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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der dentalen Bildtechnik
und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen
von Bildern eines in einem Zahn vorbereiteten Hohlraums mit nachfolgender
automatischer Erzeugung eines Modells zur Steuerung der automatischen
Herstellung eines Zahn-Inlays für
den Hohlraum.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die folgende herkömmliche
Situation: Ein Zahnarzt stellt in einem geschädigten Zahn einen Hohlraum
her, um den Zahn zum Beispiel mittels eines Inlays oder einer Krone
wiederherstellen zu können.
Nach Abschluss der Vorbereitungsarbeiten wird ein Abdruck vom Hohlraum
genommen und normalerweise an ein zahntechnisches Labor übersandt. Gegenüber diesem
herkömmlichen
Verfahren gibt es heute andere und modernere Techniken, bei denen das
zahntechnische Labor eine geringere Rolle spielt und das gewünschte Element
zur Wiederherstellung des Zahns in der Zahnarztpraxis selbst hergestellt wird.
Insbesondere wird der vorbereitete Hohlraum mit Hilfe eines elektrooptischen
Abtastkopfs vermessen. Die so erhaltenen Daten können durch Eingaben der Bedienungsperson
unter Anwendung von Techniken aus dem CAD-Bereich ergänzt werden, wonach
das einzubauende Teil mit Hilfe einer Miniatur-NC-Schleifmaschine
hergestellt werden kann.
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US-A-4
837 732 (Brandestini et al.) beschreibt ein Verfahren, mittels dessen
ein Zahnarzt die Form von für
die Reparatur vorbereiteten Zähnen an
Ort und Stelle aufzeichnen kann. Bei diesem Verfahren werden Daten
erfasst, die die dreidimensionale Gestalt der vorbereiteten Zähne und
ihrer unmittelbaren Umgebung wiedergibt. Zunächst wird mittels eines Abtastkopfs
ein Life-Bild per Videodarstellung erzeugt, wobei der Abtastkopf
bezüglich
der vorbereiteten Zähne
unter Beobachtung des Bildes der Zähne manuell auf dem Videodisplay
ausgerichtet wird. Anschließend
werden aus den vom Abtastkopf in einer ausgewählten Ausrichtung erzeugten Daten entsprechende
Tiefen- und Kontrastbilder erzeugt, und es wird ein Tiefenbild auf
der Grundlage des Kontrastbildes verarbeitet. In einem Schritt dieses Verfahrens
werden dem auf dem Videodisplay dargestellten Bild grafische Markierungen überlagert,
um die Online-Ausrichtung der als Life-Bild dargestellten Zähne in Bezug
auf Daten aus früheren
Datenerfassungsschritten zu erleichtern.
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Der
Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, dass es mit
einem Erfassungsschema arbeitet, das unter Umständen später die Qualität der Ergebnisse
beeinflusst und darüber
hinaus erfordert, dass der Zahnarzt den Abtastkopf an einem bestimmten
Punkt des Verfahrens praktisch absolut still hält. Im Einzelnen werden die
normalerweise auf das 3D-Erfassungsschema zurückzuführenden Artefakte (etwa Fringe-Effekt,
Speckle-Effek und/oder Jalousie-Effekt) in dem Patent als "nicht hinnehmbar
und zu beseitigen" bezeichnet,
da die Tiefe mittels unterschiedlicher Phasenwinkel gemessen wird.
Außerdem
erwähnt
das Patent die Notwendigkeit einer "nach einem Auslösesignal praktisch sofortigen 3D-Erfassung", da die wichtigste
Bedingung darin besteht, dass die Ausrichtung des Abtastkopfs sich während der
Such- und Erfassungsmodi nicht verändern darf.
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Bei
Brandestini et al. wird das 3D-Ergebnis dem Suchbild überlagert,
damit der Zahnarzt das Ergebnis überprüfen kann.
Nötig wäre jedoch
ein System, bei dem die 3D-Ergebnisse unter Verwendung fotogrammetrischer
Projektionsgleichungen in das Bild projiziert werden. Dadurch würden die
Ergebnisse so erscheinen, als wenn sie zum Zeitpunkt der Bilderfassung
tatsächlich
in der Szene vorhanden wären,
wodurch eine sehr viel genauere und präzisere Auswertung möglich würde.
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Bisherige
fotogrammetrische Lösungen
waren jedoch aus einer Reihe von Gründen nicht allzu erfolgreich
(siehe zum Beispiel US-A-5 372 502 oder US-A-5 851 115). Die Lösungen waren
deshalb nicht erfolgreich, weil es schwierig ist, die genaue Beziehung
zwischen der Kamera und dem Objekt zu bestimmen. Außerdem ist
auch die präzise
Vermessung des Objekts schwierig, weil Zähne eine ziemlich gleichmäßige Färbung und
nur wenig Struktur aufweisen (dies ist auch der Grund für die Schwierigkeit, die
vorstehend beschriebene Beziehung zu bestimmen).
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eines oder mehrere der vorstehend beschriebenen
Probleme zu überwinden.
Kurz zusammengefasst umfasst gemäß einem
Aspekt der Erfindung ein Verfahren (und ein System) zum Erzeugen
eines Zahnmodells anhand von Bildparametern, die aus einer Folge
sich überlappender
Bilder eines intraoralen Objekts abgeleitet werden, die Schritte:
a) Erfassen der Folge sich überlappender
Bilder des intraoralen Objekts und eines dreidimensionalen Kontrollobjekts
aus einer Vielzahl unterschiedlicher Erfassungspositionen mittels
eines einen Sensor verwendenden Abbildungsverfahrens, wobei das
Objekt gemeinsame Oberflächenmerkmale
aufweist, und wobei das Kontrollobjekt aus starren Längen eines
Materials besteht, das in drei Dimensionen bezüglich des Objekts angeordnet
ist, um Kontrollmerkmale mit Eckpunkten zwischen den starren Längen bereitzustellen;
b) Messen der Kontrollmerkmale anhand des Kontrollobjekts und des
Objekts; c) analytisches Erzeugen eines dreidimensionalen Modells
des Objekts durch fotogrammetrisches Einstellen der Bildparameter
gemäß einem
mehrstrahligen Stereo-Schnittpunktverfahren unter Verwendung der Messungen
der Kontrollmerkmale, um Objekt-Raum-Koordinaten eines beliebigen
Objektpunktes zu berechnen, der in den einander überlappenden Bildern aus verschiedenen
Erfassungsausrichtungen abgebildet ist, wodurch ein fotogrammetrisch ausgerichtetes,
dreidimensionales Modell des Objekts entsteht, das mit einer analytischen
Darstellung eines physikalischen Modells verarbeitet wurde, welches
das Abbildungsverfahren des Sensors beschreibt, der die Bilder erfasst
hat, wodurch die Anzahl an Abbildungsfehlern aufgrund des Abbildungsverfahrens,
einschließlich
der veränderbaren
Ausrichtungen der Erfassungspositionen, reduziert wird; und d) Einstellen
des fotogrammetrisch ausgerichteten, dreidimensionalen Modells des
Objekts durch Ausrichten der gemeinsamen Merkmale des Modells mit
gleichen Merkmalen in den Bildern des Objekts, wodurch anhand der
Folge von Bildern ein ausgerichtetes Zahnmodell entsteht. In der
Praxis wird die Fehlausrichtung im letzten Schritt durch Anwendung eines
dreidimensionalen Morphing-Algorithmus korrigiert.
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Der
wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die Verwendung
fotogrammetrischer Projektionsverfahren und Kontrolleinstellungen keine
Notwendigkeit für
ein Registrierschema besteht, wie es etwa bei Brandestini et al.
Anwendung findet, wo Lichtstreifen auf das Kontrollobjekt projiziert
werden, was zu unannehmbaren Artefakten führen kann. Außerdem ist
es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
nicht nötig,
die Erfassung des/der Bildes/Bilder "quasi unverzögert" durchzuführen, da keine Phaseninformation
verwendet wird.
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Es
ist nunmehr möglich,
die genaue Beziehung zwischen der Kamera und dem intraoralen Objekt
zu messen, weil durch die Verwendung eines Kontrollobjekts etwas
da ist, das gemessen werden kann, was die Bestimmung der Beziehungen
zwischen der Kamera und dem Kontrollobjekt ermöglicht. Durch die 3D-Morphingtechnik
wird die genaue Vermessung des Objekts selbst möglich, indem die verfügbaren Daten
in das Bild projiziert werden und dann überprüft wird, wie gut diese Daten
im 3D-Objektraum passen. Wenn sie korrekt passen, müsste das
Modell des Zahns mit dem Zahn "passgenau" übereinstimmen.
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Diese
und andere Aspekte, Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung und den beiliegenden Ansprüchen unter Bezugnahme auf die
zugehörigen
Zeichnungen besser verständlich.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Erzeugen von Zahnmodellen aus Bildern;
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2 ein
perspektivisches Diagramm eines für das in 1 beschriebene
Verfahren nützlichen Kontrollobjekts;
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3 ein
Blockdiagramm einer Morphing-Technik, die mit einer Datenbank gattungsgemäßer Zahnmodelle
arbeitet; und
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4 ein
Diagramm eines nach dem in 1 dargestellten
Verfahren arbeitenden Dentalsystems.
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Da
zahntechnische Bildverarbeitungs-Systeme und -Verfahren allgemein
bekannt sind, richtet sich die folgende Beschreibung insbesondere
auf solche Elemente, die Teil der Vorrichtung und des Verfahrens
gemäß der Erfindung
sind oder direkter mit ihnen zusammenwirken. Hier nicht besonders dargestellte
oder beschriebene Elemente können
jeweils aus den dem Fachmann bekannten Lösungen ausgewählt werden.
Bestimmte Aspekte der zu beschreibenden Ausführungsform können in
Form einer Software bereitgestellt werden. Bei dem in den folgenden
Unterlagen erfindungsgemäß beschriebenen
und dargestellten System ist die Software, die hier nicht besonders
dargestellt, beschrieben oder vorgeschlagen wird, aber für die Durchführung der Erfindung
nützlich
ist, bereits bekannt oder liegt im Rahmen der normalen Fertigkeiten
auf diesem Gebiet. Dies gilt insbesondere für die hoch entwickelte Technik
der Fotogrammetrie und die heute bereits guten Kenntnisse der Automation
des fotogrammetrischen Prozesses.
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In 4 ist
zunächst
eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung in einem System mit einer intraoralen Kamera 2,
einem Computersystem 3, das Instruktionen für die Durchführung der
Erfindung enthält,
und einer Werkzeugmaschine 4 dargestellt. Es versteht sich,
dass in der schematischen Darstellung gemäß 4 die Verbindungen
zwischen der Kamera 2, dem Computersystem 3 und
der Werkzeugmaschine 4 nicht besonders dargestellt, sondern
nur durch Pfeile angedeutet sind. Diese Verbindungen können in
unterschiedlicher Weise realisiert werden, etwa mittels Kabel oder
durch sonstige elektromagnetische Verbindung (etwa HF-Übertragung) oder
durch manuelle Datenübertragung
von einer Maschine zur anderen. Bei der Kamera 2 kann es sich
um jede herkömmliche
zahntechnische Kamera handeln, die in der Lage ist, hoch aufgelöste Bilder
eines intraoralen Objekts, etwa der Zähne 4, aufzunehmen;
bevorzugt ist zum Beispiel die in der gemeinsam abgetretenen US-Parallelanmeldung
Nr. 09/796 239 mit dem Titel "Intraorale
Kamera mit integriertem Display",
eingereicht am 28. Februar 2001 auf die Namen J. P. Spoonhower,
J. R. Squilla und J. T. Boland, die hiermit durch Bezugnahme in
diesen Text aufgenommen wird, beschriebene intraorale Kamera.
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Der
Zahnarzt hält
die Kamera 2 in der Hand und nimmt mehrere Bilder der Zähne auf;
dabei versteht es sich jedoch, dass die Ausrichtung der Kamera bezüglich der
Zähne sich
von einem Bild zum nächsten
verändert.
Die Auswirkung dieser unterschiedlichen Ausrichtungen auf die nachfolgenden Messungen
auszuschließen,
ist eine Aufgabe der Erfindung. Die von der Kamera 2 erhaltenen
digitalisierten Daten werden zur Verarbeitung an das Computersystem 3 übertragen.
Dabei führt
das Computersystem 3 die erfindungsgemäße Methodik im Prozessor 5 durch,
und die Bildergebnisse können
interaktiv auf einem Monitor 6 dargestellt werden. Eine
Bedienungsperson kann mittels einer Tastatur 7 und/oder einer
Maus 8 einen Cursor 9 manipulieren, um Messungen
der im Folgenden zu beschreibenden Art durchzuführen. Als Ausgabe liefert das
Computersystem 3 ein digitalisiertes dreidimensionales
Oberflächenmuster,
das als Werkzeugbahnprogramm für die
Herstellung einer Zahnform oder eines Zahnaufbauelements an eine
Werkzeugmaschine 4 übertragen
wird. Das Programm steuert einen Fräser 10 bei der Herstellung
der Zahnform oder des Zahnaufbauteils 11 aus einem geeigneten
Substrat, zum Beispiel aus Keramik oder einem anderen geeigneten,
maschinell bearbeitbaren Material.
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Das
erfindungsgemäße zahntechnische
Abbildungsverfahren verwendet ein Vermessungsverfahren, das präzise Zahnmodelle
mittels fotogrammetrischer Projektion, analytischer Einstellung
auf das Kontrollobjekt und einer dreidimensionalen Morphingtechnik
entwickelt. Unter Vermessungstechnik ist in diesem Fall ein Messverfahren
zu verstehen, dass mehrere Schritte umfasst: 1) Festlegen von Kontrollpunkten
im digitalisierten Bild, 2) stereoskopische Übertragung dieser Punkte auf
die überlappenden
Bilder, auf denen sie erscheinen, und 3) tatsächliches Vermessen der Bildkoordinaten
der Kontrollpunkte.
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Generell
versteht man unter Fotogrammetrie die grafische Vermessung mittels
Licht und insbesondere die Technik zuverlässiger Messungen mittels Fotografien
oder anderen bildgebenden Verfahren, etwa der elektronischen Erfassung
mittels eines Sensors (siehe allgemein Manual of Photogrammetry, Vierte
Ausgabe, American Society of Photogrammetry, 1980). Unter fotogrammetrischer
Projektion versteht man eine Bildprojektion, die mit der analytischen
Darstellung eines physikalischen Modells arbeitet, das das Abbildungsverfahren
des Sensors beschreibt. Der Ausdruck "Projektion" bezieht sich dabei auf das Konzept
des Lichtstrahls, der von dem intraoralen Objekt durch die Linse
des Sensors auf die Bildebene projiziert wird, wobei in diesem Fall
das physikalische Modell des Abbildungsverfahrens eingesetzt wird,
um die künftige
Position der Punkte zu bestimmen.
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Unter
analytischer Einstellung auf das Kontrollobjekt ist der Prozess
der Korrektur der Parametergruppe, die das physikalische Modell
beschreibt, anhand einer Untergruppe bekannter Parameter, so genannter
Kontrollparameter, zu verstehen. Normalerweise wird für die Einstellung
ein Verfahren der kleinsten Quadrate auf eine Gruppe von Normalgleichungen
angewandt, die aus einer Gruppe linearisierter Gleichungen abgeleitet
wurden, welche ihrerseits zum Teil Ableitungen aus den Bildkoordinaten der
Parameter-Gesamtgruppe sind. Verfahren der kleinsten Quadrate sind
dem auf diesem Gebiet erfahrenen Fachmann bekannt und werden zum
Beispiel im Manual of Photogrammetry, Vierte Ausgabe, a.a.O., S.
77–88,
beschrieben, das durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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Unter
dreidimensionaler Morphing-Technik ist das Verfahren der Anpassung
eines dreidimensionalen Modells eines Objekts an ein Bild oder mehrere Bilder
des Objekts zu verstehen. Dies geschieht in der Weise, dass man
ein fiktives dreidimensionales Modell eines Objekts (durch das vorstehend
genannte analytische physikalische Modell) in ein vorhandenes Bild
projiziert, Abweichungen zwischen dem echten Bild und dem projizierten,
vom Objektmodell abgeleiteten Bild erkennt und das Objektmodell
(das danach erneut projiziert wird) korrigiert, um die Passgenauigkeit
zu verbessern. Dreidimensionale Morphing-Techniken sind dem Fachmann
bekannt und werden deshalb hier nicht im Einzelnen beschrieben. Zur
weiteren Information wird auf die Artikel von Frederic Pighin et
al. "Synthetisieren
realistischer Gesichtsausdrücke
aus Fotografien",
veröffentlicht
in Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, 1998,
S 75–83,
und von Takaaki Akimoto et al. "Automatische
Erzeugung dreidimensionaler Gesichtsmodelle", erschienen in IEEE Computer Graphics & Applications,
September 1993, S 16–22, verwiesen.
Diese Artikel richten sich zwar besonders auf Gesichtsmodelle, die
Anwendung der Technologie auf Zahnmodelle wäre aber identisch.
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In 1 und 2 ist
das erfindungsgemäße Verfahren
dargestellt, bei dem eine Vielzahl von Bildern 12 eines
intraoralen Objekts (eines oder mehrerer Zähne 14) zunächst aus
mehreren unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen und/oder Positionen von
der Kamera 2 aufgenommen werden. Bei jedem Bild enthalten – wie in 2 zu
erkennen – einer
oder mehrere der Zähne 14 (z.B.
der Zahn 14a) ein Kontrollobjekt 16. (In der Praxis
handelt es sich bei diesem Zahn entweder um einen originalen, noch
nicht behandelten Zahn oder den bereits für die Wiederherstellung vorbereiteten
Zahn (d.h. einen Zahnstumpf)) Das Kontrollobjekt 16 besteht
aus einem auf dem Zahn 14a aufliegenden starren Material
in Sattelform, dessen Länge
C sich entlang der Seite des Zahns erstreckt. (Obwohl dies in 2 nicht
dargestellt ist, könnte
das Kontrollobjekt 16 auch mehrere Zähne, zum Beispiel die beiden
Zähne 14a, 14b überspannen.)
Die Längen
A, B, C und D sind bekannt und können
ungleich sein. Auch die Winkel an den Eckpunkten 18 sind
bekannt. Wie noch zu beschreiben sein wird, stellen die Eckpunkte 18 die
vorstehend bereits erwähnten
bekannten Parameter oder Kontrollparameter dar, die für die analytische Anpassung
an das Kontrollobjekt verwendet werden. Für Zähne unterschiedlicher Größe können verschiedene
Kontrollobjekte unterschiedlicher Größen hergestellt werden. Üblicherweise
werden mehrere Bilder aus unterschiedlichen Betrachtungsrichtungen/Positionen
als Grundlage für
eine dreidimensionale Ansicht des intraoralen Objekts mit sowohl
den Steuerparametern als auch bestimmten allgemeinen Merkmalen des
Zahns aufgenommen, etwa den Höckern
und Vertiefungen, die die natürliche
Topografie der Oberfläche
des Zahns (oder des Zahnstumpfs, wenn es sich bei dem intraoralen
Objekt um einen vorbereiteten Zahn handelt) wiedergeben.
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Das
Vermessungsverfahren besteht aus dem Messen gemeinsamer Merkmale
und Parameter (der Höcker
und Vertiefungen) in der Merkmals-Messstufe 20 und dem
Messen von Kontrollmerkmalen und Parametern (Eckpunkte 18)
am Kontrollobjekt 16 in einer Kontroll-Messstufe 22.
Für die Durchführung dieser
Messungen gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Gemäß 4 können diese
Messungen interaktiv ausgeführt
werden, indem eine Bedienungsperson den Cursor 9 über den
entsprechenden Merkmalen jedes der Vielzahl von Bildern 12 positioniert,
während
diese auf dem Monitor 6 angezeigt werden; die Koordinaten
jeder Messung werden dann im Prozessor 5 erfasst. Alternativ
kann der Prozessor 5 auch jedes der Merkmale mittels entsprechender
herkömmlicher
Bildverarbeitungsalgorithmen automatisch feststellen, wobei hierzu
gegebenenfalls auch Bildverbesserungs- und andere Algorithmen zur
Verbesserung der Merkmale eingesetzt werden können. Anschließend werden
die Messergebnisse in einem fotogrammetrischen Einstellschritt 24 verarbeitet,
um die Objekt-Raum-Koordinaten jedes Eckpunkts zu berechnen, der
in der Vielzahl der aus verschiedenen Erfassungsrichtungen aufgenommenen,
sich überlappenden
Bilder abgebildet ist; dies geschieht mit Hilfe des weiter oben
erwähnten, im
Manual of Photogrammetry, Vierte Ausgabe, a.a.O, beschriebenen Verfahrens
der kleinsten Quadrate. Im Grunde handelt es sich hierbei um ein mehrstrahliges
Stereo-Schnittpunktverfahren, mit dessen Hilfe die einzelnen Bildpunkte
bezüglich
der Kameraposition festgelegt werden. Als Ergebnis erhält man ein
dreidimensionales Modell 26 des Zahns, das mit einer analytischen
Darstellung des physikalischen Modells verarbeitet wurde, welches
das Abbildungsverfahren des Sensors wiedergibt, der die Bilder erfasst
hat.
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Allerdings
besteht das Abbildungsgerät
normalerweise aus einer Handkamera, die keine perfekte geometrische
Wiedergabe des Objekts erzeugt, so dass wegen der mangelnden präzisen Kenntnis
der Bildpositionen Fehler entstehen. Eines der Merkmale der Erfindung
besteht darin, diese Fehler, d.h. die Veränderlichkeit in der Ausrichtung
der Kamera, zu beseitigen, bevor die Korrektur von Fehlern im tatsächlichen
Zahnmodell in Angriff genommen wird. Auf diese Weise lässt sich
das nach dem Stand der Technik vorhandene Erfordernis (und Problem),
nämlich
dass der Abtastkopf oder das Abbildungsgerät absolut still gehalten werden
muss, beseitigen. Man korrigiert daher die Schätzwerte durch eine analytische
Einstellung unter Verwendung der Kontrollpunkte (der Eckpunkte 18),
indem man das 3D-Modell 26 im analytischen Projektionsschritt 28 in
ein vorhandenes Bild (eines der Vielzahl der Bilder 12)
projiziert, die Fehlausrichtung der Kontrollpunkte (Eckpunkte 18)
zwischen dem Modell und dem Bild in einer Fehlausrichtungsstufe 30 feststellt
und bei nicht akzeptabler Fehlausrichtung (Entscheidung 34)
die fotogrammetrischen Einstellungen in einer Einstellungsstufe 32 verfeinert.
Die Projektion ist ein analytisches, d.h. mathematisches Verfahren,
bei dem die Bestimmung der Fehlausrichtung interaktiv (mittels des
Cursors 9) oder automatisch mit Hilfe entsprechender Bildverarbeitungsalgorithmen
durchgeführt werden
kann. Dabei sollte man verstehen, dass dieser Projektionsprozess
mit dem das Abbildungsverfahren beschreibenden physikalischen Modell
arbeitet und daher nicht nur einfach das 3D-Modell auf das Bild überlagert.
Nach Durchführung
dieser Korrekturen ist die durch die verschiedenen Kameraausrichtungen
erzeugte Variabilität
im Modell auf ein akzeptables Niveau reduziert, wenn nicht gar ganz
beseitigt.
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Wenn
eine akzeptable Kontroll-Ausrichtung erzielt ist, müssten die
Steigungen und Krümmungen zwischen
den Höckern
und Vertiefungen des Modells entweder mit den entsprechenden Merkmalen
im Bild des Zahns übereinstimmen
oder übereinstimmend gemacht
werden. Daher ist es nötig,
die noch verbleibende Fehlausrichtung des Modells bezüglich des tatsächlichen
Bildes in einer Fehlausrichtungs-Bestimmungsstufe 36 festzustellen,
d.h. eine eventuelle Fehlausrichtung der gemeinsamen Merkmale im
Modell bezüglich
derselben Merkmale im tatsächlichen Bild,
zu bestimmen. Liegt eine Fehlausrichtung vor (Entscheidung 38),
wird ein dreidimensionales Morphing-Verfahren 40 eingeleitet,
um das dreidimensionale Objektmodell in einer Einstellstufe 42 auf
ein Bild oder mehrere Bilder des Objekts einzustellen. (Dies verändert die
dreidimensionale Position der Punkte im Modell, ohne jedoch die
vorherige Ausrichtungs-Einstellung
bezüglich
der Kameraausrichtung zu beeinflussen.) Dies erfolgt in einer Projektionsstufe 44,
indem das hypothetische dreidimensionale Modell des Objekts (durch
das vorstehend erwähnte analytische
physikalische Modell) in eines der vorhandenen Bilder des intraoralen
Objekts projiziert wird. Anschließend wird die Fehlausrichtung
zwischen dem echten Bild und dem projizierten, vom Objekt-Modell
abgeleiteten Bild in einer Fehlausrichtungsstufe 46 festgestellt.
Ist die Fehlausrichtung akzeptabel (Entscheidung 48), endet
das Verfahren; anderenfalls werden in den Stufen 40 und 42 zur
Verbesserung der Passgenauigkeit Korrekturen an dem Objektmodell
vorgenommen (das dann erneut projiziert wird).
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Jetzt
ist das Modell das Zahns akzeptabel und kann für die nachfolgende Verarbeitung,
etwa die Herstellung des gewünschten
Zahnaufbauteils in einem Labor oder in der Zahnarztpraxis mittels
der Werkzeugmaschine 4 verwendet werden. Es versteht sich,
dass erfindungsgemäß neben
Zähnen
auch andere Zahnprothesenteile modelliert werden können, unter
anderem Brücken,
Verblendungen und andere Zahnaufbauteile. Außerdem können neben dem Fräsen oder
spanabhebenden Verfahren auch andere Herstellungsverfahren wie das
Spritzgießen
eingesetzt werden.
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3 zeigt
ein alternatives Verfahren zum Einstellen des dreidimensionalen
Objekt-Modells auf ein Bild oder mehrere Bilder des intraoralen
Objekts, d.h. ein alternatives Modell zu der durch die Elemente 40–48 in 1 wiedergegebenen
Logik. Insbesondere können
nach der alternativen Lösung
gemäß 3 aus
einer Datenbank entsprechender Modelle ausgewählte gattungsmäßige 3D-Modelle
zusätzlich oder
ergänzend
zu dem durch die Elemente 40–48 erhaltenen 3D-Modell eingesetzt
werden. Diese Lösung
behebt insbesondere die Schwierigkeit der präzisen Vermessung der Höcker und
Vertiefungen, die vielleicht nicht so gut definiert sind wie die
Eckpunkte des Kontrollobjekts, indem sie statt dessen die Verwendung
eines gattungsmäßigen Zahnmodells
erlaubt. Dies bedeutet im Grunde, dass in 1 das 3D-Modell 26 wegfallen
kann oder, genauer gesagt, dass das Verfahren darauf reduziert werden
kann, eine 3D-Modells des Kontrollobjekts (statt des Zahns und des
Kontrollobjekts) zu erzeugen und von diesem ausgehend weiter zu
arbeiten.