ES2927626T3 - Aparato de escaneo de foco que graba el color - Google Patents

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Abstract

Se divulga un sistema de escáner y un método para registrar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto donde tanto la información de la geometría de la superficie como la información del color de la superficie para un bloque de dichos píxeles del sensor de imagen provienen al menos parcialmente de una imagen 2D registrada por dicho sensor de imagen en color. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de escaneo de foco que graba el color
Campo de aplicación
La solicitud se refiere al escaneo tridimensional (en 3D) de la geometría de la superficie y al color de la superficie de los objetos. Una aplicación particular se encuentra dentro de la odontología, particularmente para el escaneo intraoral.
Antecedentes
Los escáneres en 3D son ampliamente conocidos en la técnica, al igual que los escáneres en 3D dentales intraorales (como, por ejemplo, los escáneres Sirona Cerec, Cadent Itero, 3Shape TRIOS).
La capacidad de grabar el color de la superficie es útil en muchas aplicaciones. Por ejemplo en odontología, el usuario puede diferenciar tipos de tejido o detectar restauraciones existentes. Por ejemplo, en la inspección de materiales, el usuario puede detectar anomalías en la superficie, tales como defectos de cristalización o decoloración. En general, no es posible observar lo anterior en base únicamente a la información sobre la geometría de la superficie.
El documento WO2010145669 menciona la posibilidad de grabar color. En particular, se combinan varias imágenes secuenciales, tomada cada una para iluminar en un color diferente (típicamente, azul, verde y rojo) para formar una imagen en color sintética. Por consiguiente, este planteamiento requiere medios para cambiar el color de la fuente de luz, tales como filtros de color. Además, en el uso portátil, el escáner se moverá con relación al objeto escaneado durante la secuencia de iluminación, lo que reduce la calidad de la imagen en color sintética. Además, el documento WO2010145669 divulga un aparato de escaneo de foco relacionado con la obtención de coordenadas mundiales en 3D mediante la evaluación de una función de correlación para todas las posiciones de foco. El documento se refiere también a obtener colores por interpolación de datos, aunque sólo para posiciones seleccionadas del plano focal. Este documento divulga que la resolución de color es menor que la resolución de la topología de superficie.
El documento WO2010145669 menciona la posibilidad de grabar color. En particular, se combinan varias imágenes secuenciales, tomada cada una para iluminar en un color diferente — típicamente azul, verde y rojo— para formar una imagen en color sintética. Por consiguiente, este planteamiento requiere medios para cambiar el color de la fuente de luz, tales como filtros de color. Además, en el uso portátil, el escáner se moverá con relación al objeto escaneado durante la secuencia de iluminación, lo que reduce la calidad de la imagen en color sintética. Además, el documento WO2010145669 divulga un aparato de escaneo de foco relacionado con la obtención de coordenadas mundiales en 3D mediante la evaluación de una función de correlación para todas las posiciones de foco. El documento se refiere también a obtener colores por interpolación de datos, aunque sólo para posiciones seleccionadas del plano focal. Este documento divulga que la resolución de color es menor que la resolución de la topología de superficie.
El documento US 2012/14243 describe un sistema para formar una imagen tridimensional de un objeto de prueba, comprendiendo el sistema un microscopio y una platina de escaneo. El documento US 2012/14243 divulga adicionalmente que la reflectividad del color se puede determinar mediante dispositivos de grabación de imágenes que tengan una multiplicidad de canales de color y de detectores.
El documento WO2012083967 divulga un escáner para grabar datos de geometría y datos de textura con dos cámaras separadas. Mientras que la primera cámara tiene una profundidad de campo relativamente somera, como para proporcionar escaneo de foco en base a múltiples imágenes, la segunda cámara tiene una profundidad de campo relativamente grande, como para proporcionar información de textura de color a partir de una única imagen.
Los microscopios confocales de barrido con grabación de color también se conocen de la técnica anterior (véase, por ejemplo, Keyence VK9700; véase también JP2004029373). Se utiliza un sistema de iluminación de luz blanca junto con un sensor de imagen en color para grabar la textura en 2D, mientras que un rayo láser forma un punto que se escanea, es decir, que se mueve sobre la superficie y se graba mediante un fotomultiplicador, proporcionando los datos geométricos de muchas mediciones de profundidad, una para cada posición del punto. El principio de un punto en movimiento requiere que el objeto medido no se mueva con relación al microscopio durante la medición, y, por consiguiente, no es adecuado para uso portátil.
Sumario
La invención es un escáner de foco de acuerdo con la reivindicación 1 de las reivindicaciones adjuntas. En consecuencia, el alcance completo de la protección de la presente invención se define únicamente por las reivindicaciones adjuntas.
Un aspecto de esta solicitud es proporcionar un sistema de escáner y un método para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, y donde la geometría de la superficie y el color de la superficie se derivan de las mismas imágenes en 2D capturadas.
Un aspecto de esta solicitud es proporcionar un sistema de escáner para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, y en el que todas las imágenes en 2D se capturan utilizando el mismo sensor de imagen en color.
Un aspecto de esta solicitud es proporcionar un sistema de escáner y un método para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, en el que la información relacionada con la geometría de la superficie y el color de la superficie se adquieren simultáneamente, de tal manera que, con el fin de generar una representación en 3D digital del objeto que exprese tanto el color como la geometría del objeto, no resultan necesarios ni la alineación de los datos relacionados con la geometría de la superficie grabada ni los datos relacionados con el color de la superficie grabada.
Se divulga un sistema de escáner para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, comprendiendo, el sistema de escáner:
- una fuente de luz multicromática configurada para proporcionar una luz de sonda multicromática para la iluminación del objeto,
- un sensor de imagen en color que comprende una matriz de píxeles de sensor de imagen para capturar una o más imágenes en 2D de la luz recibida de dicho objeto, y
- un sistema de procesamiento de datos configurado para derivar tanto información de la geometría de superficie como información del color de superficie para un bloque de dichos píxeles de sensor de imagen al menos parcialmente a partir de una imagen en 2D grabada por dicho sensor de imagen en color.
Se divulga un método para grabar la geometría de superficie y el color de superficie de un objeto, comprendiendo, el método:
- obtener un sistema de escáner que comprende una fuente de luz multicromática y un sensor de imagen en color que comprende una matriz de píxeles de sensor de imagen;
- iluminar la superficie de dicho objeto con luz de sonda multicromática procedente de dicha fuente de luz multicromática;
- capturar una serie de imágenes en 2D de dicho objeto utilizando dicho sensor de imagen en color; y
- derivar tanto la información de la geometría de superficie como la información del color de superficie para un bloque de dichos píxeles de sensor de imagen al menos parcialmente a partir de una imagen en 2D capturada.
En el contexto de la presente solicitud, la frase "color de la superficie" puede referirse al color aparente de la superficie de un objeto, y, de este modo, en algunos casos, tales como cuando concurren objetos semitransparentes o semitranslúcidos como los dientes, puede originarse por la luz de la superficie del objeto y/o por el material bajo la superficie del objeto, tal como por el material que se encuentra inmediatamente por debajo de la superficie del objeto.
En el contexto de la presente solicitud, la frase "derivada al menos en parte de una imagen en 2D" se refiere a la situación en la que la información de la geometría de superficie para un bloque dado de píxeles de sensor de imagen se deriva, al menos en parte, de una imagen en 2D, y donde la información del color de superficie correspondiente se deriva, al menos en parte, de la misma imagen en 2d. La fase también cubre casos en los que la información de la geometría de superficie para un bloque determinado de píxeles de sensor de imagen se deriva, al menos en parte, de una pluralidad de imágenes en 2D de una serie de imágenes en 2D capturadas, y donde la información del color de superficie correspondiente se deriva, al menos en parte, de las mismas imágenes en 2D de esa serie de imágenes en 2D capturadas.
Una ventaja de derivar información de la geometría de superficie e información del color de superficie para un bloque de dichos píxeles de sensor de imagen al menos parcialmente de una imagen en 2D es que se puede realizar un sistema de escáner que tiene sólo un sensor de imagen. Es una ventaja que la información de la geometría de superficie y la información del color de superficie se deriven al menos parcialmente de una imagen en 2D, ya que esto prevé, intrínsecamente, que los dos tipos de información se adquieran simultáneamente. Por consiguiente, no hay requisito alguno para una disposición temporal exacta en el funcionamiento de dos sensores de imagen en color, que puede ser el caso cuando se usa un sensor de imagen para la grabación de geometría y otro para la grabación de color. Igualmente, no hay necesidad de hacer un cálculo elaborado que tenga en cuenta las diferencias significativas en la disposición temporal de captura de imágenes en 2D de la que se derive la información sobre la geometría de la superficie y la disposición temporal de captura de imágenes en 2D de la que se derive la información del color de superficie.
La presente solicitud divulga una mejora significativa sobre el estado de la técnica en el sentido de que sólo se requiere un único sensor de imagen y una única fuente de luz multicromática, y que el color de la superficie y la geometría de la superficie para al menos una parte del objeto pueden ser derivados de la/s misma/s imagen en 2D o imágenes en 2D, lo que también significa que la alineación del color y la geometría de la superficie es intrínsecamente perfecta. En el sistema de escáner de acuerdo con la presente solicitud, no hay necesidad de tener en cuenta o de compensar el movimiento relativo del objeto y el sistema de escáner para obtener la geometría de la superficie y para obtener el color de la superficie. Dado que la geometría de la superficie y el color de la superficie se obtienen, precisamente, al mismo tiempo, el sistema de escáner mantiene automáticamente su disposición espacial con respecto a la superficie del objeto mientras obtiene la geometría de la superficie y el color de la superficie. Esto hace que el sistema de escáner de la presente solicitud sea adecuado para uso portátil, por ejemplo, a modo de escáner intraoral, o para escanear objetos en movimiento.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para derivar la información sobre la geometría de la superficie e información sobre el color de la superficie para dicho bloque de píxeles de sensor de imagen a partir de una serie de imágenes en 2D, tal como a partir de una pluralidad de imágenes en 2D de una serie de imágenes capturadas en 2D. Es decir, que el sistema de procesamiento de datos es capaz de analizar una pluralidad de imágenes en 2D en una serie de imágenes en 2D capturadas con el fin de derivar la información sobre la geometría de la superficie para un bloque de píxeles de sensor de imagen, y también para derivar información sobre el color de la superficie de al menos una de las imágenes en 2D de las que se deriva la información sobre la geometría de la superficie.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para derivar información sobre el color de la superficie de una pluralidad de imágenes en 2D de una serie de imágenes en 2D capturadas, y para derivar la información sobre la geometría de la superficie de al menos una de las imágenes en 2D de las que se deriva la información sobre el color de la superficie.
En algunas realizaciones, el conjunto de imágenes en 2D del que se deriva la información sobre el color de la superficie es idéntico al conjunto de imágenes en 2D del que se deriva la información sobre la geometría de la superficie.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para generar un escaneo secundario de una parte de la superficie del objeto en base a la información sobre la geometría de la superficie e información sobre el color de la superficie derivadas de una pluralidad de bloques de píxeles de sensor de imagen. El escaneado secundario expresa al menos la geometría de la parte del objeto, y, típicamente, el escaneado secundario se deriva de una pila de imágenes en 2D capturadas.
En algunas realizaciones, todas las imágenes en 2D de una serie de imágenes capturadas se analizan para derivar la información sobre la geometría de la superficie para cada bloque de píxeles de sensor de imagen en el sensor de imagen en color.
Para un bloque dado de píxeles de sensor de imagen, las porciones correspondientes de las imágenes en 2D capturadas de la pila se analizan para derivar la información sobre la geometría de la superficie y la información sobre el color de la superficie para ese bloque.
En algunas realizaciones, la información sobre la geometría de la superficie se relaciona con el lugar donde se ubica la superficie del objeto con relación al sistema de coordenadas del sistema de escáner para ese bloque particular de píxeles de sensor de imagen.
Una ventaja del sistema de escáner y del método de la aplicación actual es que las informaciones utilizadas para generar el escaneo secundario, que expresan tanto la geometría como el color del objeto (como se contempla desde una vista) se obtiene simultáneamente.
Se pueden generar escaneos secundarios para una serie de vistas diferentes del objeto, de tal manera que, juntas, cubran la parte de la superficie.
De acuerdo con la invención, el sistema de procesamiento de datos está configurado para combinar una serie de escaneos secundarios para generar una representación digital en 3D del objeto. La representación digital en 3D del objeto expresa tanto la geometría como el color del objeto grabados.
La representación digital en 3D del objeto puede tener la forma de un archivo de datos. Cuando el objeto es el conjunto de dientes de un paciente, la representación digital en 3D de este conjunto de dientes puede utilizarse, por ejemplo, para la fabricación en diseño ayudado de ordenador/fabricación ayudada de ordenador (CAD/CAM) de un modelo físico del conjunto de dientes del paciente.
La geometría de la superficie y el color de la superficie se determinan a partir de la luz grabada por el sensor de imagen en color.
En algunas realizaciones, la luz recibida del objeto se origina en la fuente de luz multicromática, es decir, es luz de sonda reflejada o difundida desde la superficie del objeto.
En algunas realizaciones, la luz recibida del objeto comprende fluorescencia excitada por la luz de sonda de la fuente de luz multicromática, es decir, fluorescencia emitida por materiales fluorescentes en la superficie del objeto.
En algunas realizaciones, se usa una segunda fuente de luz para la excitación de la fluorescencia, mientras que la fuente de luz multicromática proporciona la luz para obtener la geometría y el color del objeto.
El sistema de escáner comprende preferiblemente un sistema óptico configurado para guiar la luz emitida por la fuente de luz multicromática hacia el objeto a escanear y para guiar la luz recibida del objeto al sensor de imagen en color, de manera que las imágenes en 2D de dicho objeto puedan ser captadas por dicho sensor de imagen en color. En algunas realizaciones, el sistema de escáner comprende un primer sistema óptico, tal como una disposición de lentes para transmitir la luz de sonda desde la fuente de luz multicromática hacia un objeto, y un segundo sistema óptico, para obtener imágenes de la luz recibida del objeto en el sensor de imagen en color.
En algunas realizaciones, el sistema óptico único refleja la luz de sonda en el objeto y refleja el objeto, o al menos una parte del objeto, en el sensor de imagen en color, preferiblemente a lo largo del mismo eje óptico, aunque en direcciones opuestas a lo largo del eje óptico. El escáner puede comprender al menos un divisor de haz ubicado en la trayectoria óptico, donde el divisor de haz está dispuesto de tal manera que dirige la luz de sonda desde la fuente de luz multicromática hacia el objeto, y dirige, a su vez, la luz recibida desde el objeto hacia el sensor de imagen en color. Aplican adecuadamente varios principios de escaneo, tales como la triangulación y el escaneo de foco.
De acuerdo con la invención, el sistema de escáner es un sistema de escáner de foco que funciona trasladando el plano de foco a lo largo del eje óptico del sistema de escáner y capturando las imágenes en 2D en diferentes posiciones del plano de foco, de tal manera que cada serie de imágenes en 2D capturadas forma una pila de imágenes en 2D. La posición del plano de foco se desplaza a lo largo de un eje óptico del sistema de escáner, de tal manera que las imágenes en 2D capturadas en varias posiciones del plano de foco a lo largo del eje óptico forman dicha pila de imágenes en 2D para una vista determinada del objeto, es decir, para una disposición dada del sistema de escáner con relación al objeto. Después de cambiar la disposición del sistema de escáner con relación al objeto, se puede capturar una nueva pila de imágenes en 2D para esa vista. La posición del plano de foco se puede variar por medio de al menos un elemento de foco, como, por ejemplo, una lente de foco móvil.
En algunas realizaciones de escáner de foco, el sistema de escáner comprende un elemento generador de patrón configurado para incorporar un patrón espacial en dicha luz de sonda.
En algunas realizaciones, el elemento generador de patrón está configurado para proporcionar que la luz de sonda proyectada por el sistema de escáner sobre el objeto comprenda un patrón que conste de secciones oscuras y secciones con luz y que tenga una distribución de longitud de onda de acuerdo con la distribución de longitud de onda de la fuente de luz multicromática.
En algunas realizaciones, la fuente de luz multicromática comprende una fuente de luz de banda ancha, tal como una fuente de luz blanca.
En algunas realizaciones, los píxeles del sensor de imagen en color y el elemento generador de patrón están configurados para proporcionar que cada píxel corresponda a una única región brillante u oscura del patrón espacial incorporado en dicha sonda de luz.
Para un sistema de escáner de foco, la información sobre la geometría de la superficie para un bloque dado de píxeles de sensor de imagen se deriva identificando a qué distancia del sistema de escáner está enfocada la superficie del objeto para ese bloque de píxeles de sensor de imagen.
En algunas realizaciones, derivar la información sobre la geometría de la superficie y la información sobre el color de la superficie comprende calcular para varias imágenes en 2D, tal como para varias imágenes en 2D en una pila capturada de imágenes en 2D, una medida de correlación entre la porción de la imagen en 2D capturada por dicho bloque de píxeles de sensor de imagen y una función de peso. Aquí, la función de peso se determina preferiblemente en base a la información de la configuración del patrón espacial. La medida de correlación se puede calcular para cada imagen en 2D de la pila.
El sistema de escáner puede comprender medios para evaluar una medida de correlación en cada posición del plano de foco entre al menos un píxel de imagen y una función de peso, donde la función de peso se determina en base a la información de la configuración del patrón espacial.
En algunas realizaciones, derivar la información sobre la geometría de la superficie y la información sobre el color de la superficie para un bloque de píxeles de sensor de imagen comprende identificar la posición a lo largo del eje óptico en el que la medida de correlación correspondiente tiene un valor máximo. La posición a lo largo del eje óptico en la que la medida de correlación correspondiente tiene un valor máximo puede coincidir con la posición en la que se había capturado una imagen en 2D, pero es incluso más probable que se encuentre entre dos imágenes en 2D vecinas de la pila de imágenes en 2D.
La determinación de la información sobre la geometría de la superficie puede relacionarse con calcular una medida de correlación de la señal de luz espacialmente estructurada, proporcionada por el patrón con la variación del propio patrón (que denominamos referencia) para cada ubicación del plano de foco, y con encontrar la ubicación de un extremo de esta pila de imágenes en 2d. En algunas realizaciones, el patrón es estático. Tal patrón estático se puede realizar, por ejemplo, como un patrón de cromo sobre vidrio.
Una manera de definir matemáticamente la medida de correlación con un conjunto discreto de medidas es definiéndola como un producto escalar computado a partir de un vector de señal, /= (/1,...,n), con n > 1 elementos que representan señales de sensor, y un vector de referencia, f = (f1,..., fn), de pesos de referencia. La medida de correlación A viene dada entonces por
n
A - f ' - l M
i =1
Los índices de los elementos en el vector de señal representan señales de sensor que se graban en diferentes píxeles, típicamente en un bloque de píxeles. El vector de referencia f se puede obtener en un paso de calibración.
Al utilizar el conocimiento del sistema óptico utilizado en el escáner, es posible transformar la ubicación de un extremo de la medida de correlación, es decir, el plano de foco en información de datos de profundidad, sobre la base de un bloque de píxeles. Todos los bloques de píxeles combinados proporcionan, de este modo, una matriz de datos de profundidad. En otras palabras, la profundidad se encuentra a lo largo de una trayectoria óptica que se conoce a partir del diseño óptico, y/o se encuentra a partir de la calibración, y cada bloque de píxeles en el sensor de imagen representa el punto final de una trayectoria óptica. Por lo tanto, la profundidad a lo largo de una trayectoria óptica, para un conjunto de trayectorias, produce una geometría de superficie dentro del campo de visión del escáner, es decir, un escaneo secundario para la vista actual.
Puede ser ventajoso suavizar e interpolar la serie de valores de medida de correlación, para obtener una determinación más sólida y precisa de la ubicación del máximo.
En algunas realizaciones, la generación de un escaneo secundario comprende determinar una función de medida de correlación que describe la variación de la medida de correlación a lo largo del eje óptico para cada bloque de píxeles de sensor de imagen e identificar la posición a lo largo del eje óptico en el que las funciones de medida de correlación tienen su valor máximo para el bloque.
En algunas realizaciones, el valor de medida de correlación máximo es el valor de medida de correlación más alto calculado para el bloque de píxeles de sensor de imagen y/o el valor máximo más alto de la función de medida de correlación para el bloque de píxeles de sensor de imagen.
Por ejemplo, se puede ajustar un polinomio a los valores de A para un bloque de píxeles sobre varias imágenes en ambos lados del máximo grabado, y se puede encontrar la ubicación de un máximo deducido a partir del máximo del polinomio ajustado, que puede estar entre dos imágenes. El máximo deducido se usa posteriormente como información de datos de profundidad al derivar la geometría de la superficie de la vista actual, es decir, al derivar un escaneo secundario para la vista.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para determinar un color para un punto en un escaneo secundario generado en base a la información sobre el color de la superficie de la imagen en 2D de la serie en la que la medida de correlación tiene su valor máximo para el correspondiente bloque de píxeles de sensor de imagen. El color puede, por ejemplo ser leído como los valores de RGB para los píxeles de dicho bloque de píxeles de sensor de imagen.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para derivar el color para un punto en un escaneo secundario generado en base a las informaciones de color de superficie de las imágenes en 2D en la serie en la que la medida de correlación tiene su valor máximo para el bloque correspondiente de píxeles de sensor de imagen y en al menos una imagen en 2D adicional, tal como una imagen en 2D vecina de la serie de imágenes en 2D capturadas. La información sobre el color de la superficie se deriva todavía de al menos una de las imágenes en 2D de las que se deriva la información sobre la geometría de la superficie.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para interpolar información sobre el color de la superficie de al menos dos imágenes en 2D en una serie cuando se determina el color de escaneo secundario, tal como al realizar una interpolación de información sobre el color de la superficie de imágenes en 2D vecinas en una serie.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para computar un color suavizado para un número de puntos del escaneo secundario, donde computar comprende realizar una media de los colores del escaneo secundario de diferentes puntos, tal como una media ponderada de los colores de los puntos circundantes en el escaneo secundario.
La información sobre el color de la superficie para un bloque de píxeles de sensor de imagen se deriva al menos parcialmente de la misma imagen de la que se deriva la información sobre la geometría de la superficie. En caso de que la ubicación del máximo de A esté representada por una imagen en 2D, entonces también el color se derivará de esa misma imagen. En caso de que la interpolación encuentre que la ubicación del máximo de A está entre dos imágenes, entonces al menos una de esas dos imágenes tendrá que usarse para derivar el color, o ambas imágenes tendrán también que usar la interpolación para el color. También es posible promediar los datos de color de más de dos imágenes utilizadas en la determinación de la ubicación del máximo de la medida de correlación, o promediar el color de un subconjunto o superconjunto de múltiples imágenes utilizadas para derivar la geometría de la superficie. En cualquier caso, algunas lecturas de píxeles de sensor de imagen se utilizan para derivar tanto el color de la superficie como la geometría de la superficie para al menos una parte del objeto escaneado.
Típicamente, hay tres filtros de color, por lo que el color general se compone de tres contribuciones, tales como rojo, verde y azul, o cian, magenta y amarillo. Obsérvese que, típicamente, los filtros de color permiten el paso de un intervalo de longitudes de onda, y que, típicamente, se produce un cruce entre los filtros, de tal manera que, por ejemplo, algo de luz verde contribuirá a la intensidad medida en píxeles con filtros rojos.
Para un sensor de imagen con una matriz de filtros de color, se puede obtener un componente de color cj dentro de un bloque de píxeles en la forma de
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donde gj,i = 1 si el píxel i tiene un filtro para el color cj, siendo 0 en caso contrario. Para una matriz de filtros RGB a modo de patrón de Bayer, j es un color entre rojo, verde o azul. Es posible que se requiera una mayor ponderación de los componentes de color individuales, es decir, una calibración de color, para obtener datos de color natural, típicamente como compensación por la variación de la eficiencia del filtro, la eficiencia de la fuente de iluminación y la diferente fracción de componentes de color en el patrón del filtro. La calibración también puede depender de la ubicación del plano de foco y/o de la posición dentro del campo de visión, ya que la mezcla de los colores de los componentes de la fuente de luz puede variar con esos factores.
En algunas realizaciones, la información sobre el color de la superficie se obtiene para cada píxel en un bloque de píxeles. En los sensores de imagen en color con una matriz de filtros de color o con otros medios para separar los colores, tales como los medios de difracción, dependiendo del color medido con un píxel en particular se obtiene un valor u otro de intensidad para ese color. En otras palabras, en este caso, un píxel en particular tiene un valor de color sólo para un color. Los sensores de imagen en color desarrollados recientemente permiten la medición de varios colores en el mismo píxel, a diferentes profundidades en el substrato, por lo que, en ese caso, un píxel en particular puede arrojar valores de intensidad para varios colores. En resumen, es posible obtener una resolución de datos de color de la superficie intrínsecamente más alta que la de la información sobre la geometría de la superficie.
En las realizaciones donde la resolución del color derivado es mayor que la resolución de la geometría de la superficie para la representación en 3D digital generada del objeto, un patrón será visible cuando esté al menos aproximadamente enfocado, lo que preferiblemente es el caso cuando se deriva el color. La imagen se puede filtrar tal como para eliminar visualmente el patrón, aunque con pérdida de resolución. De hecho, puede ser ventajoso poder ver el patrón para el usuario. Por ejemplo, en el escaneado intraoral, puede ser importante detectar la posición de una línea de margen, el canto o el borde de una preparación. La imagen del patrón superpuesto a la geometría de este borde es más nítida en el lado que se ve aproximadamente perpendicular y más borrosa en el lado que se ve en un ángulo agudo. De este modo, el usuario, que en este ejemplo es típicamente un dentista o un técnico dental, puede utilizar la diferencia de nitidez para localizar la posición de la línea de margen con mayor precisión de lo que sería posible examinando únicamente la geometría de la superficie.
Es deseable que exista un alto contraste espacial de una imagen de patrón enfocada en el objeto para obtener una buena relación señal/ruido de la medida de correlación en el sensor de imagen en color. Se puede conseguir un contraste espacial mejorado mediante la formación de imágenes preferenciales del reflejo de la superficie especular del objeto en el sensor de imagen en color. De este modo, algunas realizaciones comprenden medios para la formación de imágenes preferencial/selectiva de luz reflejada especularmente. Esto puede estar previsto si el escáner comprende adicionalmente medios para polarizar la luz de sonda mediante, por ejemplo, al menos un divisor de haz de polarización.
En algunas realizaciones, la óptica polarizadora está recubierta, tal como para optimizar la conservación de la polarización circular de una parte del espectro de la fuente de luz multicromática que se usa para grabar la geometría de la superficie.
El sistema de escáner puede comprender adicionalmente medios para cambiar el estado de polarización de la luz de sonda y/o de la luz recibida del objeto. Esto puede proporcionarse por medio de una placa de retardo, preferiblemente ubicada en la trayectoria óptica. En algunas realizaciones, la placa de retardo es una placa de retardo de cuarto de onda.
Especialmente para aplicaciones intraorales donde el objeto escaneado es, por ejemplo, el conjunto de dientes o los dientes del paciente, el escáner puede tener una punta alargada, con medios para dirigir la luz de sonda y/o formar imágenes de un objeto. Esto puede proporcionarse por medio de al menos un elemento plegable. El elemento plegable podría ser un elemento reflector de luz, tal como un espejo o un prisma. La luz de sonda emerge entonces del sistema de escáner a lo largo de un eje óptico al menos parcialmente definido por el elemento plegable.
Para obtener una descripción más detallada de la tecnología de escaneo de foco, véase el documento WO2010145669.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para determinar el color de al menos un punto de la representación en 3D digital generada del objeto, de manera que la representación en 3D digital exprese tanto la geometría como el perfil de color del objeto. El color puede determinarse para varios puntos de la representación en 3D digital generada, de tal manera que el perfil de color de la parte escaneada del objeto se exprese mediante la representación en 3D digital.
De acuerdo con la invención, determinar el color del objeto comprende computar una media ponderada de los valores de color derivados de los puntos correspondientes en escaneos secundarios superpuestos en ese punto de la superficie del objeto. Esta media ponderada se puede usar entonces como el color del punto en la representación digital en 3D del objeto.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para detectar píxeles saturados en las imágenes en 2D capturadas, y para mitigar o eliminar el error en la información de color superficial derivada o en el color de escaneo secundario originado por la saturación de píxeles.
En algunas realizaciones, el error originado por el píxel saturado se mitiga o elimina asignando un peso bajo a la información sobre el color de la superficie del píxel saturado en el cómputo del color suavizado de un escaneo secundario y/o asignando un peso bajo al color de un escaneo secundario computado en base al píxel saturado.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos está configurado para comparar la información sobre el color de la superficie derivada de secciones de las imágenes en 2D capturadas y/o de los escaneos secundarios generados del objeto con intervalos de color predeterminados para dientes y tejido oral, y para suprimir el componente rojo de la información sobre el color de la superficie derivada o el color de escaneo secundario para las secciones en las que el color no está en uno de los dos intervalos de color predeterminados.
El sistema de escáner divulgado en el presente documento comprende una fuente de luz multicromática, por ejemplo, una fuente de luz blanca, por ejemplo, un LED de moldes múltiples.
La luz recibida del objeto escaneado, tal como la luz de sonda devuelta desde la superficie del objeto o la fluorescencia generada por la luz de sonda al excitar partes fluorescentes del objeto, es grabada por el sensor de imagen en color. En algunas realizaciones, el sensor de imagen en color comprende una matriz de filtro de color, de tal manera que cada píxel en el sensor de imagen en color es un filtro específico de color. Los filtros de color están preferiblemente dispuestos en un patrón regular, por ejemplo, cuando los filtros de color están dispuestos de acuerdo con un patrón de filtro de color de Bayer. Los datos de imagen de este modo obtenidos se utilizan para derivar tanto la geometría de la superficie como el color de la superficie para cada bloque de píxeles. Para un escáner de foco que utiliza una medida de correlación, la geometría de la superficie se puede encontrar desde el extremo de la medida de correlación, como se describió anteriormente.
En algunas realizaciones, la geometría de la superficie se deriva de la luz en una primera parte del espectro de la luz de sonda proporcionada por la fuente de luz multicromática.
Preferiblemente, los filtros de color están alineados con los píxeles de sensor de imagen, preferiblemente de tal modo que cada píxel tenga un filtro de color únicamente para un color particular.
En algunas realizaciones, la matriz de filtros de color es tal que su proporción de píxeles con filtros de color que coinciden con la primera parte del espectro es superior al 50%.
En algunas realizaciones, la información sobre la geometría de la superficie se deriva de la luz en un intervalo de longitud de onda seleccionado del espectro proporcionado por la fuente de luz multicromática. Por consiguiente, la luz en los otros intervalos de longitud de onda no se usa para derivar la información sobre la geometría de la superficie. Esto proporciona la ventaja de que la dispersión cromática de elementos ópticos en el sistema óptico del sistema de escáner no influye en el escaneo del objeto.
Puede ser preferible computar la geometría de la superficie sólo a partir de píxeles con uno o dos tipos de filtros de color. Un único color no requiere óptica acromática, y proporciona, de este modo, un escáner que es más fácil y económico de construir. Además, los elementos plegables no pueden generalmente conservar el estado de polarización para todos los colores por igual. Cuando sólo se use/n alguno/s color/es para computar la geometría de la superficie, el vector f de referencia contendrá ceros para los píxeles con filtros para el/los otro/s color/es. En consecuencia, la intensidad total de la señal se reduce en general, pero para bloques de píxeles lo suficientemente grandes, sigue siendo generalmente suficiente. Preferiblemente, los filtros de color de píxeles están adaptados para aguantar un ligero cruce de un color con otro/s. Obsérvese que, incluso en las realizaciones que computan la geometría a partir de sólo un subconjunto de píxeles, el color se sigue computando preferiblemente a partir de todos los píxeles.
De acuerdo con la invención, el sensor de imagen en color comprende una matriz de filtros de color que comprende al menos tres tipos de filtros de colores, cada uno de los cuales permite que la luz, en un intervalo de longitud de onda conocido, W1, W2 y W3, respectivamente, se propague a través del filtro de color.
En algunas realizaciones, la matriz de filtros de color es tal que su proporción de píxeles con filtros de color, que coinciden con el intervalo de longitud de onda seleccionado del espectro, es mayor que el 50 %, en donde la proporción es igual a 32/36, 60/64 o 96/100.
En algunas realizaciones, el intervalo de longitud de onda seleccionado coincide con el intervalo de longitud de onda W2.
En algunas realizaciones, la matriz de filtros de color comprende una pluralidad de celdas de 6x6 filtros de color, donde los filtros de color en las posiciones (2,2) y (5,5) de cada celda son del tipo de W1, los filtros de color en las posiciones (2,5) y (5,2) son del tipo de W3. Aquí, un tipo de filtro de W1 es un selector de color que permite que la luz en el intervalo de longitud de onda conocido W1 se propague a través del filtro de color, y lo mismo para los tipos de filtros de W2 y de W3. En algunas realizaciones, los 32 filtros de color restantes en la celda de 6x6 son del tipo de W2.
En un sistema de color RGB, W1 puede corresponder a luz roja, W2 a luz verde y W3 a luz azul.
En algunas realizaciones, el escáner está configurado para obtener el color de la superficie con una resolución más alta que la geometría de la superficie.
En algunas realizaciones, la resolución de color de superficie más alta se consigue mediante la interpolación cromática, donde los valores de color para bloques de píxeles se pueden interpolar cromáticamente para lograr una resolución de la imagen en color aparentemente más alta que la que está presente en la geometría de superficie. La interpolación cromática puede funcionar en bloques de píxeles o píxeles individuales.
En el caso de que se utilice un LED de moldes múltiples u otra fuente de iluminación que comprenda emisores de luz separados física u ópticamente, es preferible apuntar a una iluminación de tipo Kohler en el escáner, es decir, que la fuente de iluminación se desenfoque en el plano del objeto con el fin de conseguir una iluminación uniforme y una buena mezcla de colores en todo el campo de visión. En caso de que la mezcla de colores no sea perfecta y varíe con la ubicación del plano focal, será ventajoso calibrar el color del escáner.
En algunas realizaciones, el elemento generador de patrón está configurado para proporcionar que el patrón espacial comprenda regiones alternas oscuras y brillantes dispuestas en un patrón de tablero de ajedrez. La luz de sonda proporcionada por el sistema de escáner comprende entonces un patrón que consta de secciones oscuras y de secciones con luz que tiene la misma distribución de longitud de onda que la fuente de luz multicromática.
Con el fin de obtener una representación en 3D digital que exprese tanto la geometría de la superficie como la representación del color de un objeto, es decir, una representación en 3D digital coloreada de dicha parte de la superficie del objeto, tienen que combinarse, típicamente, varios escaneos secundarios, es decir, representaciones parciales del objeto, donde cada escaneo secundario presenta una vista del objeto. Un escaneo secundario que expresa una vista desde una posición relativa dada graba preferiblemente la geometría y el color de la superficie del objeto como se ven desde esa posición relativa.
Para un escáner de foco, una vista corresponde a una pasada del/de los elemento/s de enfoque, es decir, que, para un escáner de foco, cada escaneo secundario representa la geometría de la superficie y el color derivado de la pila de imágenes en 2D grabadas durante la pasada de posición del plano de foco entre sus posiciones extremas.
La geometría de superficie encontrada para diversas vistas se puede combinar mediante algoritmos para unión y grabación, como se conoce ampliamente en la bibliografía, o desde posiciones y orientaciones de vista conocidas, por ejemplo cuando el escáner está montado en ejes con codificadores. El color se puede interpolar y promediar mediante métodos tales como el tejido de texturas o mediante simplemente promediar los componentes de color correspondientes en múltiples vistas de la misma ubicación en la superficie. Aquí, puede ser ventajoso tener en cuenta las diferencias en el color aparente debido a los diferentes ángulos de incidencia y reflexión, lo cual es posible porque se conoce también la geometría de la superficie. El tejido de texturas se describe, por ejemplo, en Callieri M, Cignoni P, Scopigno R. "Reconstructing textured meshes from multiple range rgb maps", VMV 2002, Erlangen, 20-22 de noviembre de 2002.
En algunas realizaciones, el escáner y/o el sistema de escáner está configurado para generar un escaneo secundario de la superficie del objeto en base al color de la superficie y a la geometría de la superficie obtenidos.
En algunas realizaciones, el escáner y/o el sistema de escáner está configurado para combinar escaneos secundarios de la superficie del objeto obtenidos desde diferentes posiciones relativas para generar una representación digital en 3D que exprese la geometría de la superficie y el color de al menos parte del objeto.
De acuerdo con la invención, la combinación de escaneos secundarios del objeto para obtener la representación digital en 3D que exprese la geometría y el color de la superficie comprende computar el color en cada punto de la superficie como una media ponderada de los puntos correspondientes en todos los escaneos secundarios superpuestos en ese punto de la superficie. El peso de cada escaneo secundario en la suma puede estar determinado por varios factores, tales como el de la presencia de valores de píxeles saturados o el de la orientación de la superficie del objeto con respecto al escáner cuando se graba el escaneo secundario.
Dicha media ponderada es ventajosa en los casos en los que algunas posiciones y orientaciones del escáner con relación al objeto den una mejor estimación del color real que otras posiciones y orientaciones. Si la iluminación de la superficie del objeto es desigual, esto también puede compensarse hasta cierto punto ponderando más alto las partes mejor iluminadas.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos del sistema de escáner comprende un procesador de imágenes configurado para realizar un procesamiento posterior de la geometría de la superficie, las lecturas de color de la superficie o el escaneo secundario derivado o la representación digital en 3D del objeto. El sistema de escáner puede configurarse para realizar la combinación de escaneos secundarios utilizando, por ejemplo, algoritmos implantados por ordenador, ejecutados por el procesador de imágenes.
El sistema de escáner se puede configurar para realizar la combinación de los escaneos secundarios usando, por ejemplo, algoritmos implantados por ordenador ejecutados por el sistema de procesamiento de datos como parte del procesamiento posterior de la geometría de superficie, del color de superficie, del escaneo secundario y/o de la representación en 3D digital; es decir, que el procesamiento posterior comprende computar el color en cada punto de la superficie como una media ponderada de los puntos correspondientes en todos los escaneos secundarios superpuestos en ese punto de la superficie.
Los valores de píxel saturados deberían tener preferiblemente un peso bajo para reducir el efecto de las altas luces en la grabación del color de la superficie. El color para una parte dada de la superficie debería principal y preferiblemente determinarse a partir de imágenes en 2D en las que el color pueda determinarse con precisión, lo que no sucede cuando los valores de píxel están saturados.
En algunas realizaciones, el escáner y/o el sistema de escáner está configurado para detectar píxeles saturados en las imágenes en 2D capturadas y para mitigar o eliminar el error en el color obtenido originado por la saturación de píxeles. El error originado por el píxel saturado puede mitigarse o eliminarse asignando un peso bajo al píxel saturado en la media ponderada.
El color de la luz reflejada especularmente es el de la fuente de luz, en vez de ser el de la superficie del objeto. Si la superficie del objeto no es reflectora de color blanco puro, entonces los reflejos especulares pueden identificarse, por consiguiente, como las áreas en las que el color del píxel coincide estrechamente con el color de la fuente de luz. Al obtener el color de la superficie resulta, por lo tanto, ventajoso, con el fin de compensar tales reflejos especulares, asignar un peso bajo a los píxeles, o a los grupos de píxeles, cuyos valores de color coincidan estrechamente con el color de la fuente de luz multicromática.
Los reflejos especulares también pueden ser un problema cuando se escanea intraoralmente el conjunto de dientes de un paciente, ya que los dientes rara vez son completamente blancos. Por consiguiente, puede resultar ventajoso suponer que, para los píxeles en los que las lecturas del sensor de imagen en color indiquen que la superficie del objeto es reflectora de color blanco puro, la luz grabada, por este grupo de píxeles, es originada por un reflejo especular de los dientes o del tejido blando de la cavidad oral, y, en consecuencia, asignar un peso bajo a estos píxeles para compensar los reflejos especulares.
En algunas realizaciones, la compensación de los reflejos especulares de la superficie del objeto se basa en la información derivada de una calibración del escáner, en la que se escanea el objeto de calibración, que toma la forma, por ejemplo, de un reflector de color blanco. Las lecturas del sensor de imagen en color dependen del espectro de la fuente de luz multicromática y de la dependencia de la longitud de onda del sistema óptico del escáner, originada, por ejemplo, por una reflectancia dependiente de la longitud de onda de los espejos en el sistema óptico. Si el sistema óptico guía la luz igualmente bien para todas las longitudes de onda de la fuente de luz multicromática, el sensor de imagen en color grabará el color (también denominado espectro) de la fuente de luz multicromática cuando se escanee el reflector de blanco puro.
En algunas realizaciones, la compensación de los reflejos especulares de la superficie se basa en información derivada de un cálculo basado en la dependencia de la longitud de onda del sistema óptico del escáner, en el espectro de la fuente de luz multicromática, y en una sensibilidad dependiente de la longitud de onda del sensor de imagen en color. En algunas realizaciones, el escáner comprende medios para suprimir ópticamente la luz reflejada especularmente para conseguir una mejor medición del color. Esto puede estar previsto si el escáner comprende adicionalmente medios para polarizar la luz de sonda, por ejemplo medios de al menos un divisor de haz de polarización.
Cuando se escanee el interior de una cavidad oral, puede aparecer una luz ambiental roja originada por la iluminación de la luz de sonda del tejido circundante tal como el bucal, de la encía, el paladar o la lengua. En algunas realizaciones, el escáner y/o el sistema de escáner está configurado, por consiguiente, para suprimir el componente rojo de las imágenes en 2D grabadas.
En algunas realizaciones, el escáner y/o el sistema de escáner está configurado para comparar el color de las secciones de las imágenes en 2D capturadas y/o de los escaneos secundarios del objeto con intervalos de color predeterminados para los dientes y para el tejido oral, respectivamente, y para suprimir el componente rojo del color grabado para las secciones en las que el color no está en ninguno de los dos intervalos de color predeterminados. Puede suponerse que los dientes son, en principio, por ejemplo, blancos, con una relación entre la intensidad de los diferentes componentes de la imagen grabada, por ejemplo, con una relación entre la intensidad del componente rojo y la intensidad de los componentes azul y/o verde en una configuración RGB, mientras que el tejido oral es principalmente rojizo con otra relación entre la intensidad de los componentes. Cuando un color grabado para una región de la cavidad bucal muestra una proporción que difiere tanto de la proporción predeterminada para los dientes como de la proporción predeterminada para el tejido, esta región se identifica como una región dental iluminada por luz ambiental roja, y el componente rojo de la imagen grabada se suprime en relación con los otros componentes, ya sea reduciendo la intensidad grabada de la señal roja o aumentando las intensidades grabadas de los otros componentes de la imagen.
En algunas realizaciones, el color de los puntos con una superficie normal dirigida hacia el escáner se pondera más alto que el color de los puntos en los que la superficie normal no está dirigida hacia el escáner. Esto tiene la ventaja de que los puntos con una superficie normal dirigida hacia el escáner estarán en alto grado iluminados por la luz blanca del escáner y no por la luz ambiental.
En algunas realizaciones, el color de los puntos con una superficie normal dirigida hacia el escáner se pondera más bajo si se asocia con reflejos especulares.
En algunas realizaciones, el escáner está configurado para compensar diferentes efectos simultáneamente, como compensar los píxeles saturados y/o los reflejos especulares y/o la orientación de la superficie normal. Esto puede hacerse elevando generalmente el peso de una selección de píxeles o de grupos de píxeles de una imagen en 2D y reduciendo el peso de una fracción de los píxeles o de los grupos de píxeles de dicha selección.
En un ejemplo, el método comprende un procesamiento de imágenes en 2D grabadas, un escaneo secundario o las representaciones en 3D generadas de la parte del objeto, donde dicho procesamiento comprende
- compensar la saturación de píxeles al omitir o reducir el peso de los píxeles saturados al derivar el color de la superficie, y/o
- compensar los reflejos especulares al derivar el color de la superficie al omitir o reducir el peso de los píxeles cuyos valores de color se asemejan mucho al color de la fuente de luz, y/o
- compensar la luz ambiental roja al comparar la información sobre el color de la superficie de las imágenes en 2D con intervalos de color predeterminados, y al suprimir el componente rojo del color grabado si no está dentro de un intervalo de color predeterminado.
Se divulga un método de uso del sistema de escáner divulgado para exhibir la textura de color en la representación en 3D digital generada del objeto. Es ventajoso mostrar los datos de color como una textura en la representación en 3D digital, por ejemplo, en una pantalla de ordenador. La combinación de color y geometría es un transmisor de información más poderoso que cualquier tipo de datos por sí sólo. Por ejemplo, los dentistas pueden diferenciar más fácilmente entre diferentes tipos de tejido. En la representación de la geometría de la superficie, el sombreado apropiado puede ayudar a transmitir la geometría de la superficie sobre la textura, por ejemplo, con sombras artificiales que revelan bordes afilados mejor de lo que podría hacerlo la textura en solitario.
Cuando la fuente de luz multicromática es un LED de moldes múltiples o similar, el sistema de escáner también se puede usar para detectar fluorescencia. Se divulga un método de uso del sistema de escáner divulgado para exhibir la fluorescencia sobre la geometría de superficie.
En algunas realizaciones, el escáner está configurado para excitar la fluorescencia en dicho objeto iluminándolo con sólo un subconjunto de los moldes de LED en el LED de múltiples moldes, y dicha fluorescencia se graba sólo o preferiblemente leyendo sólo esos píxeles en el sensor de imagen en color que tiene filtros de color que coinciden al menos aproximadamente con el color de la luz fluorescente, es decir, midiendo la intensidad sólo en píxeles de los sensores de imagen que tienen filtros para luz de longitud de onda más larga. En otras palabras, el escáner es capaz de activar selectivamente sólo un subconjunto de los moldes de LED en el LED de moldes múltiples y de sólo grabar o leer preferiblemente sólo aquellos píxeles en el sensor de imagen en color que tienen filtros de color a una longitud de onda más alta que la del subconjunto de moldes de LED, de tal manera que la luz emitida por el subconjunto de moldes de LED puede excitar materiales fluorescentes en el objeto, y que el escáner puede grabar la fluorescencia emitida por estos materiales fluorescentes. El subconjunto de los moldes comprende preferiblemente uno o más moldes de LED que emiten luz dentro del espectro de excitación de los materiales fluorescentes en el objeto, tales como un molde de LED ultravioleta, azul, verde, amarilla o roja. Tal medición de fluorescencia produce una matriz de datos en 2D muy parecida a la imagen en color en 2D, sin embargo, a diferencia de la imagen en 2D, no se puede tomar simultáneamente con la geometría de superficie. Para un escáner de movimiento lento, y/o con la interpolación adecuada, la imagen de fluorescencia se puede todavía superponer a la geometría de la superficie. Resulta ventajoso exhibir la fluorescencia en los dientes porque puede ayudar a detectar caries y placa.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos comprende una unidad de microprocesador configurada para extraer la información sobre la geometría de la superficie de las imágenes en 2D obtenidas por el sensor de imagen en color, y para determinar el color de la superficie a partir de las mismas imágenes.
El sistema de procesamiento de datos puede comprender unidades distribuidas en diferentes partes del sistema de escáner. Para un sistema de escáner que comprende una parte portátil conectada a una unidad estacionaria, el sistema de procesamiento de datos puede comprender, por ejemplo, una unidad integrada en la parte portátil y otra unidad integrada en la unidad estacionaria. Esto puede ser ventajoso cuando la conexión de datos para transferir datos desde la unidad portátil a la unidad estacionaria tiene un ancho de banda que no puede manejar el flujo de datos del sensor de imagen en color. El procesamiento de datos preliminar en la unidad portátil puede reducir entonces la cantidad de datos que deben transferirse mediante la conexión de datos.
En algunas realizaciones, el sistema de procesamiento de datos comprende un medio legible por ordenador, en el que se almacenan algoritmos implantados por ordenador para realizar dicho procesamiento posterior.
En algunas realizaciones, una parte del sistema de procesamiento de datos está integrada en un carro o en un ordenador personal.
Se divulga un método para usar el sistema de escáner divulgado para promediar el color y/o la geometría de la superficie desde varias vistas, donde cada vista representa una orientación relativa substancialmente fija del escáner y del objeto.
Se divulga un método que usa el sistema de escáner divulgado para combinar el color y/o la geometría de la superficie desde varias vistas, donde cada vista representa una orientación relativa substancialmente fija del escáner y el objeto, tal como para conseguir la cobertura más completa del objeto que sea posible lograr en una única vista.
Se divulga un escáner para obtener la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, comprendiendo, el escáner:
- una fuente de luz multicromática configurada para proporcionar una luz de sonda, y
- un sensor de imagen en color que comprende una matriz de píxeles de sensor de imagen para grabar una o más imágenes en 2D de la luz recibida desde dicho objeto,
donde, al menos, para un bloque de dichos píxeles de sensor de imagen, tanto el color de la superficie como la geometría de la superficie de una parte del objeto se derivan al menos en parte de una imagen en 2D grabada por dicho sensor de imagen en color.
Se divulga un sistema de escáner para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, comprendiendo el sistema de escáner:
- una fuente de luz multicromática configurada para proporcionar una luz de sonda multicromática, y
- un sensor de imagen en color que comprende una matriz de píxeles de sensor de imagen para capturar una o más imágenes en 2D de la luz recibida de dicho objeto,
donde, al menos para un bloque de dichos píxeles de sensor de imagen, tanto la información sobre el color de la superficie como la información sobre la geometría de la superficie de una parte del objeto se derivan al menos parcialmente de una imagen en 2D capturada por dicho sensor de imagen en color.
Se divulga un sistema de escáner para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, comprendiendo el sistema de escáner:
- una fuente de luz multicromática configurada para proporcionar una luz de sonda,
- un sensor de imagen en color que comprende una matriz de píxeles de sensor de imagen, y
- un sistema óptico configurado para guiar la luz recibida desde el objeto hasta el sensor de imagen en color, de tal manera que las imágenes en 2D de dicho objeto puedan ser capturadas por dicho sensor de imagen en color; donde el sistema de escáner está configurado para capturar una serie de dichas imágenes en 2D de una parte del objeto, y para derivar tanto la información sobre el color de la superficie como la información sobre la geometría de la superficie de la parte del objeto a partir de al menos una de dichas imágenes en 2D capturadas al menos para un bloque de dichos píxeles de sensor de imagen en color, de tal manera que la información sobre el color de la superficie y la información sobre la geometría de la superficie se obtienen simultáneamente por el escáner.
Se divulga un sistema de escáner para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, comprendiendo, el sistema de escáner:
- una fuente de luz multicromática configurada para proporcionar una luz de sonda;
- un sensor de imagen en color que comprende una matriz de píxeles de sensor de imagen, donde el sensor de imagen está dispuesto para capturar imágenes en 2D de luz recibida del objeto; y
- un procesador de imagen configurado para derivar tanto la información sobre el color de la superficie como la información sobre la geometría de la superficie de al menos una parte del objeto a partir de al menos una de dichas imágenes en 2D capturadas por el sensor de imagen en color.
Se divulga un sistema de escáner para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, comprendiendo, dicho sistema de escáner
- un sistema de escáner de acuerdo con cualquiera de las realizaciones, donde el sistema de escáner está configurado para derivar el color de la superficie y la geometría de la superficie del objeto, y, opcionalmente, para generar un escaneo secundario o una representación en 3D digital de la parte del objeto; y
- una unidad de procesamiento de datos configurada para procesar posteriormente las lecturas de la geometría de la superficie y/o del color de la superficie del sensor de imagen en color, o para procesar posteriormente el escaneo secundario generado o la representación en 3D digital.
Se divulga un método para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto, comprendiendo, el método:
- proporcionar un escáner o sistema de escáner de acuerdo con cualquiera de las realizaciones;
- iluminar la superficie de dicho objeto con luz de sonda de dicha fuente de luz multicromática;
- grabar una o más imágenes en 2D de dicho objeto utilizando dicho sensor de imagen en color; y
- derivar tanto el color de la superficie como la geometría de la superficie de una parte del objeto a partir de al menos algunas de dichas imágenes en 2D grabadas al menos para un bloque de dichos píxeles de sensor de imagen, de tal manera que el escáner obtenga simultáneamente el color de la superficie y la geometría de la superficie.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una realización portátil de un sistema de escáner.
La figura 2 muestra los medios de generación de patrón de la técnica anterior y los pesos de referencia asociados.
La figura 3 muestra unos medios de generación de patrón y los pesos de referencia asociados.
La figura 4 muestra una matriz de filtros de color.
La figura 5 muestra un diagrama de flujo de un método.
La figura 6 ilustra cómo se pueden derivar la información sobre la geometría de la superficie y la información sobre la geometría de la superficie [s/c.].
La figura 1 muestra una parte portátil de un sistema de escáner con componentes dentro de un alojamiento 100. El escáner comprende una punta que se puede introducir en una cavidad, una fuente de luz multicromática en forma de un LED 101 de moldes múltiples, un elemento generador 130 de patrón para incorporar un patrón espacial en la luz de sonda, un divisor 140 de haz, un sensor 180 de imagen en color que incluye un sensor 181 de imagen, elementos electrónicos y potencialmente otros, un sistema óptico. que típicamente comprende al menos una lente, y el sensor de imagen. La luz de la fuente 101 de luz viaja de un lado a otro a través del sistema óptico 150. Durante este paso, el sistema óptico forma imágenes del patrón 130 en el objeto 200 que se escanea, que aquí es el conjunto de dientes de un paciente, y más imágenes del objeto que se escanea en el sensor 181 de imagen.
El sensor 181 de imagen tiene una matriz 1000 de filtro de color. Aunque dibujada como una entidad separada, la matriz de filtro de color está típicamente integrada con el sensor de imagen, con un filtro de un único color para cada píxel.
El sistema de lentes incluye un elemento 151 de enfoque que se puede ajustar para cambiar el plano focal de formación de imagen del patrón en el objeto 200 sondeado. En la realización de ejemplo, un elemento único de lente se desplaza físicamente hacia adelante y hacia atrás a lo largo del eje óptico.
Como un todo, el sistema óptico proporciona una imagen del patrón en el objeto que se está sondeando y desde el objeto que se está sondeando a la cámara.
El dispositivo puede incluir óptica 160 de polarización. La óptica de polarización se puede usar para formar imágenes de reflejos especulares de forma selectiva y bloquear la señal difusa no deseada de la difusión subsuperficial dentro del objeto escaneado. El divisor 140 de haz también puede tener propiedades de filtrado de polarización. Puede ser ventajoso que los elementos ópticos tengan un revestimiento antirreflectante.
El dispositivo puede incluir una óptica plegable, un espejo 170, que dirige la luz fuera del dispositivo en una dirección diferente a la trayectoria óptica del sistema de lentes, como, por ejemplo, en una dirección perpendicular a la trayectoria óptica del sistema de lentes.
Puede haber elementos ópticos adicionales en el escáner, como, por ejemplo, una o más lentes condensadoras frente a la fuente 101 de luz.
En la realización de ejemplo, el LED 101 es un LED de moldes múltiples con dos moldes verdes, uno rojo y uno azul. Se usa sólo la porción verde de la luz para obtener la geometría de la superficie. En consecuencia, el espejo 170 está revestido tal como para optimizar la conservación de la polarización circular de la luz verde, y no la de los otros colores. Obsérvese que, durante el escaneo, todos los moldes dentro del LED están activos, es decir, que emiten luz, de modo que el escáner emite una luz aparentemente blanca sobre el objeto escaneado 200. El l Ed puede emitir luz en diferentes colores con diferentes intensidades, de tal modo que, por ejemplo, un color es más intenso que los otros colores. Esto puede ser deseable con el fin de reducir el cruce entre las lecturas de las diferentes señales de color en el sensor de imagen en color. En caso de que la intensidad de los diodos, por ejemplo, rojo y azul en un sistema RGB se reduzca, la luz aparentemente blanca, emitida por la fuente de luz, aparecerá de color blanco verdoso.
El sistema de escáner comprende adicionalmente un sistema de procesamiento de datos configurado para derivar tanto la información sobre la geometría de la superficie como la información sobre el color de la superficie, para un bloque de píxeles del sensor 180 de imagen en color, al menos parcialmente, de una imagen en 2D grabada por dicho sensor 180 de imagen en color. Al menos una parte del sistema de procesamiento de datos puede estar dispuesta en la parte portátil ilustrada del sistema de escáner. También se puede disponer una parte en una parte adicional del sistema de escáner, tal como en un carro conectado a la parte portátil.
La figura 2 muestra una sección de un elemento 130 de generación de patrón de la técnica anterior que se aplica a modo de un patrón estático en una realización de correlación espacial presente en el documento WO2010145669, tal como se muestra por imágenes en un sensor de imagen monocromática 180. El patrón puede ser un patrón de cromo sobre vidrio. La sección muestra sólo una porción del patrón, digamos un período. Este período está representado por un bloque de píxeles de 6 por 6 píxeles de imagen y de 2 por 2 campos de patrón. Los campos dibujados en gris en la figura 2A son en realidad negros porque la máscara de patrón es opaca para estos campos; el gris sólo se eligió por la visibilidad, y, de este modo, por la claridad de la figura. La figura 2B ilustra los pesos f de referencia para computar la medida A de correlación espacial para el bloque de píxeles, donde n = 6 * 6 = 36, de tal manera que
Figure imgf000015_0001
donde I son los valores de intensidad medidos en los 36 píxeles del bloque de píxeles para una imagen dada. Obsérvese que, aunque la alineación perfecta entre los píxeles de sensor de imagen y los campos del patrón no es necesaria, proporciona una mejor señal para la medición de la geometría de la superficie.
La figura 3 muestra la extensión del principio de la figura 2 al escaneado en color. El patrón es el mismo que en la figura 2, y también lo es la geometría del sensor de imagen. Sin embargo, el sensor de imagen es un sensor de imagen en color con una matriz de filtros de color de Bayer. En la figura 3A, los píxeles marcados con "B" tienen un filtro de color azul, mientras que "G" indica filtros de píxeles verde y "R" rojo, respectivamente. La figura 3B muestra los pesos f de referencia correspondientes. Obsérvese que sólo los píxeles verdes tienen un valor distinto de cero. Esto se debe a que sólo se usa la fracción verde del espectro para grabar la información sobre la geometría de la superficie.
Para la combinación de patrón/filtro de color de la figura 3, se puede obtener un componente cj de color, dentro de un bloque de píxeles, como
Figure imgf000015_0002
donde gj,i = 1 si el píxel i tiene un filtro para el color cj, y 0 en caso contrario. Para una matriz de filtros de color RGB como en el patrón de Bayer, j es un color de entre rojo, verde y azul. Es posible que se requiera una mayor ponderación de los componentes de color individuales, es decir, una calibración del color, para obtener datos de color natural, típicamente como compensación por la variación de la eficiencia del filtro, de la eficiencia de la fuente de iluminación y de la diferente fracción de componentes de color en el patrón del filtro. La calibración también puede depender de la ubicación del plano de foco y/o de la posición dentro del campo de visión, ya que la mezcla de los colores de los componentes del LED puede variar con esos factores.
La figura 4 muestra una matriz de filtros de color de la invención con una mayor fracción de píxeles verdes que en el patrón de Bayer. La matriz de filtros de color comprende una pluralidad de celdas de 6x6 filtros de color, con filtros de color azul en las posiciones (2,2) y (5,5) de cada celda, filtros de color rojo en las posiciones (2,5) y (5,2), y filtros de color verde en todas las posiciones restantes de la celda.
Suponiendo que se utilice sólo la porción verde de la iluminación para obtener la información sobre la geometría de la superficie, el filtro de la figura 4 proporcionará potencialmente una mejor calidad de la geometría de la superficie obtenida que un filtro de patrón de Bayer, a expensas de una peor representación del color. Sin embargo, la peor representación del color seguirá siendo suficiente en muchos casos, mientras que la calidad mejorada de la geometría de la superficie obtenida suele ser muy ventajosa.
La figura 5 ilustra un diagrama 541 de flujo de un método para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto.
En el paso 542 se obtiene un sistema de escáner de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
En el paso 543, el objeto se ilumina con luz de sonda multicromática. En un sistema de escaneo de foco que utiliza una medida de correlación o una función de medida de correlación, se puede imponer un patrón de tablero de ajedrez en la luz de sonda, de modo que la información relacionada con el patrón se pueda usar para determinar la información sobre la geometría de la superficie a partir de imágenes en 2D capturadas.
En el paso 544 se captura una serie de imágenes en 2D de dicho objeto usando dicho sensor de imagen en color. Las imágenes en 2D pueden procesarse inmediatamente o almacenarse para su posterior procesamiento en una unidad de memoria.
En el paso 545, tanto la información sobre la geometría de la superficie como la información sobre el color de la superficie se derivan para un bloque de píxeles de sensor de imagen al menos parcialmente a partir de una imagen en 2D capturada. La información puede, por ejemplo, derivarse utilizando el planteamiento de medida de correlación como se describe en el presente documento. Las informaciones derivadas se combinan para generar un escaneo secundario del objeto en el paso 546, donde el escaneo secundario comprende datos que expresan la geometría y el color del objeto contemplado desde una vista.
En el paso 547, se genera una representación digital en 3D que expresa tanto el color como la geometría del objeto mediante la combinación de varios escaneos secundarios. Esto se puede hacer usando algoritmos conocidos para la alineación de escaneo secundaria, tales como algoritmos para unión y grabación como se conoce ampliamente en la bibliografía.
La figura 6 ilustra cómo la información sobre la geometría de la superficie y la información sobre el color de la superficie [s/c.] se pueden derivar al menos de una imagen en 2D para un bloque de píxeles de sensor de imagen.
La medida de correlación se determina, para todos los grupos de píxeles de sensor de imagen activos, en el sensor de imagen en color para cada posición del plano de foco, es decir, para cada imagen en 2D de la pila. Comenzando por analizar las imágenes en 2D de un extremo de la pila, se determinan las medidas de correlación para todos los grupos de píxeles de sensor de imagen activos y se almacenan los valores calculados. Progresando a través de la pila, las medidas de correlación para cada grupo de píxeles se determinan y almacenan junto con los valores previamente almacenados, es decir, junto con los valores para las imágenes en 2D analizadas previamente.
Luego, se determina, para cada grupo de píxeles, una función de medida de correlación, que describe la variación de la medida de correlación a lo largo del eje óptico, suavizando e interpolando los valores de medida de correlación determinados. Por ejemplo, se puede ajustar un polinomio a los valores para un bloque de píxeles en varias imágenes a ambos lados del máximo grabado, y se puede encontrar la ubicación de un máximo deducido a partir del máximo del polinomio ajustado, que puede estar entre dos imágenes.
La información sobre el color de la superficie para el grupo de píxeles se deriva de una o más de las imágenes en 2D a partir de las cuales se había determinado la posición de la medida de correlación máxima, es decir, que la información sobre la geometría de la superficie y la información sobre el color de la superficie de un grupo de píxeles de sensor de imagen en color se derivan de las mismas imágenes en 2D de la pila.
La información sobre el color de la superficie se puede derivar de una imagen en 2D. El valor máximo de la medida de correlación para cada grupo de píxeles se monitoriza a lo largo del análisis de las imágenes en 2D, de modo que cuando se analiza una imagen en 2D, los valores de la medida de correlación para los diferentes grupos de píxeles se pueden comparar con el valor más alto actual para las imágenes en 2D previamente analizadas. Si la medida de correlación es un nuevo valor máximo para ese grupo de píxeles, se guarda al menos la porción de la imagen en 2D correspondiente a este grupo de píxeles. La próxima vez que se encuentre un valor de correlación más alto para ese grupo de píxeles, la porción de esta imagen en 2D se guardará sobrescribiendo la imagen/imagen secundaria previamente almacenada. Por ello, cuando se hayan analizado todas las imágenes en 2D de la pila, la información sobre la geometría de la superficie de las imágenes en 2D se traducirá en una serie de valores de medición de correlación para cada grupo de píxeles, grabándose un valor máximo para cada bloque de píxeles de sensor de imagen.
La figura 6A ilustra una porción 661 de una pila de imágenes en 2D adquiridas usando un sistema de escaneo de foco, donde cada imagen en 2D se adquiere en una posición de plano focal diferente. En cada imagen 662 en 2D se indica una porción 663 correspondiente a un bloque de píxeles de sensor de imagen. El bloque correspondiente a un conjunto de coordenadas (xi,yi). El sistema de escaneo de foco está configurado para determinar una medida de correlación para cada bloque de píxeles de sensor de imagen y para cada imagen en 2D en la pila. En la figura 6B se ilustran las medidas 664 de correlación determinadas (aquí indicadas por una "x") para el bloque 663. En base a las medidas 664 de correlación determinadas, se calcula una función 665 de medida de correlación, aquí a modo de polinomio, encontrándose un valor máximo para la función de medida de correlación en la posición zi. El valor z para el cual el polinomio ajustado tiene un máximo (zi) se identifica como un punto de la superficie del objeto. La información sobre la geometría de la superficie derivada de este bloque se puede presentar entonces en forma de coordenadas (xi,yi,zi), y, al combinar la información sobre la geometría de la superficie para varios bloques del sensor de imágenes, se puede crear un escaneo secundario que expresa la geometría de parte del objeto.
En la figura 6C se ilustra un procedimiento para derivar la geometría del color de la superficie a partir de dos imágenes en 2D para cada bloque de píxeles de sensor de imagen. Se almacenan dos imágenes en 2D mediante el procedimiento descrito anteriormente, y se determinan sus valores de RGB para el bloque de píxeles. En la figura 6C se muestran los valores 666 de R. Puede luego determinarse, por interpolación, el valor promediado 667 de R (así como valores de G y de B promediados) en la posición zi, y usarse como información sobre el color de la superficie para este bloque. Esta información sobre el color de la superficie se deriva evidentemente de la misma imagen en 2D de la que se derivó, al menos en parte, la información sobre la geometría.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de escáner de foco para grabar la geometría de la superficie y el color de la superficie de un objeto (200), donde el sistema de escáner de foco funciona trasladando un plano de foco a lo largo de un eje óptico y capturando una pila de imágenes (661) en color en 2D para diferentes posiciones del plano de foco relativo al objeto, en el que el sistema de escáner de foco comprende:
- una fuente (101) de luz multicromática configurada para proporcionar una luz de sonda multicromática para la iluminación del objeto,
- un sensor (180) de imagen en color que comprende una matriz de píxeles de sensor de imagen para capturar imágenes (662) en 2D de la luz recibida de dicho objeto (200), donde el sensor (180) de imagen en color comprende una matriz de filtro de color que comprende al menos tres tipos de filtros de color, cada uno de los cuales permite que la luz se propague a través del filtro de color, en un intervalo de longitud de onda conocido, W1, W2 y W3, respectivamente, a los píxeles de sensor de imagen, proporcionando por ello al menos tres componentes de color, y
- un sistema de procesamiento de datos configurado para analizar las porciones correspondientes de las imágenes en 2D capturadas en la pila, de modo que para un bloque dado de píxeles (663) de sensor de imagen:
- la información sobre la geometría de la superficie se deriva identificando a qué distancia del sistema de escáner está enfocado el objeto (200), de tal manera que cuando esté enfocado, se identificará al menos una imagen (662) en 2D de la pila de imágenes (661) en color en 2D, y la información sobre la geometría de la superficie se derivará de los al menos tres componentes de color en ese bloque (663) y de la al menos una imagen (662) en 2D identificada; y,
- la información sobre el color de la superficie se deriva de los al menos tres componentes de color en ese bloque (663) y de la al menos de una imagen (662) en 2D o de dos imágenes en 2D, o de más de dos imágenes (662) en 2D de la pila de imágenes en color en 2D, comprendiendo, las dos imágenes en 2D o las más de dos imágenes en 2D, la al menos una imagen (662) en 2D, de tal modo que al menos algunas lecturas de píxeles de sensor de imagen se utilicen para derivar tanto la información sobre la geometría de la superficie como la información sobre el color de la superficie,
- la información sobre el color de la superficie derivada se basa en los componentes de color de una imagen en 2D que es la al menos una imagen (662) en 2D, o se basa en los componentes de color para las dos imágenes en 2D usando interpolación para el color, o se basa en la media de los componentes de color para las más de dos imágenes en 2D,
caracterizado porque
- la información sobre la geometría de la superficie derivada y la información sobre el color de la superficie se combinan para generar un escaneo secundario del objeto, donde el escaneo secundario comprende datos que expresan la geometría y el color del objeto visto desde una vista,
- se genera una representación en 3D digital que expresa tanto el color como la geometría del objeto al combinarse varios escaneos secundarios, por lo que los escaneos secundarios se generan para varias vistas diferentes del objeto, de modo que juntos cubran una parte de la superficie del objeto, y
- la combinación de escaneos secundarios del objeto para obtener la representación en 3D digital que expresa la geometría y el color de la superficie comprende computar el color en cada punto de la superficie como una media ponderada de los puntos correspondientes en todos los escaneos secundarios superpuestos en ese punto de la superficie.
2. El sistema de escáner de foco de acuerdo con la reivindicación 1, donde el sistema de escáner de foco comprende un elemento de generación de patrón (130) configurado para incorporar un patrón espacial en dicha luz de sonda y donde derivar la información sobre la geometría de la superficie y la información sobre el color de la superficie comprende calcular para varias 2D imágenes (662) una medida de correlación (664) entre la porción de la imagen en 2D capturada por dicho bloque de píxeles de sensor de imagen (663) y una función de peso, donde un vector de señal, I = (I1,...,In), con n > 1 elementos representa las señales del sensor para dicho bloque de píxeles de sensor de imagen para una posición del plano de foco a lo largo del eje óptico y la función de peso viene dada por un vector de referencia, f = (f1,..., fn), de pesos de referencia determinados en base a la información de la configuración del patrón espacial, y donde la medida de correlación para cada bloque de píxeles y cada posición del plano de foco se deriva como un producto escalar computado a partir del vector de señal y el vector de referencia.
3. El sistema de escáner de foco de acuerdo con la reivindicación 2, en el que derivar la información sobre la geometría de la superficie y la información sobre el color de la superficie para un bloque de píxeles de sensor de imagen (663) comprende identificar la posición a lo largo del eje óptico en el que la medida de correlación correspondiente (664) tiene un valor máximo.
4. El sistema de escáner de foco de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que el sistema de procesamiento de datos está configurado para determinar un color de escaneo secundario para un punto en un escaneo secundario generado en base a la información sobre el color de la superficie de la imagen en 2D (662) en la pila (661) en la que la medida de correlación (664) tiene su valor máximo para el bloque correspondiente de píxeles de sensor de imagen (663).
5. El sistema de escáner de foco de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que el sistema de procesamiento de datos está configurado para derivar el color de escaneo secundario para un punto en un escaneo secundario generado en base a la información sobre el color de la superficie de las imágenes en 2D (662) en la pila (661) en la que la medida de correlación (664) tiene su valor máximo para el bloque correspondiente de píxeles de sensor de imagen (663) y en al menos una imagen en 2D adicional (662), como una imagen en 2D vecina (662) de la pila de imágenes en 2D capturadas (663).
6. El sistema de escáner de foco de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el sistema de procesamiento de datos está configurado para interpolar información sobre el color de la superficie de al menos dos imágenes en 2D (662) en la pila (663) al determinar el color de escaneo secundario, como para interpolar información sobre el color de la superficie de imágenes en 2D vecinas (662) en la pila (663).
7. El sistema de escáner de foco de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el sistema de procesamiento de datos está configurado para computar un color de escaneo secundario promediado para una cantidad de puntos del escaneo secundario, donde el cómputo comprende hacer una media de colores de escaneo secundario de diferentes puntos, tal como una media ponderada de los colores de los puntos circundantes en el escaneo secundario.
8. El sistema de escáner de foco de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el sistema de procesamiento de datos está configurado para detectar píxeles saturados en las imágenes (662) en 2D capturadas al comparar los valores de color de los píxeles o de los grupos de píxeles de las imágenes en 2D con el color de la fuente (101) de luz multicromática, y para mitigar o eliminar el error en la información sobre el color de la superficie derivada o el color del escaneo secundario originado por la saturación de píxeles al asignar un peso bajo a la información sobre el color de la superficie del píxel saturado en el cómputo del color del escaneo secundario promediado y/o al asignar un peso bajo al color del escaneo secundario computado en base al píxel saturado.
9. El sistema de escáner de foco de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la información sobre la geometría de la superficie se deriva de la luz en un intervalo de longitud de onda seleccionado del espectro proporcionado por la fuente (101) de luz multicromática.
10. El sistema de escáner de foco de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la matriz de filtros de color es tal que la fracción de los filtros de color en la matriz que coincide con el intervalo de longitud de onda seleccionado del espectro es mayor que el 50%, tal como cuando la fracción es igual a 32/36, 60/64 o 96/100.
11. El sistema de escáner de foco de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en el que el intervalo de longitud de onda seleccionado coincide con el intervalo de longitud de onda W2, y en el que la matriz de filtros de color comprende una pluralidad de celdas de 6x6 filtros de color, donde los filtros de color en las posiciones (2,2) y (5,5) de cada celda son del tipo W1, los filtros de color en las posiciones (2,5) y (5,2) son del tipo W3, y los 32 filtros de color restantes de la celda 6x6 son del tipo W2.
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