CN109864829A - 扫描系统及扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扫描系统，扫描系统包括：扫描器；以及主机，与扫描器通信连接；其中，主机用以选取扫描区域，扫描区域中存在待扫描物体，且主机还提供对应待扫描物体的预测模型，预测模型包括第一特征参数；扫描器用以对待扫描物体进行扫描以生成复数张扫描影像，且将复数张扫描影像传送至主机；主机通过复数张扫描影像整合成暂时影像，暂时影像包括第二特征参数；以及主机还用以判断第二特征参数与第一特征参数是否匹配，当主机判断第二特征参数与第一特征参数相匹配时，主机保留暂时影像。本发明能够将暂时影像与预测模型进行比对后再保留其暂时影像，如此设置以降低口腔扫描过程中因为操作失误所导致的重新扫描事件发生的可能性。

Description

扫描系统及扫描方法

技术领域

本发明涉及口扫机领域，尤其涉及一种扫描系统及扫描方法。

背景技术

口扫机是利用结构光(或激光等光学扫描技术)快速扫描牙齿，再将扫描影像传送至电脑，以建立牙齿模型。一般而言，由于结构或操作限制，通常无法通过扫描程序一次性即建立出完整的牙齿模型。因此，操作人员需通过口扫机对牙齿执行多次扫描程序，以对牙齿模型中的拼接异常区域(例如，非预期的片段拼接导致尺寸失真或形状变形)进行重新建模，导致操作人员在通过口扫机建立牙齿模型时效率较低。

因此，有必要设计一种新型的扫描系统及扫描方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扫描系统及扫描方法，其能够降低口腔扫描过程中因为操作失误所导致的重新扫描事件发生的可能性。

为达到上述目的，本发明提供了一种扫描系统，该扫描系统包括：扫描器；以及主机，与该扫描器通信连接；其中，该主机用以选取扫描区域，该扫描区域中存在待扫描物体，且该主机还提供对应该待扫描物体的预测模型，该预测模型包括第一特征参数；该扫描器用以对该待扫描物体进行扫描以生成复数张扫描影像，且将该复数张扫描影像传送至该主机；该主机通过该复数张扫描影像整合成暂时影像，该暂时影像包括第二特征参数；以及该主机还用以判断该第二特征参数与该第一特征参数是否匹配，当该主机判断该第二特征参数与该第一特征参数相匹配时，该主机保留该暂时影像。

较佳的，该扫描系统还包括：显示器，与该主机通信连接，该显示器用以在该主机选取该扫描区域时，显示该预测模型。

较佳的，该预测模型包括3D轮廓，当该主机保留该暂时影像时，该主机将该暂时影像叠加显示于该3D轮廓上。

较佳的，该预测模型包括3D轮廓，当该主机在被操作以选取该扫描区域时，该主机生成扫描路径且于该3D轮廓上叠加显示扫描路径。

较佳的，该主机还用以根据被保留的复数个该暂时影像生成对应于该待扫描物体的3D模型。

较佳的，该主机包括：资料库，该资料库用以存储复数个参考模型，以使该主机根据该复数个参考模型中的至少一个得到该预测模型。

较佳的，该主机还用以根据被保留的复数个该暂时影像建立对应该待扫描物体的3D模型，以将该3D模型作为该参考模型存储于该资料库。

较佳的，该主机还用以选取该待扫描物体的目前状态，以根据该目前状态提供该预测模型。

较佳的，该主机还包括：资料库，该资料库用以存储复数个参考模型，该主机用以根据该目前状态选取该复数个参考模型中的至少一个，以根据该至少一个参考模型作为该预测模型。

此外，本发明还提供一种扫描方法，该方法包括以下步骤：选取扫描区域，该扫描区域中存在待扫描物体；提供对应于该待扫描物体的预测模型，且该预测模型包括第一特征参数；对该待扫描物体进行扫描以生成复数张扫描影像；将该复数张扫描影像整合成暂时影像，该暂时影像包括第二特征参数；判断该第二特征参数与该第一特征参数是否相匹配；当该第二特征参数与该第一特征参数相匹配时，保留该暂时影像。

较佳的，该扫描方法还包括：该预测模型还包括3D轮廓，当选取该扫描区域时显示该3D轮廓。

较佳的，所述“选取该扫描区域时显示该3D轮廓”之后，还包括：当保留该暂时影像时，将该暂时影像叠加显示于该3D轮廓上。

较佳的，所述“选取该扫描区域时显示该3D轮廓”之后，还包括：当选取该扫描区域时，生成扫描路径且将该扫描路径叠加显示于该3D轮廓上。

较佳的，所述“保留该暂时影像”后，还包括：根据被保留的复数个该暂时影像生成对应于该待扫描物体的3D模型。

较佳的，所述“根据被保留的复数个该暂时影像生成对应于该待扫描物体的3D模型”之前，还包括：建立资料库，该资料库用以存储复数个参考模型，以根据该复数个参考模型中的至少一个得到该预测模型。

较佳的，所述“建立资料库”之后，还包括：被保留的复数个该暂时影像建立生成对应于该待扫描物体的3D模型，以将该3D模型作为该参考模型存储于该资料库。

较佳的，所述“选取扫描区域”后，还包括：选取该待扫描物体的目前状态，以根据该目前状态提供该预测模型。

较佳的，所述“根据该目前状态提供该预测模型”之前，还包括：建立资料库，该资料库记录复数个参考模型；通过该目前状态选取该复数个参考模型中的至少一个，以根据该至少一个参考模型作为该预测模型

与现有技术相比，本发明提供的扫描系统及扫描方法能够通过多张扫描影像所合成的暂时影像与预先存储的预测模型进行比对，当暂时影像及预测模型相匹配时则保留其暂时影像，如此设置能够有效降低口腔扫描过程中因为操作失误所导致的重新扫描事件发生的可能性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的扫描系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的待扫描物体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的预测模型的示意图；

图4为本发明实施例提供的扫描方法的流程示意图。

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。

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。

请参阅图1至图3，图1为本发明实施例提供的扫描系统1的结构示意图，图2为本发明实施例提供的待扫描物体3的结构示意图，图3为本发明实施例提供的预测模型30的示意图。

如图1所示，扫描系统1包含扫描器10、主机12以及显示器14，其中主机12与扫描器10形成通讯，且显示器14与主机12形成通讯。于此实施例中，扫描器10可为口扫机，且主机12可为电脑，但不以此为限。扫描系统1可用以扫描如图2中所示的待扫描物体3，以建立对应待扫描物体3的3D模型。其中，本实施例中所提到的待扫描物体3优选为图1中所示病患5的牙齿。需要说明的是，上述待扫描物体3可根据实际应用而决定，不以牙齿为限。如图2所示，待扫描物体3可预先划分为复数个扫描区域，如：R1-R10。其中每一个扫描区域(R1-R10中的任意一个)可包含一个或多个牙齿，视实际应用而定。

当操作人员欲以扫描系统1建立对应待扫描物体3的3D模型时，操作人员需先操作主机12以选取扫描区域。举例而言，操作人员可操作主机12以选取扫描区域R5，其中扫描区域R5中存在待扫描物体3的一部分(例如，多个牙齿)。接着，主机12即会提供对应扫描区域R5中待扫描物体3的预测模型30，如图3所示。于此实施例中，预测模型30包括3D轮廓32。因此，当主机12被操作以选取扫描区域R5时，主机12可于显示器14中显示预测模型30的3D轮廓32。

于此实施例中，主机12可预先建立资料库120，其中资料库120存储有复数个参考模型。本发明可将先前所有病患5牙齿的3D模型存储于资料库120中而作为参考模型。因此，主机12可根据复数个参考模型中的至少一个到预测模型30。举例而言，当扫描区域R5中待扫描物体3为臼齿时，主机12可将资料库120中所有臼齿的3D模型的资料进行运算(例如，平均、取中位数等)，以得到对应待扫描物体3的预测模型30。需说明的是，若资料库120存储有病患5本人之前已建立的牙齿的3D模型，则主机12可直接根据病患5本人之前已建立的牙齿的3D模型作为预测模型30。

于此实施例中，在选取扫描区域R5后，主机12还可选择性地被操作以选取待扫描物体3的目前状态(例如，正常牙齿或异常龋齿)。同时，资料库120中的参考模型也分别归类有不同状态(例如，正常牙齿或异常龋齿)。因此，主机12可根据复数个参考模型中选出符合待扫描物体3目前状态的至少一个参考模型，且根据上述至少一个参考模型得到预测模型30。由于预测模型30为对应待扫描物体3目前状态而得到的，因此，可使后续的资料比对更加准确。

于此实施例中，本发明还可针对每一个扫描区域中的待扫描物体3定义对应的扫描路径。如图3所示，当主机12被操作以选取扫描区域R5时，3D轮廓32上叠加显示有扫描路径34。藉此，操作人员即可根据图示操作扫描器10沿扫描路径34扫描待扫描物体3，以顺利取得待扫描物体3的扫描影像，且扫描影像。

于此实施例中，预测模型30还包括至少一个第一特征参数(例如，咬合面积、形状、纹理、大小等)。在扫描器10对待扫描物体3进行扫描后，扫描器10会将待扫描物体3的复数张扫描影像传送至主机12。接着，主机12会将复数张扫描影像整合成暂时影像36，暂时影像36则包括至少一个第二特征参数(例如，咬合面积、形状、纹理、大小等)。接着，主机12会将暂时影像36与预测模型30进行比对，以判断暂时影像36的第二特征参数与预测模型30的第一特征参数是否相匹配。举例而言，主机12可将暂时影像36的第二特征参数与预测模型30的第一特征参数进行比对。需要说明的是，当暂时影像36的第二特征参数与预测模型30的第一特征参数之间的差异小于或等于预设门槛值时，主机12判断当前生成的暂时影像36的第二特征参数与预测模型30的第一特征参数相匹配。反之，当暂时影像36的第二特征参数与预测模型30的第一特征参数之间的差异大于预设门槛值时，主机12判断当前生成的暂时影像36的第二特征参数与预测模型30的第一特征参数不匹配。

当主机12判断暂时影像36的第二特征参数与预测模型30的第一特征参数相匹配时，表示主机12生成了正常的暂时影像36。此时，主机12即会保留当前生成的暂时影像36，用以建立对应待扫描物体3的3D模型。可以理解的是，当主机12判断暂时影像36的第二特征参数与预测模型30的第一特征参数的差异超过预设阈值时，则表示可能因操作人员操作不当而导致主机12生成异常的暂时影像36。此时，主机12即会舍弃当前生成的暂时影像36，以避免3D模型出现拼接异常(例如，非预期的片段拼接导致尺寸失真或形状变形)，优选地，主机12在判断当前生成的暂时影像36为异常影像时，主机12还可以通过提示信息(例如，声音信息以及显示信息等)向进行提示以使操作人员能够根据提示信息重新进行扫描。如图3所示，当主机12保留暂时影像36时，主机12可将暂时影像36叠加显示于3D轮廓32上，使得操作人员可随时掌握目前扫描进度。

在完成扫描后，操作人员可操作扫描器10发出完成指令(例如，按压停止按钮)。当主机12接收到上述完成指令时，主机12即会以被保留的复数个暂时影像36建立对应待扫描物体3的3D模型。需说明的是，完成指令也可由主机12判断扫描完成后自动产生。举例而言，当预测模型30中填满暂时影像36时，主机12即可判断扫描完成，进而产生完成指令。此外，在建立对应待扫描物体3的3D模型后，主机12可将3D模型加入资料库120的参考模型当中，以使下次进行扫描选取其作为预测模型。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的扫描方法的流程示意图。图4中的扫描方法通过上述扫描系统1来实现。首先，执行步骤S10，选取扫描区域R5，扫描区域R5中存在待扫描物体3。接着，执行步骤S12，提供对应于待扫描物体3的预测模型30，且预测模型30包括第一特征参数。当选取扫描区域R5时，本发明所提供的扫描方法可选择性地显示预测模型303D轮廓32及/或在3D轮廓32上叠加显示扫描路径34。接着，执行步骤S14，对待扫描物体3进行扫描，以生成复数张扫描影像。接着，执行步骤S16，将复数张扫描影像整合成暂时影像36，其中，暂时影像36具有第二特征参数。接着，执行步骤S18，判断第二特征参数与第一特征参数是否相匹配。当第二特征参数与第一特征参数相匹配时，执行步骤S20，保留暂时影像36。或者，当第二特征参数与第一特征参数不匹配时，执行步骤S22，舍弃暂时影像36。最后，执行步骤S24，根据被保留的复数个暂时影像36建立对应待扫描物体3的3D模型。

需说明的是，本发明所提供的扫描方法的详细实施例如上所述，在此不再赘述。此外，如图4所示的扫描方法的控制逻辑中的各个部分或功能皆可透过软硬体的组合来实现。

综上所述，在选取扫描区域后，本发明提供对应扫描区域中待扫描物体的预测模型。接着，将待扫描物体的复数张扫描影像整合成暂时影像，且利用预测模型以判断当前生成的暂时影像为正常影像或异常影像。当暂时影像为正常影像时(也即，暂时影像的第二特征参数与预测模型的第一特征参数相匹配)，即保留当前生成的暂时影像，用以建立对应待扫描物体的3D模型。当暂时影像为异常图像时(也即，暂时影像的第二特征参数与预测模型的第一特征参数不匹配)，即舍弃暂时影像，以避免3D模型出现拼接异常(例如，非预期的片段拼接导致尺寸失真或形状变形)。藉此，即可有效减少因为扫描过程中操作不当而导致的重新扫描事件发生的概率。此外，本发明可通过显示器显示预测模型的3D轮廓，且于3D轮廓上显示扫描路径，以辅助操作人员进行扫描。再者，本发明还可将暂时影像叠加显示于3D轮廓上，使得操作人员能够随时掌握目前扫描进度。，在建立对应待扫描物体的3D模型后，本发明可将3D模型加入资料库中的复数个参考模型当中，以使下次在进行扫描时根据选取其作为预测模型

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 (18)

1.一种扫描系统，其特征在于，该扫描系统包括：

扫描器；以及

主机，与该扫描器通信连接；

其中，该主机用以选取扫描区域，该扫描区域中存在待扫描物体，且该主机还提供对应该待扫描物体的预测模型，该预测模型包括第一特征参数；该扫描器用以对该待扫描物体进行扫描以生成复数张扫描影像，且将该复数张扫描影像传送至该主机；该主机通过该复数张扫描影像整合成暂时影像，该暂时影像包括第二特征参数；以及

该主机还用以判断该第二特征参数与该第一特征参数是否匹配，当该主机判断该第二特征参数与该第一特征参数相匹配时，该主机保留该暂时影像。

2.如权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，该扫描系统还包括：

显示器，与该主机通信连接，该显示器用以在该主机选取该扫描区域时，显示该预测模型。

3.如权利要求2所述的扫描系统，其特征在于，该预测模型包括3D轮廓，当该主机保留该暂时影像时，该主机将该暂时影像叠加显示于该3D轮廓上。

4.如权利要求2所述的扫描系统，其特征在于，该预测模型包括3D轮廓，当该主机在被操作以选取该扫描区域时，该主机生成扫描路径且于该3D轮廓上叠加显示扫描路径。

5.如权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，该主机还用以根据被保留的复数个该暂时影像生成对应于该待扫描物体的3D模型。

6.如权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，该主机包括：

资料库，该资料库用以存储复数个参考模型，以使该主机根据该复数个参考模型中的至少一个得到该预测模型。

7.如权利要求6所述的扫描系统，其特征在于，该主机还用以根据被保留的复数个该暂时影像建立对应该待扫描物体的3D模型，以将该3D模型作为该参考模型存储于该资料库。

8.如权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，该主机还用以选取该待扫描物体的目前状态，以根据该目前状态提供该预测模型。

9.如权利要求8所述的扫描系统，其特征在于，该主机还包括：

资料库，该资料库用以存储复数个参考模型，该主机用以根据该目前状态选取该复数个参考模型中的至少一个，以根据该至少一个参考模型作为该预测模型。

10.一种扫描方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

选取扫描区域，该扫描区域中存在待扫描物体；

提供对应于该待扫描物体的预测模型，且该预测模型包括第一特征参数；

对该待扫描物体进行扫描以生成复数张扫描影像；

将该复数张扫描影像整合成暂时影像，该暂时影像包括第二特征参数；

判断该第二特征参数与该第一特征参数是否相匹配；

当该第二特征参数与该第一特征参数相匹配时，保留该暂时影像。

11.如权利要求10所述的扫描方法，其特征在于，该扫描方法还包括：

该预测模型还包括3D轮廓，当选取该扫描区域时显示该3D轮廓。

12.如权利要求11所述的扫描方法，其特征在于，所述“选取该扫描区域时显示该3D轮廓”之后，还包括：

当保留该暂时影像时，将该暂时影像叠加显示于该3D轮廓上。

13.如权利要求11所述的扫描方法，其特征在于，所述“选取该扫描区域时显示该3D轮廓”之后，还包括：

当选取该扫描区域时，生成扫描路径且将该扫描路径叠加显示于该3D轮廓上。

14.如权利要求10所述的扫描方法，其特征在于，所述“保留该暂时影像”后，还包括：

根据被保留的复数个该暂时影像生成对应于该待扫描物体的3D模型。

15.如权利要求10所述的扫描方法，其特征在于，所述“根据被保留的复数个该暂时影像生成对应于该待扫描物体的3D模型”之前，还包括：

建立资料库，该资料库用以存储复数个参考模型，以根据该复数个参考模型中的至少一个得到该预测模型。

16.如权利要求15所述的扫描方法，其特征在于，所述“建立资料库”之后，还包括：

被保留的复数个该暂时影像建立生成对应于该待扫描物体的3D模型，以将该3D模型作为该参考模型存储于该资料库。

17.如权利要求10所述的扫描方法，其特征在于，所述“选取扫描区域”后，还包括：

选取该待扫描物体的目前状态，以根据该目前状态提供该预测模型。

18.如权利要求17所述的扫描方法，其特征在于，所述“根据该目前状态提供该预测模型”之前，还包括：

建立资料库，该资料库记录复数个参考模型；通过该目前状态选取该复数个参考模型中的至少一个，以根据该至少一个参考模型作为该预测模型。