等問題，課題組創(chuang)新(xin)性地提(ti)出(chu)一(yi)種同時建模局(ju)部與非(fei)局(ju)部信息的(de)圖卷積方法(fa)，并設計了引入位置與法(fa)向(xiang)幾(ji)何(he)約束的(de)幾(ji)何(he)輔(fu)助預測模塊。在齒科頸(jing)緣線數據庫上的(de)實驗結(jie)果表明，相比于其他主流的(de)曲線(xian)形(xing)變方法(fa)，該方法(fa)在均方誤(wu)差(cha)度量上降低了16.7%。先臨(lin)三維將推進該技術在齒科數字化產品領域(yu)的應用，使得牙模制造速度與(yu)精度都提(ti)(ti)上新的高度，不僅縮短(duan)了用戶等待的時(shi)間，還提(ti)(ti)升(sheng)了牙模的品質，對后續醫療過(guo)程產生較大的幫助。
近(jin)年來，先(xian)臨三維深耕計(ji)(ji)算機(ji)圖形(xing)學和人工智能核心技術(shu)(shu)，在(zai)齒科數字化和專業3D掃描領域(yu)接(jie)連(lian)取得(de)豐碩成(cheng)果，先(xian)后(hou)在(zai)《Pattern Recognition》、《ACMTransactions on Multimedia Computing, Communications, and Applications》、《計(ji)(ji)算機(ji)輔(fu)助設計(ji)(ji)與圖形(xing)學學報(bao)》等CCF A/B類(lei)期刊發表多篇(pian)學術(shu)(shu)論文(wen)。本次最佳(jia)論文(wen)獎的(de)獲得(de)，表明學術(shu)(shu)界對先(xian)臨三維高(gao)精度(du)3D數字化技術(shu)(shu)創新工作的(de)認(ren)可(ke)，也(ye)將激(ji)勵先(xian)臨三維進(jin)一(yi)步投(tou)入到(dao)科技創新工作中，促進(jin)研究成(cheng)果的(de)技術(shu)(shu)落地，提(ti)升用(yong)戶(hu)體驗。