CN108309493A - 口腔扫描仪控制方法及口腔扫描设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种口腔扫描设备及扫描设备控制方法，该方法包含使用口腔扫描仪针对待扫描物进行影像扫描或拍摄、使用图像处理装置显示相对应的扫描建模界面，以及图像处理装置于口腔扫描仪扫描特征图形时，解码特征图形以调整扫描建模界面的显示或是控制口腔扫描仪执行相对应的扫描操作，藉此，可以有效地解决先前技术所提到的操作不直观与增加交叉感染风险的问题，从而大大地提升口腔扫描设备在扫描操作的便利性以及医疗卫生上的安全性，除此之外，由于不需在口腔扫描仪上额外增设按钮与配置按钮防水设计，本发明亦可进一步地简化口腔扫描设备的结构设计。
Description
技术领域
本发明关于一种口腔扫描仪控制方法及其口腔扫描设备，尤指一种以口腔扫描仪直接扫描特征图形且使用图像处理装置解码特征图形以执行相对应控制功能的口腔扫描仪控制方法及其口腔扫描设备。
背景技术
一般而言，在建立三维齿模影像的过程中，用户(如医护人员等)通常会以手持口腔扫描仪(Intraoral scanner,IOS)的方式针对患者口腔内的上下颚区域进行光学扫描(例如以数字光学处理(Digital Light Processing,DLP)投影技术投射特定图案结构光或是以激光光源投射线性激光束的扫描方式)，如此即可在通过后端主机进行影像辨识合成后，在屏幕上显示出相对应的三维齿模影像，以供后续植牙或假牙制作参考之用。
然而，在上述过程中，若是遇到需要切换齿模影像显示方式(例如旋转齿模影像视角或是切换扫描区域等)或是需要控制口腔扫描仪执行其他扫描操作(例如暂停扫描或是调高口腔扫描仪的扫描功率等)等情况时，使用者往往需要先放下口腔扫描仪后，才能进行后端主机的操作(例如以鼠标点击执行口腔扫描仪控制界面中的操作功能选项或是直接在触控屏幕上进行触控操作)，如此一来，不仅会有操作复杂不直观的问题，同时也会增加交叉感染的风险，从而造成医疗卫生上的疑虑。虽然先前技术已有通过在口腔扫描仪上直接设置相对应的实体功能按钮的设计来解决上述问题，但是此设计不仅需要额外配置按钮防水设计，除此之外，能够通过实体按钮执行的操作功能也极其有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以口腔扫描仪直接扫描特征图形且使用图像处理装置解码特征图形以执行相对应控制功能的口腔扫描仪控制方法及其口腔扫描设备，以解决上述问题。
为达上述目的，本发明提供一种口腔扫描设备控制方法，该口腔扫描设备包括口腔扫描仪和图像处理装置，该方法包含：
使用口腔扫描仪针对待扫描物进行影像扫描或拍摄；
使用图像处理装置显示相对应的扫描建模界面；以及
该图像处理装置于该口腔扫描仪扫描特征图形时，解码该特征图形以调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行对应的扫描操作。
较佳的，另包含：
该特征图形以经由该图像处理装置显示的方式或是以打印显示方式呈现。
较佳的，该特征图形为一维条形码、二维矩阵图码，或是自定义几何图形。
较佳的，当该口腔扫描仪只对该待扫描物进行拍摄以撷取多个二维影像时，该图像处理装置解码该特征图形以调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作的步骤包含：
该图像处理装置针对该多个二维影像的至少其中之一进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形；
该图像处理装置于判断出该口腔扫描仪扫描到该特征图形且解码出该特征图形符合控制指令时，根据该控制指令调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作。
较佳的，当该口腔扫描仪处于三维扫描模式而选择性投射扫描光线在该待扫描物上且对该待扫描物进行拍摄以撷取多个二维影像，以在该扫描建模界面中产生对应该待扫描物的三维表面轮廓时，该图像处理装置解码该特征图形以调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行该扫描操作的步骤包含：
该图像处理装置根据该多个二维影像，计算出多个景深信息；
该图像处理装置判断该多个景深信息中是否存在有对应二维平面的景深信息；
该图像处理装置针对具有对应该二维平面的景深信息的至少一个二维影像进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形；
该图像处理装置于判断出该口腔扫描仪扫描到该特征图形且解码出该特征图形符合控制指令时，根据该控制指令调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作。
较佳的，该图像处理装置判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形的步骤包含：
该图像处理装置只针对具有对应该二维平面的景深信息且在该口腔扫描仪不投射该扫描光线时所撷取到的该至少一个二维影像进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形。
较佳的，该图像处理装置判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形的步骤包含：
该图像处理装置于判断出所辨识的多个二维影像中的至少其中之二分别具有该特征图形的不同部分时，组合该特征图形的不同部分，以形成完整的该特征图形。
为达上述目的，本发明还提供一种口腔扫描设备，包含：
口腔扫描仪，其针对待扫描物进行影像扫描或拍摄；以及
图像处理装置，其电连接于该口腔扫描仪，用来显示相对应的扫描建模界面，当该口腔扫描仪扫描特征图形时，该图像处理装置解码该特征图形，以调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行对应的扫描操作。
较佳的，该特征图形以经由该图像处理装置显示的方式或是以打印显示方式呈现。
较佳的，该特征图形为一维条形码、二维矩阵图码，或是自定义几何图形。
较佳的，当该口腔扫描仪只对该待扫描物进行拍摄以撷取多个二维影像时，该图像处理装置针对该多个二维影像的至少其中之一进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形，并且该图像处理装置于判断出该口腔扫描仪扫描到该特征图形且解码出该特征图形符合控制指令时，根据该控制指令调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作。
较佳的，当该口腔扫描仪处于三维扫描模式而选择性投射扫描光线在该待扫描物上且对该待扫描物进行拍摄以撷取多个二维影像，以在该扫描建模界面中产生对应该待扫描物的三维表面轮廓时，该图像处理装置根据该多个二维影像，计算出多个景深信息以及判断该多个景深信息中是否存在有对应二维平面的景深信息，并且该图像处理装置针对具有对应该二维平面的景深信息的至少一个二维影像进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形，以及于判断出该口腔扫描仪扫描到该特征图形且解码出该特征图形符合控制指令时，根据该控制指令调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作。
较佳的，该图像处理装置只针对具有对应该二维平面的景深信息且在该口腔扫描仪不投射该扫描光线时所撷取到的该至少一个二维影像进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形。
较佳的，该图像处理装置于判断出其所辨识的多个二维影像中的至少其中之二分别具有该特征图形的不同部分时，组合该特征图形的不同部分，以形成完整的该特征图形
综上所述，相较于先前技术，本发明系用以口腔扫描仪直接扫描特征图形且使用图像处理装置解码特征图形以执行相对应控制功能的设计，以允许使用者在无需放下口腔扫描仪的情况下就可以直接进行口腔扫描设备的功能操作(例如旋转齿模影像视角、切换扫描区域、暂停扫描，或是调高口腔扫描仪的扫描功率等)。如此一来，本发明可以有效地解决先前技术所提到的操作不直观与增加交叉感染风险的问题，从而大大地提升口腔扫描设备在扫描操作的便利性以及医疗卫生上的安全性，除此之外，由于不需在口腔扫描仪上额外增设按钮与配置按钮防水设计，本发明亦可进一步地简化口腔扫描设备的结构设计。
附图说明
图1为根据本发明的实施例所提出的口腔扫描设备的简示图。
图2为根据本发明的实施例所提出的口腔扫描仪控制方法的流程图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参阅图1，其为根据本发明的实施例所提出的口腔扫描设备10的简示图，如图1所示，口腔扫描设备10包含口腔扫描仪12以及图像处理装置14，口腔扫描仪12可采用常见齿模影像扫描技术(例如以数字光学处理投影技术投射特定图案结构光或是以激光光源投射线性激光束等扫描技术)以针对待扫描物进行影像扫描，至于针对齿模影像扫描原理的相关描述，其常见于先前技术中，于此不再赘述。图像处理装置14电连接于口腔扫描仪12且可较佳地为具有图像处理及显示功能的屏幕主机(如图1所示，但不以此为限)，图像处理装置14可显示扫描建模界面16以用来显示根据口腔扫描仪12传来的扫描影像所建立的三维齿模影像18，以供后续进行植牙或制作假牙参考之用。
请继续参阅图1以及图2，图2为根据本发明的实施例所提出的口腔扫描仪控制方法的流程图，由图2可知，本发明的实施例所提出口腔扫描仪控制方法包含下列步骤。
步骤200：使用口腔扫描仪12针对待扫描物13进行影像扫描或拍摄。
步骤202：使用图像处理装置14显示相对应的扫描建模界面16。
步骤204：图像处理装置14于口腔扫描仪12扫描特征图形20时，解码特征图形20以调整扫描建模界面16的显示或是控制口腔扫描仪12执行相对应的扫描操作。
于此，以如图1所示的使用口腔扫描仪12扫描待扫描物13为例针对上述步骤进行详细的描述。首先，由图1以及图2可知，在步骤200中，使用者可手持口腔扫描仪12对待扫描物13(例如图1所示的下颚齿列，但不以此为限，其亦可为患者口腔内的其他牙齿区域，如上颚齿列或咬合齿列等)进行扫描，接下来，在口腔扫描仪12将所扫描到的影像传送至图像处理装置14后，图像处理装置14可据以进行影像辨识合成以建立相对应的三维齿模影像18。
在上述过程中，图像处理装置14可将正在合成建立的三维齿模影像18显示于扫描建模界面16中(步骤202)，以协助使用者可清楚地得知目前齿模影像合成状况，以作为后续扫描操作参考之用。此时，若是遇到需要切换齿模影像显示方式(例如旋转齿模影像视角或是切换扫描区域等)或是需要控制口腔扫描仪执行其他扫描操作(例如暂停扫描或是调高口腔扫描仪的扫描功率等)的情况，使用者可将口腔扫描仪12从面对待扫描物13进行扫描的位置移离至可扫描到特征图形20的位置(步骤204)。
举例来说，如图1所示，使用者可将口腔扫描仪12对准扫描建模界面16中所显示的特征图形20，藉此，图像处理装置14可在判断口腔扫描仪12扫描到特征图形20时，对特征图形20进行解码，以判断出特征图形20所对应的控制指令，并据以调整扫描建模界面16的显示(例如旋转齿模影像视角或缩放齿模影像显示尺寸等)或是控制口腔扫描仪12执行相对应的扫描操作(例如暂停或开始扫描、切换扫描区域等)。在此实施例中，特征图形20可较佳的为一维条形码(barcode)，但不受此限，其亦可为其他种类的特征图形，例如二维矩阵图码(Quick Response code)或是自定义几何图形(如以矩形对应顺时钟水平旋转齿模影像视角、以三角形对应切换扫描区域等)，实际应用中，可以将分别对应不同操作功能的多个特征图形显示于扫描建模界面16，此外，特征图形20的呈现方式可不限于如图1所示的设计，也就是说，在另一实施例中，本发明可采用其他特征图形呈现设计以供口腔扫描仪12扫描之用，例如将分别对应不同操作功能的多个特征图形打印于图纸上或是投影在特定平面上等。
在上述针对特征图形20进行解码的步骤中，图像处理装置14可较佳地根据口腔扫描仪12的不同扫描模式以影像取样辨识方式(但不受此限，其亦可采用影像逐张辨识的方式，其相关描述可参照下列说明类推，于此不再赘述)对口腔扫描仪12所传来的扫描影像进行影像辨识，以达到节省图像处理运算量以及可判断出用户是否误扫描的功效，从而有效地提升图像处理装置14的特征图形20辨识速度与准确度。
更详细地说，若是口腔扫描仪12处于非三维扫描模式(例如当用户暂时关闭口腔扫描仪12的三维扫描模式或是在口腔扫描设备10开机后尚未开启口腔扫描仪12的三维扫描模式的期间)而不投射扫描光线(即，未投射特定图案结构光)、只对待扫描物13进行拍摄以撷取多个二维影像时，图像处理装置14可针对从口腔扫描仪12传来的二维影像进行影像取样辨识。举例来说，在口腔扫描仪12每秒扫描五百张二维影像的设定下，图像处理装置14可采用每五十张取样一张二维影像(但不受此限)进行特征图形20辨识(例如辨识在所取样的二维影像中是否存在符合一维条形码形式的图形轮廓)的设计，以判断出口腔扫描仪12是否有扫描到特征图形20，直到在所取样的二维影像中辨识到特征图形20为止；接下来，在图像处理装置14从所取样的二维影像中辨识到特征图形20之后，图像处理装置14可针对其所辨识到的特征图形20进行解码，以判断其所辨识到的特征图形20是否符合控制指令，此时，若是图像处理装置14判断出其所辨识到的特征图形20无法解码或是不符合控制指令(此即代表用户误操作或是未确实地完成扫描特征图形20的操作)，图像处理装置14就不会执行口腔扫描设备10的控制操作，而是继续针对下一个辨识到的特征图形20进行解码判断；反之，若是图像处理装置14判断出其所辨识到的特征图形20符合控制指令(此即代表用户已确实地完成扫描特征图形20的操作)，则图像处理装置14就会根据其所解码出来的控制指令(例如旋转齿模影像视角、切换扫描区域、缩放齿模影像显示尺寸，或开始三维扫描等)，调整扫描建模界面16的显示或是控制口腔扫描仪12执行相对应的扫描操作。
另一方面，若是口腔扫描仪12处于三维扫描模式而选择性投射扫描光线(即，投射特定图案结构光)在待扫描物13上且对待扫描物13进行拍摄以撷取多个二维影像，以在扫描建模界面16中产生对应待扫描物13的三维表面轮廓(如，三维齿模影像18)时，图像处理装置14可先根据口腔扫描仪12传来的多个二维影像，藉由二维影像中结构光变形量计算出相对应的多个景深信息，并且接着判断其所计算而得的景深信息中是否存在有对应二维平面的景深信息，此时，若是图像处理装置14判断出多个二维影像中存在有对应二维平面的景深信息，则图像处理装置14就会针对具有对应二维平面的景深信息的至少一个二维影像进行影像辨识，以判断口腔扫描仪12是否有扫描到特征图形20，直到在具有对应二维平面的景深信息的二维影像中辨识到特征图形20为止；接下来，在图像处理装置14从具有对应二维平面的景深信息的二维影像中辨识到特征图形20之后，图像处理装置14可针对其所辨识到的特征图形20进行解码，以判断其所辨识到的特征图形20是否符合控制指令，简言之，若是图像处理装置14判断出其所辨识到的特征图形20无法解码或是不符合控制指令(此即代表用户误操作或是未确实地完成扫描特征图形20的操作)，图像处理装置14就不会执行口腔扫描设备10的控制操作，而是继续针对下一个辨识到的特征图形20进行解码判断，反之，若是图像处理装置14判断出其所辨识到的特征图形20符合控制指令(此即代表用户已确实地完成扫描特征图形20的操作)，则图像处理装置14就会根据其所解码出来的控制指令(例如停止三维扫描、切换扫描区域，或增加曝光时间等)，调整扫描建模界面16的显示或是控制口腔扫描仪12执行相对应的扫描操作。
在实际应用中，口腔扫描设备10在使用口腔扫描仪12针对待扫描物13进行光学扫描的过程中，可能会在同一套扫描光线投射序列中指定其中几张扫描影像采用不投射扫描光线的影像撷取方式(例如在同一套扫描光线投射序列中可产生十五张扫描影像的条件下，控制口腔扫描仪12在撷取最后三张扫描影像时不投射扫描光线而只投射一般光线)，在此情况下，图像处理装置14可较佳地只针对具有对应二维平面的景深信息且在口腔扫描仪12不投射扫描光线时所撷取到的二维影像进行影像辨识(但不受此限)，以进一步地避免图像处理装置14受到扫描光线干扰而辨识错误的情况发生，从而提升图像处理装置14在辨识特征图形上的准确度。
值得一提的是，若是出现图像处理装置14判断出其所辨识的多个(至少其中之二)二维影像分别具有特征图形20的不同部分的情况时(例如遇到特征图形过大或过长时)，则图像处理装置14可进一步地针对其所辨识出的特征图形20的不同部分进行图形组合以形成完整特征图形20，进而提升图像处理装置14在辨识特征图形20上的准确度。举例来说，若是图像处理装置14判断在目前所辨识的二维影像中具有特征图形20的前半部分且在下一张所辨识的二维影像中具有特征图形20的后半部分，则图像处理装置14就会根据此两张二维影像的辨识结果解码组合出完整特征图形20，以供后续辨识特征图形20之用。
综上所述，本发明采用以口腔扫描仪直接扫描特征图形且使用图像处理装置解码特征图形以执行相对应控制功能的设计，以允许使用者在无需放下口腔扫描仪的情况下就可以直接进行口腔扫描设备的功能操作(例如旋转齿模影像视角、切换扫描区域、暂停扫描，或是调高口腔扫描仪之扫描功率等)。如此一来，本发明可以有效地解决先前技术所提到的操作不直观与增加交叉感染风险的问题，从而大大地提升口腔扫描设备在扫描操作的便利性以及医疗卫生上的安全性，除此之外，由于不需在口腔扫描仪上额外增设按钮与配置按钮防水设计，本发明亦可进一步地简化口腔扫描设备的结构设计。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
Claims (14)
1.一种口腔扫描设备控制方法，该口腔扫描设备包括口腔扫描仪和图像处理装置，其特征在于，该方法包含：
使用口腔扫描仪针对待扫描物进行影像扫描或拍摄；
使用图像处理装置显示相对应的扫描建模界面；以及
该图像处理装置于该口腔扫描仪扫描特征图形时，解码该特征图形以调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行对应的扫描操作。
2.如权利要求1所述的口腔扫描设备控制方法，其特征在于，另包含：
该特征图形以经由该图像处理装置显示的方式或是以打印显示方式呈现。
3.如权利要求1所述的口腔扫描设备控制方法，其特征在于，该特征图形为一维条形码、二维矩阵图码，或是自定义几何图形。
4.如权利要求1所述的口腔扫描设备控制方法，其特征在于，当该口腔扫描仪只对该待扫描物进行拍摄以撷取多个二维影像时，该图像处理装置解码该特征图形以调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作的步骤包含：
该图像处理装置针对该多个二维影像的至少其中之一进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形；
该图像处理装置于判断出该口腔扫描仪扫描到该特征图形且解码出该特征图形符合控制指令时，根据该控制指令调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作。
5.如权利要求1所述的口腔扫描设备控制方法，其特征在于，当该口腔扫描仪处于三维扫描模式而选择性投射扫描光线在该待扫描物上且对该待扫描物进行拍摄以撷取多个二维影像，以在该扫描建模界面中产生对应该待扫描物的三维表面轮廓时，该图像处理装置解码该特征图形以调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行该扫描操作的步骤包含：
该图像处理装置根据该多个二维影像，计算出多个景深信息；
该图像处理装置判断该多个景深信息中是否存在有对应二维平面的景深信息；
该图像处理装置针对具有对应该二维平面的景深信息的至少一个二维影像进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形；
该图像处理装置于判断出该口腔扫描仪扫描到该特征图形且解码出该特征图形符合控制指令时，根据该控制指令调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作。
6.如权利要求5所述的口腔扫描设备控制方法，其特征在于，该图像处理装置判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形的步骤包含：
该图像处理装置只针对具有对应该二维平面的景深信息且在该口腔扫描仪不投射该扫描光线时所撷取到的该至少一个二维影像进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形。
7.如权利要求4或者5所述的口腔扫描设备控制方法，其特征在于，该图像处理装置判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形的步骤包含：
该图像处理装置于判断出所辨识的多个二维影像中的至少其中之二分别具有该特征图形的不同部分时，组合该特征图形的不同部分，以形成完整的该特征图形。
8.一种口腔扫描设备，其特征在于，包含：
口腔扫描仪，其针对待扫描物进行影像扫描或拍摄；以及
图像处理装置，其电连接于该口腔扫描仪，用来显示相对应的扫描建模界面，当该口腔扫描仪扫描特征图形时，该图像处理装置解码该特征图形，以调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行对应的扫描操作。
9.如权利要求8所述的口腔扫描设备，其特征在于，该特征图形以经由该图像处理装置显示的方式或是以打印显示方式呈现。
10.如权利要求8所述的口腔扫描设备，其特征在于，该特征图形为一维条形码、二维矩阵图码，或是自定义几何图形。
11.如权利要求8所述的口腔扫描设备，其特征在于，当该口腔扫描仪只对该待扫描物进行拍摄以撷取多个二维影像时，该图像处理装置针对该多个二维影像的至少其中之一进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形，并且该图像处理装置于判断出该口腔扫描仪扫描到该特征图形且解码出该特征图形符合控制指令时，根据该控制指令调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作。
12.如权利要求8所述的口腔扫描设备，其特征在于，当该口腔扫描仪处于三维扫描模式而选择性投射扫描光线在该待扫描物上且对该待扫描物进行拍摄以撷取多个二维影像，以在该扫描建模界面中产生对应该待扫描物的三维表面轮廓时，该图像处理装置根据该多个二维影像，计算出多个景深信息以及判断该多个景深信息中是否存在有对应二维平面的景深信息，并且该图像处理装置针对具有对应该二维平面的景深信息的至少一个二维影像进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形，以及于判断出该口腔扫描仪扫描到该特征图形且解码出该特征图形符合控制指令时，根据该控制指令调整该扫描建模界面的显示或是控制该口腔扫描仪执行相对应的扫描操作。
13.如权利要求12所述的口腔扫描设备，其特征在于，该图像处理装置只针对具有对应该二维平面的景深信息且在该口腔扫描仪不投射该扫描光线时所撷取到的该至少一个二维影像进行影像辨识，以判断该口腔扫描仪是否有扫描到该特征图形。
14.如权利要求11或12所述的口腔扫描设备，其特征在于，该图像处理装置于判断出其所辨识的多个二维影像中的至少其中之二分别具有该特征图形的不同部分时，组合该特征图形的不同部分，以形成完整的该特征图形。
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