CN116507260A - 齿列图像摄影系统及齿列图像摄影方法 - Google Patents

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Abstract

齿列图像摄影系统包括：多个照明设备，分别从不同的方向照射光；摄影设备，以照明条件不同、且以规定的曝光时间，拍摄第1及第2齿列图像；高亮度区域提取部，对于第1及第2齿列图像分别提取高亮度区域；高亮度区域比较部，计算表示第1及第2齿列图像的高亮度区域间的类似的程度的类似度；晕影区域确定部，在类似度比规定的类似度阈值小的情况下，将第1齿列图像的高亮度区域确定为晕影区域；图像合成处理部，提取与晕影区域对应的第2齿列图像中的裁剪区域，执行将晕影区域替换为裁剪区域的图像合成处理；以及齿列图像输出部，将被图像合成处理后的第1齿列图像输出。

Description

齿列图像摄影系统及齿列图像摄影方法
技术领域
本公开涉及齿列图像摄影系统及齿列图像摄影方法。
背景技术
作为对口腔内进行观察的机构，在专利文献1及2中公开了具备向口腔内照射光的功能的口腔照相机(专利文献1、专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-237081号公报
专利文献2：日本特开2007-236707号公报
发明内容
发明要解决的课题
可是，在向口腔内照射光而进行牙齿的摄影时，由于牙齿较白而有光泽、以及牙齿被唾液或血液润湿或牙痕治疗中使用的金属制的嵌体，有在牙齿的表面发生正反射而发生晕影(halation)(所谓的“白朦”、whiteout)的情况。如果发生晕影，则牙齿的图像变得不清晰，有可能不能正确地确认牙齿的状态。
因此，本公开以清晰地拍摄牙齿为课题。
用来解决课题的手段
为了解决上述的课题，根据本公开的一技术方案，提供一种齿列图像摄影系统，该齿列图像摄影系统包括：多个照明设备，对于拍摄对象的牙齿分别从不同的方向照射光；摄影设备，在上述多个照明设备的照明条件不同的情况下、且以规定的曝光时间，拍摄映现上述牙齿的第1齿列图像及第2齿列图像；高亮度区域提取部，对于上述第1齿列图像及第2齿列图像分别提取亮度超过了规定的亮度阈值的高亮度区域；高亮度区域比较部，计算表示上述第1齿列图像及第2齿列图像的高亮度区域间的类似的程度的类似度；晕影区域确定部，在上述类似度比规定的类似度阈值小的情况下，将上述第1齿列图像的高亮度区域确定为晕影区域；图像合成处理部，提取与上述第1齿列图像的晕影区域对应的上述第2齿列图像中的裁剪区域，执行将上述晕影区域替换为上述裁剪区域的图像合成处理；以及齿列图像输出部，将被图像合成处理后的上述第1齿列图像输出。
此外，根据本发明的另一技术方案，提供一种齿列图像摄影方法，是拍摄包含拍摄对象的牙齿的齿列图像的齿列图像摄影方法，由多个照明设备对拍摄对象的牙齿分别从不同的方向照射光；由摄影设备在上述多个照明设备的照明条件不同的情况下、且以规定的曝光时间，拍摄映现上述牙齿的第1齿列图像及第2齿列图像；对于上述第1齿列图像及第2齿列图像分别提取亮度超过了规定的亮度阈值的高亮度区域；计算表示上述第1齿列图像及第2齿列图像的高亮度区域间的类似的程度的类似度；在上述类似度比规定的类似度阈值小的情况下，将上述第1齿列图像的高亮度区域确定为晕影区域；提取与上述晕影区域对应的上述第2齿列图像中的裁剪区域；执行将上述晕影区域替换为上述裁剪区域的图像合成处理；将被图像合成处理后的上述第1齿列图像输出。
发明效果
根据本公开能够清晰地拍摄牙齿。
附图说明
图1是有关本公开的实施方式1的齿列图像摄影系统中的口腔照相机的立体图。
图2是概略地表示被装入在口腔照相机中的摄影光学系统的剖视图。
图3是有关本公开的实施方式1的齿列图像摄影系统的概略的构成图。
图4是表示在牙齿的表面发生了晕影的状态的齿列图像的一例的图。
图5是去除了晕影的齿列图像的制作中所需要的多张齿列图像的摄影动作的时间图。
图6是表示通过图5所示的摄影动作得到的多个齿列图像的图。
图7是表示晕影除去处理的流程的一例的流程图。
图8是表示被提取出的高亮度区域的多个亮度分布图像的图。
图9是表示类似度比规定的类似阈值小的高亮度区域的亮度分布图像的图。
图10是表示裁剪处理及合成处理的图。
图11是表示晕影被除去后的齿列图像的图。
图12是表示包含具备嵌体的牙齿的齿列图像与其亮度分布的图。
图13是表示校准处理的流程的流程图。
图14是另一实施方式的齿列图像摄影系统中的口腔照相机的一部分的立体图。
具体实施方式
以下，一边适当参照附图一边详细地说明实施方式。但是，存在省略了所需要的以外的详细的说明的情况。例如，存在省略了已经周知的事项的详细说明或对于实质上相同的结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，以使本领域技术人员容易理解。
另外，发明人为了使本领域技术人员充分地理解本公开而提供了附图以及以下的说明，其意图并不是通过它们来限定权利要求书所记载的主题。
以下，关于本公开的实施方式，参照附图来进行说明。
(实施方式1)
图1是表示有关本公开的实施方式1的齿列图像摄影系统中的口腔照相机的立体图。图2是概略地表示被组装在口腔照相机中的摄影光学系统的剖视图。
如图1所示，在本实施方式1的情况下，口腔照相机10具备能够用单手进行处理的牙刷状的壳体，该壳体包括在齿列摄影时被配置在用户的口腔内的头部10a、用户把持的手柄部10b、以及将头部10a与手柄部10b连接的颈部10c。
如图2所示，在本实施方式1的情况下，口腔照相机10的摄影光学系统12被组装在头部10a与颈部10c。摄影光学系统12包括配置在其光轴LA上的摄像元件14以及透镜16。
摄像元件14例如是C-MOS传感器或CCD元件等摄影设备，由透镜16将牙齿D的像成像。摄像元件14将与该成像所得到的像对应的信号(图像数据)向外部输出。
透镜16例如是聚光透镜，将入射的牙齿D的像成像在摄像元件14上。另外，透镜16既可以是1个透镜，也可以是由多个透镜构成的透镜组。
在本实施方式1的情况下，摄影光学系统12还包括将牙齿D的像朝向透镜16反射的反射镜18、配置在反射镜18与透镜16之间的红外线截止滤光器20和补色滤镜22、以及配置在透镜16与摄像元件14之间的光圈24。
反射镜18被配置在摄影光学系统12的光轴LA上，将穿过摄影光学系统12的入射口12a后的牙齿D的像朝向透镜16反射。
红外线截止滤光器20是将向摄像元件14入射的光中所包含的红外线消除(截止、去掉)的滤光器。在CCD元件或C-MOS传感器等摄像元件14的各色像素(RGB)的滤光器具备全透过性的情况下，红外线被识别为白色光。作为其对策，红外线截止滤光器20从入射到摄像元件14之前的光将红外线消除。
补色滤镜22是使规定的波长的光有选择地透过的滤光器。补色滤镜22例如使430nm～460nm的波长的光有选择地透过，将其以外的波长的光消除。
光圈24是在摄影光学系统12的光轴LA上具备贯通孔的板状部件，实现较深的焦点深度。由此，能够对于口腔内的进深方向进行合焦，能够得到轮廓清晰的齿列图像。另外，在本实施方式1的情况下，由于在摄影光学系统12中包括补色滤镜22，所以通过光圈24而荧光线被有效地处理。
此外，口腔照相机10搭载有多个第1～第2LED26A～26D作为在摄影时对拍摄对象的牙齿D照射光的照明设备。第1～第4LED26A～26D例如是白色LED。此外，如图1所示，在本实施方式1的情况下，第1～第4LED26A～26D以包围入射口12a的方式而配置。另外，在头部10a设有将第1～第4LED26A～26D和入射口12a覆盖的透光性的罩28，以避免牙龈G等抵接在第1～第4LED26A～26D上而使照明光不足。
进而，在本实施方式的情况下，口腔照相机10如图2所示，具有构图调节机构30和焦点调节机构32。
构图调节机构30由保持摄像元件14和透镜16的壳体34、以及使壳体34在光轴LA的延伸方向上移动的致动器36构成。致动器36调节壳体34的位置，由此调节像角，即调节成像于摄像元件14的齿列的大小。另外，构图调节机构30自动地调节壳体34的位置，以使例如1个牙齿整体映现在摄影图像中。此外，构图调节机构30基于用户的操作来调节壳体34的位置，以成为用户所希望的像角。
焦点调节机构32被保持在构图调节机构30的壳体34内，由保持透镜16的透镜支架38、及使透镜支架38在光轴LA的延伸方向上移动的致动器40构成。通过致动器40调节透镜支架38对于摄像元件14的相对位置，从而调节焦点、即调节合焦。另外，焦点调节机构32例如自动地调节透镜支架38的位置，以合焦于位于摄影图像的中央的牙齿。此外，焦点调节机构32基于用户的操作来调节透镜支架38的位置。
另外，也可以将除了反射镜18以外的摄影光学系统12的构成要素设置于口腔照相机10的手柄部10bc。
到此为止，对齿列图像摄影系统中的口腔照相机10的摄影光学系统进行了说明。然后，对齿列图像摄影系统的构成进行说明。
图3是有关本公开的一实施方式1的齿列图像摄影系统的概略的构成图。
如图3所示，有关本实施方式1的齿列图像摄影系统100大体上构成为，使用口腔照相机10拍摄齿列，对该摄影图像执行图像处理。
如图3所示，在本实施方式1的情况下，齿列图像摄影系统100包括口腔照相机10、便携终端70和云服务器80。便携终端70例如是能够进行无线通信的移动电话，其具备例如能够显示齿列图像的触摸屏72作为输入设备及输出设备。便携终端70作为齿列图像摄影系统100的用户接口发挥功能。云服务器80是能够经由因特网等对便携终端70进行通信的服务器，对便携终端70提供用来使用口腔照相机10的应用。例如，用户从云服务器80下载应用并安装到便携终端70。此外，云服务器80经由便携终端70取得由口腔照相机10拍摄的齿列图像。
齿列图像摄影系统100包括：中央控制部50作为进行系统的控制的主要部分、对来自摄像元件14的齿列图像进行图像处理的图像处理部52、对多个LED26A～26D进行控制的LED控制部54、以及对构图调节机构30的致动器36和焦点调节机构32的致动器40进行控制的透镜驱动器56。
此外，齿列图像摄影系统100具有与便携终端70进行无线通信的无线通信模块58、及对中央控制部50等进行电力供给的电源控制部60。
齿列图像摄影系统100的中央控制部50在本实施方式1的情况下被搭载在口腔照相机10的手柄部10b。例如，中央控制部50包括执行后述的各种处理的CPU或MPU等控制器62、存储用来使控制器62执行各种处理的程序的RAM或ROM等存储器64。另外，在存储器64中，除了存储程序以外，还存储由摄像元件14拍摄的齿列图像(数据)及各种设定数据等。
图像处理部52在本实施方式1的情况下被搭载在口腔照相机10的手柄部10b，基于来自中央控制部50的控制器62的控制信号，取得摄像元件14拍摄的齿列图像(数据)，对该取得的齿列图像执行图像处理，将该图像处理后的齿列图像向中央控制部50输出。图像处理部52例如由电路构成，例如对齿列图像执行噪声除去、AWB(Automatic White Balance、自动白平衡)处理等图像处理。控制器62将从图像处理部52输出的齿列图像经由无线通信模块58向便携终端70发送。便携终端70将该被发送来的齿列图像显示在触摸屏72上，由此向用户提示齿列图像。
LED控制部54在本实施方式1的情况下被搭载在口腔照相机10的手柄部10b，基于来自控制器62的控制信号，执行第1～第4LED26A～26D的点灯及熄灯。LED控制部54例如由电路构成。例如，当用户对便携终端70的触摸屏72执行使口腔照相机10启动的操作时，从便携终端70将对应的信号经由无线通信模块58向控制器62发送。控制器62基于接收到的信号，向LED控制部54发送控制信号，以使第1～第4LED26A～26D点灯。
透镜驱动器56在本实施方式的情况下被搭载在口腔照相机10的手柄部10b，基于来自中央控制部50的控制器62的控制信号，对构图调节机构30的致动器36和焦点调节机构32的致动器40进行控制。透镜驱动器56例如由电路构成。例如，当用户对便携终端70的触摸屏72执行关于构图调节或合焦调节的操作时，从便携终端70将对应的信号经由无线通信模块58向中央控制部50发送。中央控制部50的控制器62基于接收到的信号，向透镜驱动器56发送控制信号，以执行构图调节或合焦调节。此外，例如控制器62基于来自图像处理部52的齿列图像，计算构图调节或合焦调节所需要的致动器36、40的控制量，将与该计算出的控制量对应的控制信号向透镜驱动器56发送。
无线通信模块58在本实施方式的情况下被搭载在口腔照相机10的手柄部10b，基于来自控制器62的控制信号，与便携终端70进行无线通信。无线通信模块58在与便携终端70之间执行遵循例如WiFi或Bluetooth等既有的通信标准的无线通信。经由无线通信模块58从口腔照相机10将拍摄有牙齿D的齿列图像向便携终端70发送，或从便携终端70向口腔照相机10发送操作信号。
电源控制部60在本实施方式的情况下被搭载在口腔照相机10的手柄部10b，向中央控制部50、图像处理部52、LED控制部54、透镜驱动器56及无线通信模块58分配电池66的电力。电源控制部60例如由电路构成。另外，在本实施方式的情况下，电池66是可充电的二次电池，经由搭载在口腔照相机10的线圈68而通过被连接在商用电源上的外部充电器69进行无线充电。
到此为止，对齿列图像摄影系统100的构成进行了说明。然后，对齿列图像摄影系统100执行的齿列图像摄影进行说明。
图4是在牙齿的表面发生了晕影的状态的齿列图像的一例。
如图4的一例的齿列图像所示，由于牙齿D的表面有唾液或润湿等，通过来自第1～第4LED26A～26D的照明光而在牙齿D的表面上可能发生晕影H。该发生了晕影H的牙齿D的表面部分不清晰而不能确认其状态。所以，有关本实施方式1的齿列图像摄影系统100构成为，能够制作将该晕影H去除的齿列图像。
为了制作将晕影H去除的齿列图像，齿列图像摄影系统100构成为，拍摄需要的多张齿列图像。
图5是去除晕影的齿列图像的制作中所需要的多张齿列图像的摄影动作的时间图。此外，图6表示通过图5所示的摄影动作而得到的多个齿列图像。
如图5及图6所示，多张齿列图像P1～P4分别在不同的照明条件下拍摄而得到。此外，以规定的曝光时间TEX将多张齿列图像P1～P4拍摄。
例如，用户首先用一只手拿持口腔照相机10，用另一只手拿持便携终端70。接着，用户在第1～第4LED26A～26D点灯的状态下，调节口腔照相机10的头部10a的位置，使得拍摄对象的牙齿D映现在便携终端70的触摸屏72中。例如，如图2所示，通过使口腔照相机10的头部10a抵接于拍摄对象的牙齿D附近的牙龈G，将口腔照相机10在口腔内固定。在该位置调节后，用户对触摸屏72执行关于摄影开始的操作。基于该操作，从便携终端70向口腔照相机10的中央控制部50发送摄影开始信号。
在本实施方式1的情况下，中央控制部50的控制器62对LED控制部54进行控制，使第1～第4LED26A～26D逐个地依次点灯。如图5所示，在拍摄第一张齿列图像P1时，第1LED26A点灯(导通)，其余的LED熄灯(断开)。如果中央控制部50取得了第一张齿列图像P1(被保存到存储器64中)，则为了拍摄第二张齿列图像P2，将第2LED26B点灯，其余的LED熄灯。在取得第二张齿列图像P2后，将第3LED26C点灯，其余的LED熄灯，拍摄第三张齿列图像P3。接着，在取得第三张齿列图像P3后，将第4LED26D点灯，其余的LED熄灯，拍摄第四张齿列图像P4。由此，以照明条件不同、具体而言照明方向不同，以规定的曝光时间TEX拍摄构图实质上相同的多个齿列图像P1～P4(保存)。然后，控制器62经由LED控制部54使第1～第4LED26A～26D回到摄影开始前的状态，经由便携终端70对用户执行摄影结束的通知。
如图6所示，当取得构图实质上相同、照明方向不同、以规定的曝光时间TEX拍摄的多张(在本实施方式的情况下是4张)齿列图像P1～P4时，中央控制部50的控制器62执行将齿列图像P1的晕影H除去的处理。参照图7说明该处理。
图7是表示晕影除去处理的流程的一例的流程图。
首先，在步骤S100中，控制器62在多个齿列图像P1～Pn(本实施方式1的情况下，n＝4)的各自中，提取亮度超过了规定的亮度阈值的高亮度区域AB。即，控制器62按照存储在存储器64中的程序动作，作为齿列图像摄影系统100的高亮度区域提取部发挥功能。另外，规定的亮度阈值例如预先被实验性或理论性地求出，是发生了正反射的牙齿的表面部分的亮度附近的值。
图8是示出了表示所提取出的高亮度区域的多个亮度分布图像的图。
如图8所示，多个亮度分布图像BP1～BP4分别表示所提取出的高亮度区域AB(交叉线阴影)。另外，亮度分布图像BP1对应于齿列图像P1，BP2对应于P2，BP3对应于P3，并且BP4对应于P4。
另外，在步骤S100所接着的步骤S110中，判定是否在多个齿列图像全部中存在高亮度区域AB。在齿列图像的至少1个中存在高亮度区域AB的情况下，前进到步骤S120。在不是这样的情况下，即在齿列图像全部中不存在高亮度区域AB的情况下，前进到步骤S200。
在步骤S120中，通过控制器62将参数k设定为1。
在步骤S130中，控制器62计算表示齿列图像P1的高亮度区域AB与齿列图像Pk+1的高亮度区域AB之间的类似的程度的数字即类似度。也就是说，控制器62通过按照存储在存储器64中的程序动作，作为齿列图像摄影系统100的高亮度区域比较部发挥功能。
高亮度区域AB的类似度例如使用模板匹配来计算。作为模板匹配，例如有SSD(Sumof Squared Difference、平方差之和)、SAD(Sum of Absolute Difference、绝对差值和)、NCC(Normalized Cross-Correlation、归一化互相关)等。
在使用SSD的情况下，使用下述的数式1，计算与齿列图像P1及Pk+1分别对应的亮度分布图像BP1、BPk+1的像素的亮度值的差的平方和。将该计算出的值R SSD的倒数作为高亮度区域间的类似度。
[数式1]
在数式1中，T(i，j)是与齿列图像P1对应的亮度分布图像BP1的像素的亮度值，I(i，j)是与齿列图像Pk+1对应的亮度分布图像BPk+1的像素的亮度值。
在使用SAD的情况下，使用下述的数式2，计算与齿列图像P1及Pk+1分别对应的亮度分布图像BP1、BPk+1的像素的亮度值的差的绝对值的和。将该计算出的值R SAD的倒数作为高亮度区域间的类似度。
[数式2]
在数式2中，T(i，j)是与齿列图像P1对应的亮度分布图像BP1的像素的亮度值，I(i，j)是与齿列图像Pk+1对应的亮度分布图像BPk+1的像素的亮度值。
在使用NCCC的情况下，使用下述的数式3，对与齿列图像P1及Pk+1分别对应的亮度分布图像BP1、BPk+1的像素的亮度值的标准化互相关进行评价。使用数式3计算的评价值RNCC是－1.0～+1.0的范围的数值，越接近于+1.0，表示类似度越高。
[数式3]
在数式3中，T(i，j)是与齿列图像P1对应的亮度分布图像BP1的像素的亮度值，I(i，j)是与齿列图像Pk+1对应的亮度分布图像BPk+1的像素的亮度值。
在步骤S130中计算出齿列图像P1的高亮度区域AB与齿列图像Pk+1的高亮度区域AB之间的类似度的情况下，在步骤S140中，控制器62判定在齿列图像P1中是否存在类似度比规定的类似阈值小的高亮度区域AB。在存在的情况下前进到步骤S150。在不存在的情况下前进到步骤S170。
图9表示的亮度分布图像示出了类似度比规定的类似阈值小的高亮度区域。
如图9所示，在与齿列图像P1对应的亮度分布图像BP1中，在存在类似度比规定的类似阈值小的高亮度区域(斜线阴影)的情况下，在步骤S150中，控制器62将该区域确定为在齿列图像P1中发生了晕影的区域AH(晕影区域)。即，控制器62通过按照存储在存储器64中的程序动作，作为齿列图像摄影系统100的晕影区域确定部发挥功能。
图10是表示裁剪处理及合成处理的图。此外，图11表示通过裁剪处理及合成处理而部分地除去晕影后的齿列图像。
在步骤S160中，如图10所示，控制器62提取与齿列图像P1的晕影区域AH对应的齿列图像Pk+1的区域Atri(裁剪区域)。然后，在接着的步骤S170中，执行将齿列图像P1的晕影区域AH替换为齿列图像Pk+1的裁剪区域Atri的图像合成处理。即，控制器62通过按照存储在存储器64中的程序动作，作为齿列图像摄影系统100的合成处理部发挥功能。通过这些的步骤S160及S170的处理，如图11所示，得到将晕影H的一部分除去后的齿列图像P1(参照图6)。
在步骤S180中，通过控制器62使参数k递增+1。在接着的步骤S190中，通过控制器62判定参数k是否为n－1。参数n是齿列图像的张数。在参数k为n－1的情况下(在本实施方式1的情况下为k＝3)，前进到步骤S200。在不是的情况下回到步骤S130。
通过反复进行步骤S130～S190的处理，在齿列图像P1与其他的齿列图像P2～P4的各自之间，执行高亮度区域AH的类似度计算及图像合成处理(根据类似度计算结果，也可能有未被执行图像合成处理的齿列图像)。
在齿列图像P1与其他的齿列图像P2～P4各自之间执行了高亮度区域AH的类似度计算及图像合成处理的情况下，在步骤S200中，控制器62将齿列图像P1经由便携终端70的触摸屏72输出(显示)。即，便携终端70的触摸屏72作为齿列图像摄影系统100的齿列图像输出部发挥功能。如果步骤S200的处理结束，则晕影除去处理完成。
图11表示晕影被除去后的齿列图像。
如图11所示，在齿列图像P1中，将一部分除去而除去晕影H(参照图6)。残留的晕影HR是即使改变照明方向也发生的晕影。可以推断该晕影HR是由于填充在牙齿D中的嵌体多重反射而发生的。因而，对于晕影HR不执行晕影除去处理而将嵌体映现在齿列图像P1中。
换言之，将与其他的齿列图像P2～P4的高亮度区域AB各自之间的类似度比规定的类似阈值大的齿列图像P1的高亮度区域AB推断为存在嵌体的区域，不对该区域进行图像合成处理而原样保留。结果，在拍摄具备嵌体的牙齿D的齿列图像中，避免发生没有拍摄到嵌体这样的不自然的状况。
因而，如图11所示，能够得到除了嵌体以外的牙齿的部分的晕影被除去的齿列图像。
根据以上这样的本实施方式1，能够清晰地拍摄牙齿。
(实施方式2)
有关本实施方式2的齿列图像摄影系统是上述有关实施方式1的齿列图像摄影系统的改良形态，是特别适合于包含具备嵌体的牙齿的齿列图像的摄影的形态。因而，以不同的点为中心，对本实施方式2进行说明。
如果对包含具备嵌体的牙齿的齿列、特别是包含具备金属制的嵌体的牙齿的齿列进行拍摄，则存在嵌体的一部分进行镜面反射的情况。发生镜面反射的嵌体的部分由于对应的摄像元件的像素饱和而可能发生白朦，所以不能确认其状态。
图12表示包含具备嵌体的牙齿的齿列图像及其亮度分布。
图12所示的亮度分布表示了在牙齿图像P5中依次经过齿龈、牙齿、嵌体、牙齿、齿龈的直线X－X上的亮度分布。齿龈的亮度最低，嵌体的亮度最高。在嵌体内也存在亮度比其他部分高的部分，推断该嵌体的部分发生了镜面反射。因而，如果使得与齿龈及牙齿相比亮度高的嵌体的亮度降低，则在包括嵌体的牙齿中能够抑制白朦的发生，能够得到将牙齿整体清晰地映现的齿列图像。
为了使嵌体的亮度降低，在本实施方式2的情况下，使得如图6所示那样的晕影除去处理所需要的多张齿列图像的曝光时间从规定的曝光时间TEX缩短。具体而言，在拍摄晕影除去处理所需要的多张齿列图像之前，有关本实施方式2的齿列图像摄影系统执行以下的校准处理。
图13是表示校准处理的流程的流程图。
如图13所示，在步骤S300中，控制器62从摄像元件14取得校准处理用的两张齿列图像。此时、两张齿列图像在不同的照明条件下以相互不同的曝光时间被拍摄。另外，它们的曝光时间既可以是两者与规定的曝光时间TEX不同，也可以是一方与规定的曝光时间TEX相同。一方的齿列图像例如在仅是第1LED26A点灯的状态下被拍摄。另一方的齿列图像例如在仅是第3LED26C点灯的状态下被拍摄。
在步骤S310中，控制器62在两张齿列图像各自中提取超过规定的亮度阈值的高亮度区域AB。
在步骤S320中，控制器62判定是否在两张齿列图像中存在高亮度区域AB。在存在的情况下前进到步骤S330。在不存在的情况下，由于在拍摄晕影除去处理所需要的多张齿列图像时在牙齿上发生白朦的概率较低，所以结束校准处理。
在步骤S330中，控制器62计算两张齿列图像的高亮度区域AB间的类似度。
在步骤S340中，控制器62判定是否存在类似度比规定的类似阈值大的高亮度区域AB。在存在的情况下前进到步骤S350。在不存在的情况下，由于不存在嵌体的可能性较高，所以结束校准处理。
在步骤S350中，控制器62判定两张齿列图像的高亮度区域AB的亮度值是否不同。在不同的情况下，前进到步骤S360。在不是这样的情况下，前进到步骤S400，控制器62判定为在摄像元件14中发生了异常。即，控制器62作为齿列图像摄影系统的摄影设备异常判定部发挥功能。能够执行这样的异常判定的理由在于，尽管两张齿列图像以不同的曝光时间被拍摄，但它们的高亮度区域AB的亮度值没有不同而是相同。另外，为了高精度地进行该摄像元件的异常判定，优选的是两张齿列图像的曝光时间的差较大。
在步骤S360中，控制器62使拍摄晕影除去处理所需要的多张齿列图像时的规定的曝光时间TEX缩短。即，类似度较大且亮度值不同的高亮度区域AB，是存在容易发生镜面反射的嵌体的可能性较高的区域。所以，为了抑制在晕影除去处理所需要的多张齿列图像中所包含的嵌体处的白朦，将规定的曝光时间TEX缩短。
在步骤S370中，控制器62将类似度较大且亮度值不同的高亮度区域AB确定为存在嵌体的区域。在接着的步骤S380中，控制器62基于被确定为存在嵌体的区域的高亮度区域AB的颜色信息(颜色或光泽等的能够从齿列图像取得的信息)来确定嵌体的种类。为此，在存储器64中，存储有预先准备的各种种类的嵌体的颜色或光泽等的颜色信息。通过参照存储器64内的信息，控制器62确定高亮度区域AB内的嵌体的种类。
在步骤S390中，控制器62将所确定的嵌体的种类的信息保存到存储器64中。将该嵌体的种类的信息如图11所示那样在晕影被除去后的齿列图像中映现嵌体时与该齿列图像一起输出。
根据这样的本实施方式2，与上述的实施方式1同样能够清晰地拍摄牙齿。特别是，能够清晰地拍摄具备嵌体的牙齿。
以上，举出上述的实施方式1及2说明了本公开，但本公开的实施方式并不限于上述的实施方式。
例如，在上述的实施方式的情况下，对1个牙齿执行晕影除去处理，但本公开的实施方式并不限于此。也可以对多个牙齿同时进行晕影除去处理。为此，也可以将口腔照相机利用例如360度照相机来构成。此外，例如也可以将图1所示的口腔照相机10的头部10a构成为能够相对于颈部10c旋转360度，取得全景图像状的齿列图像。
此外，在上述的实施方式1的情况下，如图5所示，对于拍摄对象的牙齿分别从不同的方向照射光的照明设备即第1～第4LED26A～26D，在拍摄1张齿列图像摄影时仅是1个LED点灯，但本公开的实施方式并不限于此。例如，作为拍摄1张齿列图像时的照明条件，也可以是两个以上的照明设备点灯的照明条件。此外，也可以是全部的照明设备照射光的照明条件、或全部的照明设备熄灯的照明条件。由此，能够使拍摄牙齿时的照明条件增加，能够使晕影除去处理所需要的照明条件不同的多个齿列图像增加。通过使用许多个齿列图像，晕影除去处理的精度提高。
关于照明设备，如图5所示那样对于第1～第4LED26A～26D进行导通/断开控制，但本公开的实施方式并不限于此。照明设备例如也可以是光量可调节的照明设备。如果使用光量可调节的照明设备，则能够使拍摄牙齿时的照明条件进一步增加，能够使晕影除去处理所需要的照明条件不同的多个齿列图像增加。通过使用多个齿列图像，晕影除去处理的精度提高。
关于照明设备的光量调节，也可以在拍摄晕影除去处理所需要的照明条件不同的多个齿列图像之前，自动或手动地调节照明设备的光量。例如，也可以使用照度传感器来测量口腔照相机的入射口周边的明亮度，基于该测量结果来调节照明设备的光量。此外，例如也可以使用测距传感器来测量从口腔照相机到拍摄对象的牙齿的距离，基于该测量结果来调节照明设备的光量。进而，例如也可以是，用户能够一边经由便携终端70的触摸屏72来确认齿列图像，一边经由该触摸屏72来调节照明设备的光量。通过在拍摄晕影除去处理所需要的照明条件不同的多个齿列图像之前适当地调节照明设备的光量，从而能够取得被抑制了某种程度晕影的发生的多张齿列图像。通过使用该被抑制了某种程度晕影的发生的多张齿列图像，从而晕影除去精度提高。
关于多个照明设备各自的照射光，在上述的实施方式1的情况下，第1～第4LED26A～26D全部输出白色光。也可以代之而是一部分的照明设备照射紫外线。如果照射紫外线，则在齿列图像中清晰地拍摄到牙垢。由此，能够使用齿列图像进行牙垢检查。
在照明设备照射紫外线的情况下，也可以通过该紫外线对口腔照相机10的头部10a进行紫外线杀菌。在此情况下，准备将头部10a整体覆盖的头罩。该头罩的内表面被进行镜面加工。当设置在被头罩覆盖的状态下的头部10a上的照明设备照射紫外线时，该紫外线在被镜面加工后的头罩的内表面反射，被照射在头部10a上。结果是头部10a通过紫外线被杀菌。
关于照明设备的照射光，优选的是将口腔照相机10、特别是进入到口腔内的头部10a及颈部10c的一部分用光的吸收性较高的膜(例如黑色的涂料)覆盖，以抑制光的反射。由此，抑制被口腔照相机10反射的光投射到牙齿上，即抑制晕影的发生。
为了以更好的状态取得晕影除去处理所需要的照明条件不同的多个齿列图像，也可以使得用户能够调节齿列图像的白平衡(white balance)。例如，也可以使得用户能够一边经由便携终端70的触摸屏72确认齿列图像一边经由该触摸屏72调节白平衡。
为了以更好的状态取得晕影除去处理所需要的照明条件不同的多个齿列图像，也可以对口腔照相机施以防雾措施。由于口腔内湿度较高，所以摄像元件14或透镜16等的摄影光学系统12的构成要素有可能被湿气润湿。作为其对策，例如也可以对透镜16的透过面及反射镜18的反射面进行防水加工。此外，例如也可以是以使摄像元件14、透镜16等不润湿(不发生结露)的方式将其周围的空气加温。作为将该空气加温的热源，也可以使用加热器。或者，也可以通过来自从电池66供电而进行驱动的电子部件的排热来将空气加温。作为替代，也可以在齿列图像中部分地发生了不清晰的部分的情况下判定为透镜16或罩28润湿了，将该情况通知给用户。
为了以更好的状态取得晕影除去处理所需要的照明条件不同的多个齿列图像，在上述的实施方式1的情况下，如图2所示，将口腔照相机10的头部10a抵接在牙龈G上。口腔照相机10的头部10a的口腔内的位置固定并不限于此。例如，也可以在颈部10c上设置供上唇或下唇落座的平面或凹面等的落座面。
为了以更好的状态取得晕影除去处理所需要的照明条件不同的多个齿列图像，尤其是为了便于拍摄到臼齿或距臼齿较近的外侧面，也可以在口腔照相机10上设置间隔件。
图14是另一实施方式的齿列图像摄影系统中的口腔照相机的一部分的立体图。
如图14所示，在口腔照相机210的头部210a，设有在摄影光学系统的光轴LA的延伸方向上延伸且两端为圆的间隔件210d。通过将该间隔件210d配置在臼齿附近的牙龈与对置的脸颊的内侧部分之间，在脸颊与臼齿的外侧面之间形成空间。结果，在摄影光学系统的入射口212a与臼齿的外侧面之间确保适合于摄影的距离。另外，如果考虑到拍摄臼齿以外的牙齿的时候，间隔件210d优选的是相对于头部210a可拆装。
此外，在拍摄多个牙齿的情况下，齿列图像摄影系统也可以向用户指示其摄影次序等。例如，在便携终端70的触摸屏72上显示包括全部的牙齿在内的口腔内图像(例如解说图)，使用该口腔内图像指示用户接着应拍摄的对象的牙齿的位置。如果用户将口腔照相机10的头部10a对准于被指示的牙齿，则基于该齿列图像判定牙齿的种类、摄影方向、像角等，向用户指示适当的摄影方向及像角等。如果由用户适当地调节了摄影方向及像角等，则口腔照相机10拍摄该牙齿。另外，能够构成为使头部10a能够相对于颈部10c旋转，在口腔照相机10中搭载使该头部10a旋转的马达，由此能够不通过用户就可以调节摄影方向。牙齿的种类能够通过对于映现在齿列图像中的牙齿的像执行图像识别来确定。由此，在用户将头部10a对准了与接着应拍摄的牙齿不同的牙齿的情况下，能够向用户指出其错误。
最后，在上述的实施方式1的情况下，齿列图像摄影系统100如图1及图3所示，由牙刷状的口腔照相机10和便携终端70构成。此外，在口腔照相机10中，搭载有作为照明设备的LED26A～26D、作为摄像设备的摄像元件14、执行晕影除去处理的控制器62等。并且，便携终端70输出齿列图像。但是，本公开的实施方式并不限于此。
例如，执行晕影除去处理的控制器也可以处于便携终端中。即，搭载在便携终端中的CPU或MPU等执行齿列图像的晕影除去处理。此外，例如也可以代替便携终端而使用个人计算机，将口腔照相机通过USB等与该个人计算机连接。
此外，搭载有照明设备和摄影设备且至少一部分进入到口腔内的照相机并不限于牙刷状的口腔照相机。只要照明设备及/或摄影光学系统的设有入射口的部分能够在口腔内自由地移动，照相机的形态没有限制。例如，也可以将包含摄影设备在内的摄影光学系统与照明设备搭载在电动牙刷的头部。
即，有关本公开的实施方式的齿列图像摄影系统，广义上讲，包括：多个照明设备，对于拍摄对象的牙齿分别从不同的方向照射光；摄影设备，在上述多个照明设备的照明条件不同的情况下、且以规定的曝光时间，拍摄映现上述牙齿的第1齿列图像及第2齿列图像；高亮度区域提取部，对于上述第1齿列图像及第2齿列图像分别提取亮度超过了规定的亮度阈值的高亮度区域；高亮度区域比较部，计算表示上述第1齿列图像及第2齿列图像的高亮度区域间的类似的程度的类似度；晕影区域确定部，在上述类似度比规定的类似度阈值小的情况下，将上述第1齿列图像的高亮度区域确定为晕影区域；图像合成处理部，提取与上述第1齿列图像的晕影区域对应的上述第2齿列图像中的裁剪区域，执行将上述晕影区域替换为上述裁剪区域的图像合成处理；以及齿列图像输出部，将被图像合成处理后的上述第1齿列图像输出。
此外，有关本公开的实施方式的齿列图像摄影方法，广义地讲，是拍摄包含拍摄对象的牙齿在内的齿列图像的齿列图像摄影方法，由多个照明设备对于拍摄对象的牙齿分别从不同的方向照射光；由摄影设备在上述多个照明设备的照明条件不同的情况下、且以规定的曝光时间，拍摄映现上述牙齿的第1齿列图像及第2齿列图像；对于上述第1齿列图像及第2齿列图像分别提取亮度超过了规定的亮度阈值的高亮度区域；计算表示上述第1齿列图像及第2齿列图像的高亮度区域间的类似的程度的类似度；在上述类似度比规定的类似度阈值小的情况下，将上述第1齿列图像的高亮度区域确定为晕影区域；提取与上述晕影区域对应的上述第2齿列图像中的裁剪区域；执行将上述晕影区域替换为上述裁剪区域的图像合成处理；将被图像合成处理后的上述第1齿列图像输出。
如以上这样，作为本公开的技术的例子，说明了上述的实施方式。为此，提供了附图及详细的说明。因而，在附图及详细的说明所记载的构成要素中，不仅包含为了课题解决所必须的构成要素，还可能包含为了例示上述的技术而并不是课题解决所必须的构成要素。因此，不应因为这些并非必须的构成要素被记载在附图及详细的说明中就直接做出这些并非必须的构成要素为必须的认定。
此外，上述的实施方式是用来例示本公开的技术，因此在权利要求书或其等同的范围中能够进行各种变更、替换、附加、省略等。
产业上的可利用性
本公开能够应用于拍摄齿列并输出齿列图像的装置、系统及方法。

Claims (8)

1.一种齿列图像摄影系统，
包括：
多个照明设备，对于拍摄对象的牙齿分别从不同的方向照射光；
摄影设备，在上述多个照明设备的照明条件不同的情况下、且以规定的曝光时间，拍摄映现上述牙齿的第1齿列图像及第2齿列图像；
高亮度区域提取部，对于上述第1齿列图像及第2齿列图像分别提取亮度超过了规定的亮度阈值的高亮度区域；
高亮度区域比较部，计算表示上述第1齿列图像及第2齿列图像的高亮度区域间的类似的程度的类似度；
晕影区域确定部，在上述类似度比规定的类似度阈值小的情况下，将上述第1齿列图像的高亮度区域确定为晕影区域；
图像合成处理部，提取与上述第1齿列图像的晕影区域对应的上述第2齿列图像中的裁剪区域，执行将上述晕影区域替换为上述裁剪区域的图像合成处理；以及
齿列图像输出部，将被图像合成处理后的上述第1齿列图像输出。
2.如权利要求1所述的齿列图像摄影系统，
在上述第1齿列图像及第2齿列图像中不包含高亮度区域的情况下，上述齿列图像输出部将上述第1齿列图像输出。
3.如权利要求1或2所述的齿列图像摄影系统，
上述摄影设备在不同的照明条件下且以相互不同的曝光时间拍摄第3齿列图像及第4齿列图像；
上述高亮度区域提取部提取上述第3齿列图像及第4齿列图像的高亮度区域；
上述高亮度区域比较部计算上述第3齿列图像及第4齿列图像的高亮度区域的类似度；
在上述第3齿列图像及第4齿列图像的高亮度区域间的类似度比上述规定的类似阈值大的情况下，上述摄影设备缩短上述规定的曝光时间来拍摄上述第1齿列图像及第2齿列图像。
4.如权利要求3所述的齿列图像摄影系统，
还包括摄影设备异常判定部，该摄影设备异常判定部在上述第3齿列图像及第4齿列图像的高亮度区域的亮度值相同的情况下，判定为在上述摄影设备中发生了异常。
5.如权利要求1～4中任一项所述的齿列图像摄影系统，
还包括嵌体种类确定部，该嵌体种类确定部将类似度比上述规定的类似阈值大的高亮度区域确定为存在嵌体的区域，基于上述高亮度区域的颜色信息和预先准备的多个种类的嵌体的颜色信息，确定嵌体的种类。
6.如权利要求1～5中任一项所述的齿列图像摄影系统，
上述照明设备和上述摄影设备被组装于牙刷状的壳体。
7.如权利要求6所述的齿列图像摄影系统，
上述齿列图像输出部是具备能够显示齿列图像的屏幕的便携终端。
8.一种齿列图像摄影方法，拍摄包含拍摄对象的牙齿在内的齿列图像，
由多个照明设备对拍摄对象的牙齿分别从不同的方向照射光；
由摄影设备在上述多个照明设备的照明条件不同的情况下、且以规定的曝光时间，拍摄映现上述牙齿的第1齿列图像及第2齿列图像；
对于上述第1齿列图像及第2齿列图像分别提取亮度超过了规定的亮度阈值的高亮度区域；
计算表示上述第1齿列图像及第2齿列图像的高亮度区域间的类似的程度的类似度；
在上述类似度比规定的类似度阈值小的情况下，将上述第1齿列图像的高亮度区域确定为晕影区域；
提取与上述晕影区域对应的上述第2齿列图像中的裁剪区域；
执行将上述晕影区域替换为上述裁剪区域的图像合成处理；
将被图像合成处理后的上述第1齿列图像输出。
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