近日，由中國計算機(jī)學(xué)會（CCF）主辦，CCF計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)專業(yè)委員會、大連理工大學(xué)、大連大學(xué)共同承辦的第24+25屆全國計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議在大連召開。先臨三維受邀出席本次會議，先臨三維團(tuán)隊的研究論文《結(jié)合幾何一致性的圖卷積頸緣線形變網(wǎng)絡(luò)》，在181篇論文中脫穎而出，榮獲本次大會的“最佳論文獎”。
本篇獲獎?wù)撐挠烧憬ど檀髮W(xué)、先臨三維、之江實驗室等單位合作完成。先臨三維團(tuán)隊內(nèi)部由副總裁江騰飛統(tǒng)籌整個研究過程，算法部資深工程師王嘉磊負(fù)責(zé)算法的設(shè)計與實施，先臨三維杭州研究院副院長田彥為論文的通訊作者。同時，這項技術(shù)的研究工作也得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金等相關(guān)經(jīng)費的資助。
AI鑄刀
斬斷口腔數(shù)字化進(jìn)程羈絆
先臨三維十余年來持續(xù)專注基于計算機(jī)視覺的高精度3D數(shù)字化軟硬件技術(shù)研發(fā)，深耕行業(yè)應(yīng)用，以滿足用戶需求為出發(fā)點，用心打造超越用戶期望的精品。
口內(nèi)三維掃描設(shè)備自從引入口腔醫(yī)療數(shù)字化鏈條以來，為醫(yī)生省去了快遞牙模的繁瑣過程，為患者節(jié)省了等待時間，但同時也給加工廠的傳統(tǒng)加工制造帶來了新的挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)加工制造工序中，石膏牙模的修模是十分關(guān)鍵的步驟，熟練的修模師傅會根據(jù)經(jīng)驗用雕刻刀修理排齦不到位的牙模，確保頸緣線完整外露、清晰可見。而3D模型代替石膏牙模后，牙模修整的工作就需要借助數(shù)字化設(shè)計軟件來操作，傳統(tǒng)的手工經(jīng)驗需要遷移到設(shè)計軟件中，這對修模師傅是個巨大的挑戰(zhàn)。更困難的是，口內(nèi)三維掃描儀的數(shù)據(jù)采集過程是無接觸采集，相比傳統(tǒng)咬印模采集過程的排齦效果更難保障，因此需要大量人工來 “重建”頸緣線區(qū)域，且不同經(jīng)驗操作人員的主觀因素會引入誤差，影響品控。因此，口內(nèi)掃描數(shù)據(jù)的頸緣線識別與數(shù)字化設(shè)計成為牙齒制作過程中的重要難題之一，進(jìn)一步地，如何用算法模擬“雕刻刀”，自動化地實現(xiàn)牙模數(shù)字化設(shè)計成為解決問題的關(guān)鍵。
——圖源《結(jié)合幾何一致性的圖卷積頸緣線形變網(wǎng)絡(luò)》
為此，針對數(shù)據(jù)驅(qū)動的曲面形變方法計算復(fù)雜度高、曲線形變方法中忽視非局部信息的關(guān)聯(lián)性、沒有考慮位置與法向之間的幾何一致性等問題，課題組創(chuàng)新性地提出一種同時建模局部與非局部信息的圖卷積方法，并設(shè)計了引入位置與法向幾何約束的幾何輔助預(yù)測模塊。在齒科頸緣線數(shù)據(jù)庫上的實驗結(jié)果表明，相比于其他主流的曲線形變方法，該方法在均方誤差度量上降低了16.7%。先臨三維將推進(jìn)該技術(shù)在齒科數(shù)字化產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用，使得牙模制造速度與精度都提上新的高度，不僅縮短了用戶等待的時間，還提升了牙模的品質(zhì)，對后續(xù)醫(yī)療過程產(chǎn)生較大的幫助。
近年來，先臨三維深耕計算機(jī)圖形學(xué)和人工智能核心技術(shù)，在齒科數(shù)字化和專業(yè)3D掃描領(lǐng)域接連取得豐碩成果，先后在《Pattern Recognition》、《ACMTransactions on Multimedia Computing, Communications, and Applications》、《計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報》等CCF A/B類期刊發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。本次最佳論文獎的獲得，表明學(xué)術(shù)界對先臨三維高精度3D數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新工作的認(rèn)可，也將激勵先臨三維進(jìn)一步投入到科技創(chuàng)新工作中，促進(jìn)研究成果的技術(shù)落地，提升用戶體驗。