JP2007190371A - 歯科用測色装置、システム、方法、およびプログラム - Google Patents

歯科用測色装置、システム、方法、およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】生活歯と歯の見本との色味等の違いを高い精度で、且つ、比較容易な態様にて表現することのできる歯科用測色装置及び画像処理方法並びにプログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】生活歯の撮影画像データおよび該撮影画像データに基づいて得られた測色情報を画素毎に記憶するシェードガイド情報記憶部１１４と、測色情報を比較する際に基準とされる基準測色情報を取得し、該基準測色情報と生活歯の測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する画素抽出部８２１と、画素抽出部８２１により抽出された画素からなる第１の画素群と、抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像を作成する画像作成部８２２と、画像作成部８２２にて作成された生活歯比較画像を表示する表示画像ＧＵＩ部１１５とを具備する歯科用測色装置を提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は、被写体を高精度に色再現するための処理を行う歯科用測色装置、システム、方法、およびプログラムに関するものである。
近年、美容や健康に対する関心が高まっており、例えば、美容においては、皮膚のメラニン色素を抑制するホワイトニングが審美追求の一分野として流行の兆しを見せている。
従来における肌の診断には、肌の表面を拡大してモニタなどで観察することができるように構成された肌診断用カメラシステムが用いられており、例えば、皮膚科、エステティックサロン、美容カウンセリングなどで使用されている。これらのうちの例えば皮膚科の場合には、皮溝や皮丘の画像を観察することにより、皮膚表面の特徴を捉えて診断し、カウンセリング等が行われている。
また、歯科の分野では、歯科治療において審美追求も加味した一つの手段としてセラミッククラウン法などによる治療が行われている。このセラミッククラウン法は、患者の元の歯の色に近い色のクラウン（セラミック製の歯冠補綴物）を作製し、このクラウンを患者の歯にかぶせることにより行われる。セラミッククラウン法による治療においては、補綴物であるクラウンの作製が必須となる。
従来、クラウンの作製は、以下のようにして行われている。
まず、歯科医院において、歯科医等により患者の口腔内の撮影が行われる。撮影は、例えば、複数の歯を含む口腔内全体の写真やクラウン作製の対象となる生活歯の歯面等の撮影が行われる。撮影は、歯科用に開発されたデジタルカメラ等を用いて行われる。
更に、歯科医は、色調の互いに異なる複数の歯の見本（以下「シェードガイド」という。）の中から患者の生活歯に最も近い色味のシェードガイドを選択する（以下、この作業を「シェードテイク」という。）。シェードガイドとは、例えば、互いに異なる発色のセラミックを歯の形状に加工したものである。上記作業が終了すると、歯科医は、上述の撮影写真と選択したシェードガイドに割り当てられている固有の識別番号とをクラウンを作製する技工所に送付する。これにより、技工所では、これら情報に基づいてクラウンの作製が行われる。
しかしながら、上述のシェードテイクは、歯科医の主観により行われるため定量性に欠ける。更に、シェードガイドや患者の歯色は、歯茎の色合い、周辺の環境、照明状況（例えば、照明の当たり方、照明の色など）、医師の疲労度等の様々な要因によって見え方が変化するため、最適なシェードガイドを選択することは非常に難しく、医師への負担が大きいという欠点があった。
そこで、上述した医師等の負担を軽減するべく、生活歯に色味が最も近似するシェードガイドを自動的に選択する等の機能を備えることにより、シェードテイク等の作業を支援する装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、予め複数の歯牙基準色の識別情報データとその歯牙基準色のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色調情報データとが対応したデータテーブルをコンピュータに予め記憶させ、生活歯と歯牙基準色の色調を有する基準具（上述の「シェードガイド」に相当）とを同時に撮影した画像データを入力し、画像データ内で分析された基準具の歯牙基準色のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色調情報データと、その歯牙基準色の識別情報データと一致したデータテーブルの歯牙基準色の色調情報データとを略一致させる色調補正値を算出して生活歯の色調を補正し、補正された生活歯の色調の色調情報データと一致又は近似した色調情報データの歯牙基準色の識別情報データをデータテーブルから抽出し出力する技術が開示されている。
特許第３７１０８０２号公報（第５図および第６図）
しかしながら、上述の特許文献１に開示されている発明では、生活歯に設定された所定の領域におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色調情報データと基準具に設定された所定の領域におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色調情報データとを総合的に比較しているため、大まかな比較結果しか得ることができず、該所定の領域内における更に細やかな比較結果を知ることができないという問題があった。
更に、上記特許文献１では、比較結果が数値で表現されていたために、歯科医や技工士等のユーザが両者の特徴を対比しづらいという欠点があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、生活歯と歯の見本との色味等の違いを高い精度で、且つ、比較容易な態様にて表現することのできる歯科用測色装置、システム、方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、生活歯の撮影画像データおよび該撮影画像データに基づいて得られた測色情報を画素毎に記憶する第１の記憶部と、前記測色情報を比較する際に基準とされる基準測色情報を取得する基準取得部と、前記基準測色情報と前記生活歯の測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第１の抽出部と、前記第１の抽出部により抽出された画素からなる第１の画素群と、抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像を作成する第１の画像作成部と、前記第１の画像作成部により作成された前記生活歯比較画像を表示する表示制御部とを具備する歯科用測色装置である。
このような構成によれば、基準取得部により取得された基準測色情報は第１の抽出部に転送され、第１の抽出部により、該基準測色情報と生活歯の測色情報とが画素単位で比較される。更に、第１の抽出部により、画素毎に得られた比較結果が所定の条件を満たすか否かが判断され、該所定の条件を満たす画素が抽出されて、この画素情報が第１の画像作成部へ転送される。第１の画像作成部では、第１の抽出部にて抽出された画素からなる第１の画素群と、第１の抽出部にて抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像が作成され、表示制御部により該生活歯比較画像がモニタなどの画面に表示される。
このように、上記構成によれば、測色情報が基準測色情報との関係において所定の条件を満たす画素と満たさない画素とに分類され、分類された各画素が異なる色調にて表現された生活歯比較画像が表示されるので、この画面をみたユーザは、生活歯において、どの部分が条件を満たしているかを容易に認識することができる。
「測色情報」は、例えば、色度値、分光特性、色温度などであり、具体的には、ＲＧＢ値、Ｌ*ａ*ｂ*値、ＣＭＹＫ値、ＸＹＺ値、ＬＣＨ値、分光組成、分光反射率、色温度値等である。上記第１の記憶部には、これらＲＧＢ値等のうち少なくともいずれか１つが記憶されていれば足りる。
「色調を異ならせる」とは、例えば、上記生活歯比較画像において、第１の画素群と第２の画素群との区別が視認可能に表現されていれば足り、例えば、色彩を異ならせる他、同一色彩において濃淡、輝度等を異ならせる等の表現態様をとることが可能である。また、「色調を異ならせる」とは、網点またはメッシュでの濃淡表示を異ならせる概念も含むものとする。
上記歯科用測色装置において、歯の見本の撮影画像データおよび該撮影画像データに基づいて得られた測色情報を画素毎に記憶する第２の記憶部と、前記基準測色情報と前記歯の見本の測色情報とを前記画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第２の抽出部と、前記第２の抽出部により抽出された画素からなる第３の画素群と、抽出されなかった画素からなる第４の画素群とを異なる色調で表現した見本比較画像を作成する第２の画像作成部とを更に備え、前記表示制御部が、前記第２の画像作成部により作成された前記見本比較画像と前記生活歯比較画像とを表示することとしてもよい。
このような構成によれば、上記基準取得部により取得された基準測色情報は第２の抽出部にも転送され、第２の抽出部により、基準測色情報と歯の見本の測色情報とが画素単位で比較される。更に、第２の抽出部により、画素毎に得られた比較結果が所定の条件を満たすか否かが判断され、該所定の条件を満たす画素が抽出されて、この画素情報が第２の画像作成部へ転送される。第２の画像作成部では、第２の抽出部にて抽出された画素からなる第３の画素群と、第２の抽出部にて抽出されなかった画素からなる第４の画素群とを異なる色調で表現した見本比較画像が作成され、表示制御部により該見本比較画像が上述の生活歯比較画像とともにモニタなどの画面に表示される。
このように、上記構成によれば、見本においても、測色情報が基準測色情報との関係において所定の条件を満たす画素と満たさない画素とに分類され、分類された各画素が異なる色調にて表現された見本比較画像が表示されるので、この画面をみたユーザは、歯の見本において、どの部分が条件を満たしているかを容易に認識することが可能となる。
更に、同一画面に生活歯比較画像と見本比較画像とが表示されるので、これらの画像に基づいて、生活歯の特徴と歯の見本の特徴とを容易に比較することが可能となる。
上記歯科用測色装置では、前記見本比較画像および前記生活歯比較画像において、前記第１の画素群と前記第３の画素群とが同一の色調で表現され、前記第２の画素群と前記第４の画素群とが同一の色調で表現されていることとしてもよい。
このような構成によれば、見本比較画像および生活歯比較画像において、所定の条件を満たす画素と満たさない画素の色調を統一させることができるので、この画面を見たユーザは、更に容易に両者を比較することが可能となる。
上記歯科用測色装置において、前記第１の画像作成部が、前記生活歯比較画像における各画素の明度、彩度、色相の少なくとも１つを、その画素の測色情報に応じて変化させ、
前記第２の画像作成部が、前記見本比較画像における各画素の明度、彩度、色相の少なくとも１つを、その画素の測色情報に応じて変化させることとしてもよい。
このような構成によれば、見本比較画像および生活歯比較画像において、各画素の測色情報に応じて明度、彩度、色相の少なくとも１つが変化することとなるので、この画面をみたユーザは、各画素の測色情報がどのように変化しているのかを視認することが可能となる。これにより、歯の見本の特徴、生活歯の特徴をより詳細に認識することができる。
上記歯科用測色装置において、前記第１の画像作成部が、前記第１の画素群に属する画素を前記生活歯の撮像画像データで表現した前記生活歯比較画像を作成し、前記第２の画像作成部が、前記第３の画素群に属する画素を前記歯の見本の撮像画像データで表現した前記見本比較画像を作成することとしてもよい。
このような構成によれば、見本比較画像および生活歯比較画像において、所定の条件を満たす画素については、撮像画像データが採用されることとなる。これにより、所定の条件を満たす部分については、撮影された歯の見本および生活歯の色が略そのまま再現されることとなるので、ユーザは、わずかな色の違いについても認識することが可能となる。この場合において、所定の条件を満たさないと判断された画素、つまり、第２の画素群および第４の画素群に属する画素については、明度、彩度、輝度を落とした態様で表現することが好ましい。このようにすることで、撮影画像データを採用した部分が他の部分に比べて強調されるので、両者の色彩等の比較をよりしやすくすることができる。
上記歯科用測色装置において、前記第１の画像作成部が、前記生活歯比較画像における前記第２の画素群に属する各画素の明度、彩度、色相の少なくとも１つを、その画素の測色情報に応じて変化させ、前記第２の画像作成部が、前記見本比較画像における前記第４の画素群に属する各画素の明度、彩度、色相の少なくとも１つを、その画素の測色情報に応じて変化させることとしてもよい。
このような構成によれば、見本比較画像および生活歯比較画像において、所定の条件を満たさない画素群においても、各画素の測色情報に応じて明度、彩度、色相の少なくとも１つが変化するように表現されるので、この画面を見たユーザは、所定の条件を満たさない画素においてもその測色情報をより詳しく認識することができる。
上記歯科用測色装置において、前記表示制御部が、前記生活歯比較画像が表示された画面に、前記基準測色情報を入力するための基準入力部を表示することとしてもよい。
このような構成によれば、生活歯比較画像が表示された画面上において、基準測色情報を入力するための基準入力部が表示されるので、ユーザはこの基準入力部から所望の基準測色情報を入力することが可能となる。
上記歯科用測色装置において、前記表示制御部が、前記生活歯比較画像が表示された画面に、前記所定の条件を入力するための条件入力部を表示することとしてもよい。
このような構成によれば、生活歯比較画像が表示された画面上において、所定の条件を入力するための条件入力部が表示されるので、ユーザはこの条件入力部から所望の条件を入力することが可能となる。
上記歯科用測色装置は、撮像装置により撮影された口腔内の撮影画像の中から測定対象となる生活歯の領域を特定する領域特定部と、特定した前記生活歯の領域に少なくとも１つの測定領域を設定する測定領域設定部と、予め登録されている複数の前記歯の見本の中から各前記測定領域のスペクトルに近似する少なくとも１つの歯の見本を選択する見本選択部とを更に備え、前記第２の抽出部が、前記基準測色情報と前記見本選択部により選択された前記歯の見本の測色情報とを画素単位で比較することとしてもよい。
このような構成によれば、撮影装置により撮影された口腔内の撮影画像の中から測定対象となる生活歯の領域が領域特定部により特定され、特定された生活歯の領域に少なくとも１つの測定領域が測定領域設定部により設定され、設定された測定領域のスペクトルに近似する少なくとも１つの歯の見本が見本選択部により選択され、選択された少なくとも１つの歯の見本に関する測色情報が第２の記憶部から取得されて第２の抽出部へ転送される。これにより、見本選択部により選択された歯の見本の測色情報と基準測色情報とが画素単位で比較されることとなる。これにより、生活歯の特徴に最も近い特徴を持つ歯の見本との比較を行うことが可能となる。
本発明は、口腔内を撮像する撮像装置と、前記撮像装置により取得された画像を処理する歯科用測色装置と、前記歯科用測色装置により処理された画像を表示する表示装置とを備え、前記歯科用測色装置は、生活歯の撮影画像データおよび該撮影画像データに基づいて得られた測色情報を画素毎に記憶する第１の記憶部と、前記測色情報を比較する際に基準とされる基準測色情報を取得する基準取得部と、前記基準測色情報と前記生活歯の測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第１の抽出部と、前記第１の抽出部により抽出された画素からなる第１の画素群と、抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像を作成する第１の画像作成部と、前記第１の画像作成部により作成された前記生活歯比較画像を表示する表示制御部とを具備する歯科用測色システムを提供する。
上記歯科用測色システムにおいて、前記歯科用測色装置は、歯の見本の撮影画像データおよび該撮影画像データに基づいて得られた測色情報を画素毎に記憶する第２の記憶部と、前記基準測色情報と前記歯の見本の測色情報とを前記画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第２の抽出部と、前記第２の抽出部により抽出された画素からなる第３の画素群と、抽出されなかった画素からなる第４の画素群とを異なる色調で表現した見本比較画像を作成する第２の画像作成部とを更に備え、前記表示制御部が、前記第２の画像作成部により作成された前記見本比較画像と前記生活歯比較画像とを表示することとしてもよい。
本発明は、生活歯の撮影画像データに基づいて得られた測色情報を比較する際に基準とされる基準測色情報を取得する基準取得過程と、前記生活歯の測色情報と前記基準測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第１の抽出過程と、前記第１の抽出過程により抽出された画素からなる第１の画素群と、抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像を作成する第１の画像作成過程と、前記生活歯比較画像を表示する表示制御過程とを備える歯科用測色方法を提供する。
上記歯科用測色方法は、歯の見本の撮影画像データに基づいて得られた測色情報と前記基準測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第２の抽出過程と、前記第２の抽出過程により抽出された画素からなる第３の画素群と、抽出されなかった画素からなる第４の画素群とを異なる色調で表現した見本比較画像を作成する第２の画像作成過程とを更に備え、前記表示制御過程において、前記見本比較画像と前記生活歯比較画像とを表示することとしてもよい。
本発明は、生活歯の撮影画像データに基づいて得られた測色情報を比較する際に基準とされる基準測色情報を取得する基準取得処理と、前記生活歯の測色情報と前記基準測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第１の抽出処理と、前記第１の抽出過程により抽出された画素からなる第１の画素群と、抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像を作成する第１の画像作成処理と、前記生活歯比較画像を表示する表示制御処理とをコンピュータに実行させるための歯科用測色プログラムを提供する。
上記歯科用測色プログラムは、歯の見本の撮影画像データに基づいて得られた測色情報と前記基準測色情報とを前記画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第２の抽出処理と、前記第２の抽出過程により抽出された画素からなる第３の画素群と、抽出されなかった画素からなる第４の画素群とを異なる色調で表現した見本比較画像を作成する第２の画像作成処理とを更に備え、前記表示制御処理において、前記見本比較画像と前記生活歯比較画像とを表示することとしてもよい。
本発明によれば、生活歯と歯の見本との色味等の違いを高い精度で表現することができるとともに、比較容易な態様にて表現することができるという効果を奏する。
以下、本発明の歯科用測色装置、歯科用測色システム、歯科用測色方法、および歯科用測色プログラムの実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係る歯科用測色システムは、図１及び図４に示すように、撮像装置１、クレードル２、歯科用測色装置３、及び表示装置４を備えて構成されている。
撮影装置１は、図１に示すように光源１０、撮像部２０、撮像制御部３０、表示部４０、操作部５０を主な構成要素として備えている。
光源１０は、撮影装置１の先端部付近に配置され、被写体を照明するための互いに異なる４つ以上の波長帯域を有する照明光を発する。具体的には、光源１０は、互いに異なる波長帯域の光を発する７つの光源１０ａ乃至１０ｇを備えている。各光源１０ａ乃至１０ｇは、それぞれ４つのＬＥＤを備えており、その中心波長は図２に示すように、光源１０ａは約４５０ｎｍ、光源１０ｂは約４６５ｎｍ、光源１０ｃは約５０５ｎｍ、光源１０ｄは約５２５ｎｍ、光源１０ｅは約５７５ｎｍ、光源１０ｆは約６０５ｎｍ、光源１０ｇは約６３０ｎｍとなっている。このＬＥＤの発光スペクトル情報は、ＬＥＤメモリ１１に記憶され、後述する歯科用測色装置３にて用いられる。
これら光源１０ａ乃至１０ｇは、例えば、リング状に配置されている。配列は、特に限定されず、例えば、波長の短い順にＬＥＤを４つずつ配置してもよいし、逆順或いはランダム配置等でもよい。また、全てのＬＥＤで１つのリングを形成するような配置のほか、ＬＥＤを複数のグループに分け、これら１つのグループで１つのリングを形成するように配置してもよい。なお、ＬＥＤの配置は、上記リング状に限られず、後述する撮像部２０による撮像に支障をきたすことのない限りは、十字状配置、矩形状配置、左右一列配置、上下一列配置、ランダム配置等の適宜の配置を採用することが可能である。なお、光源１０の発光素子としては、ＬＥＤに限られず、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）等の半導体レーザやその他の発光素子を用いることも可能である。
撮像装置１において、上記光源１０の被写体側には、光源１０からの照明光を略均一に被写体面に照射するための照明光学系（図示せず）が設けられている。また、上記光源１０の近傍には、ＬＥＤの温度を検出する温度センサ１３が設けられている。
撮像部２０は、撮像レンズ２１、ＲＧＢカラー撮像素子２２、信号処理部２３、ＡＤ変換器２４を備えて構成されている。撮像レンズ２１は、光源１０が照射された被写体像を結像する。ＲＧＢカラー撮像素子２２は、撮像レンズ２１により結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する。このＲＧＢカラー撮像素子２２は、例えば、ＣＣＤにより構成されており、そのセンサ感度は、可視広域を略カバーするようなものとなっている。このＣＣＤは、モノクロタイプの物でもよいし、カラータイプのものでもよい。また、ＲＧＢカラー撮像素子２２は、ＣＣＤに限られず、ＣＭＯＳタイプやその他の各種の撮像素子を広く使用することが可能である。
信号処理部２３は、ＲＧＢカラー撮像素子２２から出力されるアナログ信号に、ゲイン補正やオフセット補正等を施す。Ａ／Ｄ変換器２４は、信号処理部２３から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。上記撮像レンズ２１には、フォーカスを調整するフォーカスレバー２５が接続されている。このフォーカスレバー２５は、手動にてフォーカスを調整するためのものであり、フォーカスレバー２５の位置を検出するための位置検出部２６が設けられている。
撮像制御部３０は、ＣＰＵ３１、ＬＥＤドライバ３２、データＩ／Ｆ３３、通信Ｉ／Ｆコントローラ３４、画像メモリ３５、及び操作部Ｉ／Ｆ３６を備えて構成されている。これら各部は、ローカルバス３７に接続されており、ローカルバス３７を介してデータの授受が可能な構成となっている。
ＣＰＵ３１は、撮像部２０の制御を行うとともに、撮像部２０により取得され処理された被写体分光画像をローカルバス３７を介して画像メモリ３５に記録するとともに、後述するＬＣＤコントローラ４１に出力する。ＬＥＤドライバ３２は、光源１０が備える各種ＬＥＤの発光を制御する。データＩ／Ｆ３３は、光源１０が備えるＬＥＤメモリ１１の内容や温度センサ１３の情報を受信するためのインターフェースである。通信Ｉ／Ｆコントローラ３４は、外部との接続点となる通信Ｉ／Ｆ接点６１と接続されており、例えば、ＵＳＢ２．０に準拠した通信を実現させるための機能を備えている。操作部Ｉ／Ｆ３６は、後述する操作部６０が備える各種操作ボタンと接続されており、操作部５０を介して入力された入力指示をローカルバス３７を介してＣＰＵ３１へ転送するインターフェースとして機能する。画像メモリ３５は、撮像部２０にて撮影された画像データを一時的に記録する。本実施形態では、画像メモリ３５は、最低でも７枚の分光画像と一枚のＲＧＢカラー画像を記録できるメモリ容量を有している。
表示部４０は、ＬＣＤコントローラ４１とＬＣＤ４２とを備えて構成されている。ＬＣＤコントローラ４１は、ＣＰＵ３１から転送されてくる画像信号に基づく画像、例えば、現在、撮像部２０により撮影されている画像、或いは、撮影済みの画像をＬＣＤ（liquid crystal display）４２に表示させる。このとき、必要に応じて、オーバーレイメモリ４３に記憶されている画像パターンをＣＰＵ３１から取得した画像に重畳させてＬＣＤ４２に表示させるようにしてもよい。ここで、オーバーレイメモリ４３に記録されている画像パターンとは、例えば、歯全体を水平に撮影するような水平ラインや、これに交差するクロスライン、撮影モード、撮影する歯の識別番号等である。
操作部５０は、使用者が分光画像撮影動作の開始を指示入力したり、動画像撮影動作の開始や終了を指示入力したりするための各種の操作スイッチや操作ボタンを備えている。具体的には、撮影モード切替スイッチ５１、シャッタボタン５２、ビューア制御ボタン５３等を備えている。撮影モード切替スイッチ５１は、通常のＲＧＢの撮影と、マルチバンドの撮影とを切り替えるためのスイッチである。ビューア制御ボタン５３は、ＬＣＤ４２に表示される画像の変更等の操作をするためのスイッチである。
また、撮像装置１は、蓄電池としてのリチウムバッテリ６０を搭載している。このリチウムバッテリ６０は、撮像装置１が備える各部に電源供給を行うためのものであり、充電のための接点である接続接点６２に接続されている。また、このリチウムバッテリの充電状態を通知するためのバッテリＬＥＤ６３が設けられている。また、撮像装置１には、カメラの状態を知らせるためのパワーＬＥＤ６４、撮影時の危険を知らせるためのアラームブザー６５が設けられている。
バッテリＬＥＤ６３は、例えば、赤、黄、緑の３つのＬＥＤを備えており、緑色点灯によりリチウムバッテリ６０の充電容量が十分である旨を通知し、黄色点灯によりバッテリ容量が少ない旨、換言すると、充電の必要がある旨を通知し、赤色点灯によりバッテリ容量が極めて少ない旨、換言すると、至急充電の必要がある旨を通知する。
パワーＬＥＤ６４は、例えば、赤と緑とからなる２つのＬＥＤを備えており、緑色点灯により撮影準備が完了した旨を通知し、緑色点滅により撮影準備中（初期ウォーミング等）である旨を通知し、赤色点灯によりバッテリ充電中である旨を通知する。
アラームブザー６５は、警鐘することにより撮影した画像データが無効である旨を通知する。
上述の撮像装置１を支持するクレードル２は、撮像部２０のキャリブレーションを行うための色票１００と、撮像装置１が正常な位置に装着されたか否かを確認するためのマイクロスイッチ１０１と、電源のオン／オフを行うための電源スイッチ１０２、電源スイッチ１０２のオン／オフに連動して点灯／消灯する電源ランプ１０３、マイクロスイッチ１０１に連動して点灯／消灯することにより、撮像装置１が正常位置に装着されたか否かを通知する装着ランプ１０４を備えている。
装着ランプ１０４は、例えば、撮像装置１が正常位置に装着された場合には、緑色が点灯し、装着されていない場合には、赤色が点灯する。また、このクレードル２には、電源接続コネクタ１０５が設けられており、ＡＣアダプタ１０６が接続されるようになっている。そして、撮像装置１が備えるリチウムバッテリ６０の充電容量が減少し、バッテリＬＥＤ６３の黄色や赤が点灯している状態では、撮像装置１がクレードルに装着された場合にリチウムバッテリの充電が開始されるように構成されている。
このように構成された歯科用測色システムの撮像装置１では、７種類の波長帯域の照明光（７原色の照明光）を被写体に順次照射して、７枚の被写体分光画像を静止画として取り込むマルチバンド撮像のほかに、ＲＧＢ画像の取り込みも可能である。ＲＧＢ画像の取り込みの方法の一つとしては、通常のデジタルカメラと同様に、７原色の照明光なしで、自然光、あるいは室内光により照明された被写体を本装置が有するＲＧＢカラーＣＣＤを利用して撮像を行うものである。また、７原色の照明光から１以上の照明光を各選択してＲＧＢの３色の照明光とし、これらを順次に照射することにより面順次式の静止画としても取り込むこともできるようになっている。
これら撮影モードのうち、ＲＧＢ撮像は、患者の顔全体を撮影する場合、顎全体を撮影する場合など、広域の部位を撮影する場合に用いられる。一方、マルチバンド撮影は、患者の歯１〜２本の色を正確に計測する場合、つまり歯の測色を行う場合に用いられる。
以下、本発明の特徴部分であるマルチバンド撮影による歯の測色処理について説明する。
〔マルチバンド撮影〕
まず、医師により撮像装置がクレードル２から持ち上げられ、撮像装置の筐体の投射口側に設けられている取り付け口（図示略）にコンタクトキャップが取り付けられる。このコンタクトキャップは、柔軟性を有する素材により略筒状に形成されている。
続いて、医師により撮影モードが「測色モード」に設定されると、被写体像が動画としてＬＣＤ４２に表示される。医師は、このＬＣＤ４２に表示される画像を確認しながら、測定対象となる患者の生活歯が撮影範囲の適切な位置に配置されるように位置決めを行い、フォーカスレバー２５を用いてピント調整を行う。このとき、コンタクトキャップが、測定対象である生活歯を適切な撮影位置に導くような形状に形成されていることにより、位置決めを容易に行うことが可能となる。
位置決め、ピント調整がなされた状態で、医師によりシャッタボタン５２が押下されると、その旨の信号が操作部Ｉ／Ｆ３６を介してＣＰＵ３１へ転送され、ＣＰＵ３１の制御の下、マルチバンド撮影が実行される。
マルチバンド撮影では、ＬＥＤドライバ３２が光源１０ａ乃至１０ｇを順次駆動することにより、波長帯域の異なるＬＥＤ照射光が被写体に順次照射される。被写体の反射光は、撮像部２０のＲＧＢ撮像素子２２の表面に結像され、ＲＧＢ画像として取り込まれる。取り込まれたＲＧＢ画像は、信号処理部２３に転送される。信号処理部２３は、入力されたＲＧＢ画像信号に対して所定の画像処理を施すとともに、ＲＧＢ画像信号から各光源１０ａ乃至１０ｇの波長帯域に応じた所定の１色の画像データを選択する。具体的には、信号処理部２３は、光源１０ａ及び１０ｂに対応する画像信号からはＢ画像データを選択し、光源１０ｃ乃至１０ｅに対応する画像信号からはＧ画像データを選択し、光源１０ｆ及び１０ｇに対応する画像信号からはＲ画像データを選択する。このように、画像処理部２３は、照射光の中心波長と略一致する波長の画像データを選択する。
信号処理部２３により選択された画像データは、Ａ／Ｄ変換器２４へ転送され、ＣＰＵ３１を介して画像メモリ３５に記録される。この結果、画像メモリ３５には、ＬＥＤの中心波長に対応してＲＧＢ画像から選択された色の画像がマルチバンド画像として記録されることとなる。なお、撮影の際に、それぞれの波長の撮影が適正露光になるように、ＬＥＤの照射時間、照射強度、撮像素子の電子シャッタ速度等がＣＰＵ３１により制御され、また、この撮影時に温度変化が激しい場合にはアラームブザー６５が鳴り警告を発する。
なお、ＬＥＤを照射しないで生活歯の画像を更に撮影し、外光画像として画像メモリ３５に記録する。
続いて、撮影が終了し、医師により撮像装置１がクレードル２に置かれると、キャリブレーション画像の測定が行われる。
キャリブレーション画像の測定は、上述のマルチバンド撮影と同様の手順により色票１００を撮影するものである。これにより、色票１００のマルチバンド画像が色票画像として画像メモリ３５に記録される。
続いて、ＬＥＤが全く点灯しない状態（暗黒下）で色票１００の撮影が行われ、この画像が暗電流画像として画像メモリ３５に記録される。なお、この暗電流画像は、撮影を複数回行い、これら画像を平均化した画像を用いるようにしてもよい。
続いて、画像メモリ３５に記録された上記外光画像、暗電流画像を用いた信号補正がマルチバンド画像及び色票画像のそれぞれに対して行われる。マルチバンド画像に対する信号補正は、例えば、マルチバンド画像の各画像データに対して画素毎に外光画像データの信号値を減算することによって行われ、撮影時の外光の影響を除去することができる。
同様に、色票画像に対する信号補正は、例えば、色票画像の画像データに対して画素毎に暗電流画像データの信号値を減算することによって行われ、温度によって変化するＣＣＤの暗電流ノイズ（Dark Noise）の除去を行うことができる。
図３は、色票画像に対する信号補正結果の一例を示したものである。図３において、縦軸はセンサ信号値を、横軸は入力光強度を示しており、実線は補正前の原信号、破線は信号補正後の信号を示している。
このようにして信号補正が行われた後のマルチバンド画像及び色票画像は、ローカルバス３７、通信Ｉ／Ｆコントローラ３４、通信／Ｉ／Ｆ接点６１を介して図４に示す歯科用測色装置３へ送信され、歯科用測色装置３内のマルチバンド画像メモリ１１０に記録される。
この場合において、上記色票１００のマルチバンド画像及び暗電流画像は、撮像装置１内の画像メモリ３５に記録されることなく、ローカルバス３７、通信Ｉ／Ｆコントローラ３４、通信／Ｉ／Ｆ接点６１を介して、歯科用測色装置３へ直接送信され、歯科用測色装置３内のマルチバンド画像メモリ１１０に記録されることとしてもよい。この場合、上述した信号補正は、歯科用測色装置３内で行われることとなる。
歯科用測色装置３は、上記撮像装置１の通信Ｉ／Ｆ接点６１を介して出力されるマルチバンド画像及び色票画像を受信し、このマルチバンド画像に種々の処理を施すことにより、被写体である歯の高度な色再現がなされた画像を作成するとともに、歯に適したシェードガイド番号を選択し、これらの情報を表示装置４に表示する。
歯科用測色装置３は、例えば、図４に示すように、色度算出部７０、シェードガイド演算処理部８０、マルチバンド画像メモリ１１０、ＲＧＢ画像メモリ１１１、カラー画像作成処理部１１２、画像ファイリング部（第１の記憶部）１１３、シェードガイド情報記憶部（第２の記憶部）１１４、及び画像表示ＧＵＩ部（表示制御部）１１５を備えて構成されている。
色度算出部７０は、スペクトル推定演算部７１、観察スペクトル演算部７２、及び色度値演算部７３を備えて構成されている。また、シェードガイド演算処理部８０は、シェードガイド選定部（領域特定部、測定領域設定部、見本選択部）８１および比較演算処理部８２を備えて構成されている。比較演算処理部８２は、画素抽出部（第１の抽出部、第２の抽出部）８２１および画像作成部（第１の画像作成部、第２の画像作成部）８２２を備えて構成されている。
シェードガイド情報記憶部１１４には、例えば、色見本が一列に配置されているシェードガイドを作製するメーカー毎に、そのメーカーにより作製されたシェードガイドの撮影画像データがシェードガイド番号に対応付けられて格納されているほか、これらシェードガイドの所定エリアの分光スペクトル（具体的には、分光反射率スペクトル）や歯肉付きシェードガイド画像が格納されている。更に、シェードガイド情報記憶部１１４には、シェードガイドの撮影画像データに基づいて得られた測色情報（例えば、ＲＧＢ値、Ｌ*ａ*ｂ*値、ＣＭＹＫ値、ＸＹＺ値、Ｙｕｖ値、Ｌ*Ｃ*ｈ値等）が撮影画像データの画素毎に格納されている。
このような構成からなる歯科用測色装置３において、撮像装置１から転送されたマルチバンド画像及び色票画像は、まず、マルチバンド画像メモリ１１０に記録され、その後、色度算出部７０へ転送される。色度算出部７０では、まず、スペクトル推定演算部７１によりスペクトル（本実施形態では、分光反射率のスペクトル）推定処理等が行われる。
スペクトル推定演算部７１は、図５に示すように、変換テーブル作成部７１１、変換テーブル７１２、入力γ補正部７１３、画素補間演算部７１４、面内ムラ補正部７１５、マトリクス演算部７１６、及びスペクトル推定マトリクス作成部７１７を備えて構成されている。入力γ補正部７１３及び画素補間演算部７１４は、マルチバンド画像及び色票画像のそれぞれに対して個別に設けられており、マルチバンド画像に対して入力γ補正部７１３ａ、画素補間演算部７１４ａが設けられ、色票画像に対して入力γ補正部７１３ｂ、画素補間演算部７１４ｂが設けられている。
このような構成を備えるスペクトル推定演算部７１においては、まず、マルチバンド画像及び色票画像は、それぞれ個別に設けられている入力γ補正部７１３ａ、７１３ｂにそれぞれ転送され、入力γ補正が行われた後、各画素補間演算部７１４ａ、７１４ｂにより画像補間演算処理が施される。これら処理後の信号は、面内ムラ補正部７１５に転送され、ここで色票画像を用いたマルチバンド画像の面内ムラ補正処理が行われる。その後、マルチバンド画像は、マトリクス演算部７１６に転送され、スペクトル推定マトリクス作成部７１７により作成されたマトリクスを用いて分光反射率が算出される。
以下、各部において行われる各画像処理について具体的に説明する。
まず、入力γ補正の前段階として、変換テーブル作成部７１１により変換テーブル７１２が作成される。具体的には、変換テーブル作成部７１１は、入力光強度とセンサ信号値とを対応付けたデータを有しており、これらデータに基づいて変換テーブル７１２を作成する。この変換テーブル７１２は、入力光強度と出力信号値の関係から作成されるものであり、例えば、図６（ａ）に実線で示すように、入力光強度とセンサ信号値とが略比例関係となるように作成される。
各入力γ補正部７１３ａ、７１３ｂは、この変換テーブル７１２を参照することによりマルチバンド画像、色票画像に対してそれぞれ入力γ補正を行う。この変換テーブルは、現時点におけるセンサ値Ａに対応する入力光強度Ｄを求め、この入力光強度Ｄに対応する出力センサ値Ｂが出力されるように作成され、結果的に図６（ｂ）のようになる。このようにして、マルチバンド画像、色票画像に対し入力γ補正がなされると、補正後の画像データはそれぞれ画素補間演算部７１４ａ、７１４ｂへ転送される。
画素補間演算部７１４ａ、７１４ｂでは、入力γ補正後のマルチバンド画像データ及び色票画像データのそれぞれに対して、画素補間のためのローパスフィルタをかけることにより行われる。図７は、Ｒ信号、Ｂ信号に適用されるローパスフィルタの一例を示している。図８は、Ｇ信号に適用されるローパスフィルタを示している。このような画素補間のためのローパスフィルタを各マルチバンド画像データに乗算することにより、例えば、１４４画素×１４４画素の画像を２８８画素×２８８画素の画像にする。
画像補間演算が行われた画像データｇk（ｘ，ｙ）は、面内ムラ補正部７１５へ転送される。
面内ムラ補正部７１５は、以下の（１）式を用いて、マルチバンド画像データの画面中心の輝度を補正する。
Figure 2007190371
上記（１）式において、ｃk（ｘ，ｙ）は色票撮影画像データ、ｇk（ｘ，ｙ）は入力γ補正後のマルチバンド画像データ、（ｘ０，ｙ０）は中央の画素位置、δ（＝５）はエリア平均サイズ、ｇ´k（ｘ，ｙ）は面内ムラ補正後の画像データである（ただしｋ＝１，・・・、Ｎ（バンド数））。
上記面内ムラ補正は、マルチバンド画像データの各画像データに対して行われる。
面内ムラ補正後のマルチバンド画像データｇ´k（ｘ，ｙ）は、マトリクス演算部７１６へ転送される。マトリクス演算部７１６は、面内ムラ補正部７１５からのマルチバンド画像データｇ´k（ｘ，ｙ）を用いてスペクトル（本実施形態においては、分光反射率）推定処理を行う。このスペクトル推定処理では、３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長帯域において、１ｎｍ間隔で分光反射率の推定を行う。つまり、本実施形態では、４０１次元の分光反射率を推定する。
一般的に、１波長毎の分光反射率を求めるためには重厚で高価な分光計測器などが用いられるが、本実施形態では被写体が歯に限定されていることから、その被写体が有する一定の特徴を利用することにより、少ないバンドで４０１次元の分光反射率を推定する。
具体的には、マルチバンド画像データｇ´k（ｘ，ｙ）とスペクトル推定マトリクスＭspeとを用いてマトリクス演算を行うことにより、４０１次元のスペクトル信号を算出する。
上記スペクトル推定マトリクスＭspeは、カメラの分光感度データ、ＬＥＤスペクトルデータ、被写体（歯）の統計データに基づきスペクトル推定マトリクス作成部７１７にて作成される。このスペクトル推定マトリクスの作成については特に限定されることなく、周知の手法を用いることが可能である。例えば、その一例が、S.K.Park and F.O.Huck “Estimation of spectral
reflectance curves from multispectrum image data”, Applied Optics, 16,pp3107-3114(1977)に詳述されている。
なお、上記カメラの分光感度データ、ＬＥＤスペクトルデータ、被写体（歯）の統計データ等は図４に示した画像ファイリング部１１３に予め格納されている。また、カメラの分光感度がセンサの位置により変わる場合には、位置に応じて分光感度のデータを取得することとしてもよいし、中央の位置に対して適当に補正をして用いることとしてもよい。
スペクトル推定演算部７１により分光反射率が算出されると、この算出結果は、マルチバンド画像データとともに、図４に示すシェードガイド演算処理部８０内のシェードガイド選定部８１及び色度算出部７０内の観察スペクトル演算部７２へ転送される。
シェードガイド演算処理部８０内のシェードガイド選定部８１では、まず、測定対象となる歯の領域を特定する領域特定処理が行われる。
ここで、撮像装置１により撮像されたマルチバンド画像データには、測定対象となる歯のほか、該歯の隣の歯や歯茎等の情報も含まれている。従って、領域特定処理では、これら口腔内の画像データから測定対象となる歯の領域を特定する処理が行われる。
図９に歯の反射スペクトル（サンプル個数ｎ＝２）の一例を、図１０に歯茎の反射スペクトル（サンプル個数ｎ＝５）の一例を示す。図９及び図１０において、横軸は波長を縦軸は反射率を示している。歯は全体的に白色であり、歯茎は赤色であるため、両者のスペクトルは図９及び図１０からわかるように、青の波長帯域（例えば、４００ｎｍ乃至４５０ｎｍ）及び緑の波長帯域（例えば、５３０ｎｍ乃至５８０ｎｍ）において大きく異なる。本実施形態では、このように歯が特定の反射スペクトルを持つことに着目し、画像データの中から特定のスペクトルである歯の反射スペクトルを持つ画素を抽出することにより、歯の領域を特定する。
〔歯の領域の特定手法１〕
本手法では、撮像されたマルチバンド画像データで示される画像中の領域（画素又は画素の集合）におけるｎ種類の波長帯域それぞれの信号値で定められる波長帯域特性値を、ｎ次空間内に表す。そして、そのｎ次空間内に、測定対象の特徴を表す平面領域を規定し、ｎ次空間内に表された波長帯域特性値が、その平面領域に投影されるとき、その波長帯域特性値を有する画像中の領域を、測定対象となる歯の領域に含まれると判断することで、測定対象の領域（輪郭）を特定する。
図１１に、本手法による測定対象となる歯の領域を特定する手法を説明する。図１１に示すように、７つの波長λ１〜λ７によって、７次元空間が形成されている。７次元空間内には、測定対象となる歯を最も良好に分離する分類平面を設定する。具体的には、平面投影するための分類スペクトルｄ１（λ）、ｄ２（λ）が求められる。そして、まず、撮像されたマルチバンド画像データから、所定の領域を切り出し、波長帯域特性値として、７次元空間内に表される特徴量を算出する。特微量とは、切り出した領域で、各バンドをこの領域内で平均化して７つの信号値へ変換したときの、７つの信号値の組みである。切り出す領域の大きさは、例えば、２画素×２画素とするが、これに限られるものではなく、１画素×１画素であっても、３画素×３画素以上でもよい。
特微量は、図１１の７次元空間の１点で表される。この特徴量で表される７次元空間の１点を、分類平面に投影して分類平面上の１点を求める。分類平面上の１点の座標は、分類スペクトルｄ１（λ）、ｄ２（λ）との内積演算から求めることができる。分類平面上の１点が、歯の特徴的なスペクトルによって定められる分類平面上の領域Ｔ、すなわち、測定対象の特徴を表す平面領域に含まれれば、切り出した領域は、歯の輪郭に含まれる領域であると判断する。一方、分類平面上の１点が、歯茎の特徴的なスペクトルによって定められる分類平面上の領域Ｇに含まれれば、切り出した領域は、歯茎の輪郭に含まれる領域であると判断する。
本手法では、切り出す領域を変えながら、このような判断を順次行っていくことで、歯の領域を特定する。特に、測定対象となる歯の領域は、撮像されたマルチバンド画像データで示される画像の中央付近に位置しているのが通常であるため、切り出す領域を画像の中央付近から周囲に向けて変えながら、その領域が歯の領域に含まれているか否かの前記判断を順次行っていくことで、測定対象となる歯の領域（すなわち、測定対象となる歯の輪郭）を特定する。特に、本実施形態では、通常のＲＧＢで表される３次元よりも多い７次元空間に特徴量を規定しているため、より正確に測定対象の領域（輪郭）を特定することができて好ましい。
〔歯の領域の特定手法２〕
上記分類スペクトルに基づく領域の特定手法のほか、本手法では、例えば、青の波長帯域及び緑の波長帯域に対応する特定の信号値（スペクトル）のみを抽出し、これらの信号値を比較することにより、歯に特有な信号値（スペクトル）を持つ領域を歯の領域として特定するようにする。このような手法によれば、比較するサンプル数が減るため、短時間で容易に領域特定を行うことが可能となる。
具体的には、分類スペクトルに基づく領域特定の場合と同様に、画像の中央付近から周囲に向けて、スペクトル特徴値が急激に変化する変曲点の位置を検出することで、その位置を測定対象の歯の輪郭として確定する。例えば、検出したい被写体（歯）と、分離したい被写体（歯以外の例えば歯茎）と比較して、特徴的なバンドλ１、λ２を選択し、その比をスペクトル特徴値とする。歯を検出したい被写体とすると、例えば、λ１=４５０nm、λ２=５５０nmとして２点の比率を計算しその比率の変曲点を求める。これにより、隣の歯との輪郭が確定し、測定対象の歯の画素を得ることができる。なお、画素毎に特定を行うほか、複数の画素からなる画素群の平均を取り、この平均に基づいて画素群毎に特定を行うようにしてもよい。
なお、上述の歯の領域の特定手法１，２いずれを用いる場合でも、本実施形態では、歯について領域特定を行ったが、歯茎の領域特定も可能である。また、上述の領域特定手法のほか、例えば、測定対象の歯をモニタ４に表示させ、このモニタ４に表示された画面上にてユーザに輪郭を設定させる態様を取ることも可能である。
このようにして、測定対象の歯の画素が特定されると、続いて、測定対象の歯の領域に測定領域を設定する測定領域設定処理が行われる。この測定領域は、図１２に示すように、歯面の上部（Cervical）、中央（Body）、下部（Incisal）に矩形の領域として設定される。例えば、歯の高さに対して一定の比率の面積を持つ領域を設定する。すなわち、小さな歯でも大きな歯でも設定領域及びその位置は、一定の比率で設定される。なお、測定領域の形は、図１２に示すような矩形に限らず、例えば、円、楕円、非対称形状等でもよい。
続いて、上述のごとく設定された各測定領域について、最も近似するシェードガイドを選定するシェードガイド選定処理が行われる。このシェードガイド選定処理では、測定対象の歯の色味とシェードガイドの色味との比較判定が行われる。この比較は、先ほど設定された測定領域毎に行われ、対象となる測定領域のスペクトル（本実施形態では、分光反射率）とシェードガイド情報記憶部１１４に予め登録されている各シェードガイドのスペクトル（本実施形態では、分光反射率スペクトル）とを比較し、両者の差分が最も小さいものを求めることにより行われる。
このようなシェードガイド選定処理は、例えば、以下の（２）式に基づいてスペクトル判定値Ｊvalueを求めることにより行われる。
Figure 2007190371
上記（２）式において、Ｊvalueは、スペクトル判定値、Ｃは正規化係数、nは統計個数（計算に使用したλの個数）、λは波長、ｆ１（λ）は判定対象である歯の分光反射率スペクトル値、ｆ２（λ）はシェードガイドの分光反射率スペクトル値、Ｅ（λ）は判定感度補正値である。なお、本実施形態では、Ｅ（λ）によって、λに応じた分光感度に関する重み付けを行っている。
このようにして、各社のシェードガイドのスペクトルの値を上記（２）式のｆ２（λ）に代入し、それぞれのスペクトル判定値Ｊvalueを算出する。そして、最も小さいスペクトル判定値Ｊvalueを示したときのシェードガイドを歯に最も近似するシェードガイド番号であると判定する。なお、本実施形態では、スペクトル判定値Ｊvalueが小さい順に複数（例えば３つ）の候補を抽出する。もちろん、抽出する候補は１つとすることもできる。なお、上記（２）式について、判定感度補正値Ｅ（λ）は各種の重み付けがなされていてもよい。
このようにしてシェードガイド番号が選定されると、シェードガイド選定部８１は、選定したシェードガイドの各画素における色度値（測色情報）Ｌ２＊ａ２＊ｂ２＊および撮影画像データをシェードガイド情報記憶部１１４から取得し、取得した色度値Ｌ２＊ａ２＊ｂ２＊および撮影画像データ並びにシェードガイド番号を画像表示ＧＵＩ部１１５および比較演算部８２に出力する。
一方、色度算出部７０の観察スペクトル演算部７２では、スペクトル推定演算部７１にて求められた歯のスペクトルに観察したい照明光Ｓ（λ）を乗算することにより、観察したい照明光下での被写体のスペク卜ルが求められる。このＳ（λ）は、Ｄ６５やＤ５５光源、蛍光灯光源等、歯の色を観察したい光源であり、このデータは画像ファイリング機能部１１２に予め格納されている。観察スペクトル演算部７２にて求められた観察したい照明光下での被写体のスペクトルは、色度値演算部７３へ転送される。
色度値演算部７３では、観察したい照明光下での被写体のスペクトルから色度値であるＬ１＊ａ１＊ｂ１＊が画素毎に算出され、画素毎の色度値Ｌ１＊ａ１＊ｂ１＊がシェードガイド演算処理部８０内の比較演算処理部８２に出力されるとともに、所定エリアに係る色度値が平均化された値が画像表示ＧＵＩ部１１５に転送される。この所定のエリアは、例えば歯の上部、中央、下部の３位置に設定されている。
更に、観察したい照明光下での被写体のスペクトルＧ（ｘ，ｙ，λ）は、カラー画像作成処理部１１２に送られて、モニタ上に表示するためのＲＧＢ画像データ（生活歯の撮影画像データ）であるＲＧＢ２（ｘ，ｙ）が作成される。カラー画像作成処理部１１２により作成された生活歯のＲＧＢ画像データは、画像表示ＧＵＩ部１１５に出力されるとともに、シェードガイド演算処理部８０内の比較演算処理部８２へ転送される。更に、この生活歯のＲＧＢ画像データは、画像ファイリング部１１３に出力されることにより、保存される。なお、カラー画像作成処理部１１２が、上記ＲＧＢ画像データに対して、更に輪郭強調等の補正を施すことにより、所望の色調のＲＧＢ画像データを作成することとしてもよい。
上述した色度値演算部７３から出力された生活歯の画素毎の色度値Ｌ１＊ａ１＊ｂ１＊およびシェードガイド選定部８１により選定されたシェードガイドの番号、各画素の色度値Ｌ２＊ａ２＊ｂ２＊および撮影画像データ（シェードガイドのＲＧＢ画像データ）は、比較演算処理部８２内の画素抽出部８２１に転送される。
画素抽出部８２１は、色度値演算部７３から受け付けた生活歯の画素毎の色度値Ｌ１＊ａ１＊ｂ１＊において、予め基準画素として登録されている画素の色度値をデフォルトの基準色度値Ｌ３＊ａ３＊ｂ３＊（本発明の「基準測色情報」に相当）として取得する（基準取得部）。本実施形態において、基準画素は、生活歯の画像の中心画素に設定されている。具体的には、生活歯の画像が２８８画素×２８８画素で表される場合、その中心の画素、つまり（ｘ，ｙ）＝（１４４，１４４）の座標の画素が基準画素として採用される。なお、基準画素は、任意の座標のものでもよく、ユーザが予め登録することができるものとする。例えば、ユーザによる登録は、例えば、設定画面において具体的な座標値を入力したり、或いは、設定画面に表示された歯の画像上において所望の画素をマウス等で指定すること等により行うことが可能である。
また、この基準画素、換言すると基準色度値は、後述する図１３および図１４に表示されている基準入力部（基準入力部）２００により変更可能とされている。なお、基準色度値は、上述のように生活歯の画像から取得するのではなく、絶対値として予め登録されていてもよい。
このようにして、画素抽出部８２１は基準色度値Ｌ３＊ａ３＊ｂ３＊を取得すると、続いて、シェードガイドの各画素の色度値Ｌ２＊ａ２＊ｂ２＊と基準色度値Ｌ３＊ａ３＊ｂ３＊とをそれぞれ比較する。具体的には、画素抽出部８２１は、シェードガイドの各画素の色度値Ｌ２＊ａ２＊ｂ２＊と基準色度値Ｌ３＊ａ３＊ｂ３＊との差分ΔＥ＊を算出する。そして、この差分ΔＥ＊がデフォルトとして登録されている所定の閾値、例えば、「３」以下である画素を抽出する（以下、ここで抽出された画素からなる画素群を「第３の画素群」という。）。
なお、ΔＥ＊は以下の（３）式で得ることができる。
ΔＥ＊＝√{（Ｌ３＊−Ｌ２＊）2＋（ａ３＊−ａ２＊）2＋（ｂ３＊−ｂ２＊）2} （３）
また、同様に、画素抽出部８２１は、生活歯の色度値Ｌ１＊ａ１＊ｂ１＊と基準色度値Ｌ３＊ａ３＊ｂ３＊との差分ΔＥ＊を算出し、この差分ΔＥ＊がデフォルトとして登録されている所定の閾値、例えば、「３」以下の画素を抽出する（以下、ここで抽出された画素からなる画素群を「第１の画素群」という。）。このようにして、画素抽出部８２１は、所定の条件を満たす画素を抽出すると、第３の画素群および第１の画素群に属する各画素の座標情報を画像作成部８２２に出力する。なお、本実施形態に係る「所定の条件」とは、「基準色度値との差分が閾値「３」以下である」ことである。ここで、閾値とされている差分ΔＥ＊＝「３」とは、例えば、歯科医或いは技工士が客観的に見て、生活歯の色味とシェードガイドの色味とが略一致すると判断できる境界値に相当する。なお、この閾値、換言すると「所定の条件」についても、後述する図１３および図１４に表示されている条件入力部（条件入力部）２０２により変更可能とされている。
画像作成部８２２は、上記第１の画素群にかかる画素の座標情報、および、第３の画素群に係る画素の座標情報を画素抽出部８２１から受け付けると、第３の画素群に属する画素に関しては、当該シェードガイドの撮影データを採用し、第３の画素群に属しない画素、つまり、上述した基準色度値との差分が閾値「３」よりも大きかった画素（以下、この画素から構成される画素群を「第４の画素群」という。）については、その画素における色度値に応じた色調で表現した見本比較画像を作成する。
同様に、画像作成部８２２は、上記第１の画素群に属する画素に関しては、生活歯の撮影データを採用し、第１の画素群に属しない画素、つまり、上述した基準色度値との差分が閾値「３」よりも大きかった画素（以下、この画素から構成される画素群を「第２の画素群」という。）については、その画素における色度値に応じた色調を採用した生活歯比較画像を作成する。
例えば、０≦ΔＥ＊≦３の画素を上記第１および第３の画素群とし、３＜ΔＥ＊の画素を上記第２および第４の画素群とし、且つ、第２および第４の画素群に関して着目の範囲を３＜ΔＥ＊＜１０とし、着目の範囲外を１０≦ΔＥ＊とした場合、画像作成部８２２は、第２および第４の画素群に属する各画素を以下のように表現する。
例えば、画像作成部８２２は、ΔＥ＊＝０の画素を黒、ΔＥ＊＝１０の画素を白と定義し、３＜ΔＥ＊＜１０の画素においてはΔＥ＊の値が大きくなるほど白味を帯びたグレーで表現し、１０≦ΔＥ＊の画素においては全て白で表現する。
具体的には、３＜ΔＥ＊＜１０である画素の場合には、画像作成部８２２は、その画素を以下に示す（４）式のＲＧＢ値で表現する。
Ｒ＝ΔＥ＊＊２５．５
Ｇ＝ΔＥ＊＊２５．５ （４）
Ｂ＝ΔＥ＊＊２５．５
これにより、０≦ΔＥ＊≦３の画素については、第１および第３の画素群であるので、各種撮影データ、例えば、実画像で表現され、３＜ΔＥ＊＜１０の画素については、グレースケールで表現されて変化の様子が視覚的に理解しやすく表現され、１０≦ΔＥ＊の画素については、全て白で表現されることとなる。
また、別の表現として、例えば、０≦ΔＥ＊＜１０の画素を上記第１および第３の画素群とし、１０≦ΔＥ＊の画素を上記第２および第４の画素群とし、かつ、第２および第４の画素群に関して着目の範囲を１０≦ΔＥ＊＜２４、着目の範囲外を２４≦ΔＥ＊とした場合、画像作成部８２２は、第２および第４の画素群に属する各画素を以下のように表現する。
例えば、画像作成部８２２は、ΔＥ＊＝０の画素を黒、ΔＥ＊＝２４の画素を白と定義し、１０＜ΔＥ＊＜２４の画素はΔＥ＊の値が大きくなるほど白味を帯びたグレー表現とし、２４≦ΔＥ＊の画素は、全て白で表現する。
具体的には、１０＜ΔＥ＊＜２４の画素については、画像作成部８２２は、その画素を以下に示す（５）式のＲＧＢ値で表現する。
Ｒ＝ΔＥ＊＊１０．６２５
Ｇ＝ΔＥ＊＊１０．６２５ （５）
Ｂ＝ΔＥ＊＊１０．６２５
これにより、前例と同様に、０≦ΔＥ＊≦１０の画素については、第１および第３の画素群であるので、各種撮影データ、例えば、実画像で表現され、１０＜ΔＥ＊＜２４の画素については、グレースケールで表現されて変化の様子が視覚的に理解しやすく表現され、２４≦ΔＥ＊の画素については全て白で表現される。
なお、前述のグレースケールの表現は、網点またはメッシュでの濃淡表現に変えても構わない。
上記（４），（５）式において、色差ΔＥ＊に乗算されている各係数は、ΔＥ＊の最大値が２５５になるように表現するためのものである。なお、ΔＥ＊の最大値は２５５に限られず、ＯＳに応じて設定を変更することが可能である。
画像作成部８２２は、上述した見本比較画像および生活歯比較画像を作成すると、これらの画像を画像表示ＧＵＩ部１１５へ出力する。
画像表示ＧＵＩ部１１５は、上述のごとく求められた見本比較画像、生活歯比較画像、並びに、生活歯のＲＧＢ画像、シェードガイドのＲＧＢ画像、シェードガイド番号等に基づいて画面画像データを作成し、図１３に示すような画面を表示装置４の表示画面に表示させる。
図１３に示すように、画像表示ＧＵＩ部１１５は、測定対象である生活歯のカラー画像Ａを表示画面の中央上部に表示し、その右隣にシェードガイドのカラー画像Ｂを表示する。また、上記生活歯のカラー画像の下には、画像作成部８２２にて作成された生活歯比較画像Ｃを表示するとともに、この生活歯比較画像Ｃの右隣に見本比較画像Ｄを表示する。
この画面において、生活歯比較画像Ｃ上には、上述した画素抽出部８２１にて使用される基準色度値を入力するための基準入力部２００が設けられている。本実施形態において、基準入力部２００は、左右に移動可能な縦走査線Ｙと左右に移動可能な横走査線Ｘとを備えている。そして、この縦走査線Ｙと横走査線Ｘとの交点が上述した画素抽出部８２１にて用いられる基準画素として取り扱われる。従って、本画面においては、縦走査線Ｙおよび横走査線Ｘは、デフォルトとして、その交点が生活歯比較画像Ｃの中心画素（ｘ，ｙ）＝（１４４，１４４）に一致するように表示されている。
この縦走査線Ｙおよび横走査線Ｘは、ユーザにより任意に移動可能に構成されているので、ユーザが、これらの縦走査線Ｙおよび横走査線Ｘを走査することにより、画素抽出部８２１にて使用される基準画素を変更することが可能となり、結果、基準色度値を変更することが可能となる。
更に、画像表示ＧＵＩ部１１５の表示画面には、上記基準入力部２００をどちらの比較画像上に表示させるのかを選択させる画像選択部２０１が設けられている。この画像選択部２０１において、ユーザがいずれか一方を選択することにより、上述した基準入力部２００を所望の比較画像（以下、「生活歯比較画像」および「見本比較画像」の両方を示す際には、「比較画像」という。）上に表示させることが可能となる。これにより、上記基準色度値を生活歯比較画像および見本比較画像の両方において選択することが可能となる。図１４に、画像選択部２０１において見本比較画像Ｄが選択されている画面例を示す。この図に示すように、見本比較画像Ｄ上に基準入力部２００が表示されている。
更に、画像表示ＧＵＩ部１１５は、図１３および図１４に示すように、基準入力部２００が表示されていない比較画面には、基準線Ｑを表示する。つまり、画像表示ＧＵＩ部１１５は、図１３においては見本比較画像Ｄ上に基準線Ｑを表示する。この基準線Ｑは左右に移動可能な縦線（Ｙ軸）として表されている。そして、この基準線Ｑ上に存在する各画素の色度値と上述の基準色度値との差分ΔＥ＊が線グラフＦとして、見本比較画像Ｄの右隣に表示される。このとき、線グラフＦのＹ軸のメモリと見本比較画像ＤにおけるＹ軸（横走査線Ｘ）のメモリとを一致させて表示することにより、ユーザは、どの部位（画素）がその程度の色差ΔＥ＊を有しているのかを非常に容易に把握することが可能となる。
また、図１３において、基準入力部２００が表示されている生活歯比較画像Ｃ上では、基準入力部２００の横走査線Ｘが上記基準線Ｑの役割を果たしており、この横走査線Ｘ上にある画素の色度値と基準色度値との差分ΔＥ＊が線グラフＥとして、生活歯比較画像Ｃの左隣に表示される。この場合においても、線グラフＥのＹ軸のメモリと生活歯比較画像ＣにおけるＹ軸（横走査線Ｘ）のメモリとを一致させて表示する。
なお、図１４においては、見本比較画像Ｄ上に基準入力部２００が表示されていることから、この基準入力部２００の横走査線Ｘに沿った線グラフＦが見本比較画像Ｄの右隣に表示され、生活歯比較画像Ｃ上に表示された基準線Ｑに沿った線グラフＥが生活歯比較画像Ｃの左隣に表示されることとなる。
また、画像表示ＧＵＩ部１１５は、画面左下部に、生活歯の各領域における測色情報をリストＧとして表示する。具体的には、生活歯の各領域、本実施形態では、上部「Cervical」、中央部「Body」、下部「Incisal」における測色情報として、明度Ｌ＊、彩度Ｃ＊、色相ｈの平均値がそれぞれリストとして表示される。また、同様に、画像表示ＧＵＩ部１１５は、画面右下部に、シェードガイドの上記領域における測色情報をリストＨとして表示する。具体的には、生活歯の色味に最も近似するとして選択されたシェードガイド（本実施形態では、識別番号「Ａ２」のシェードガイド）の各領域「Cervical」、「Body」、「Incisal」における測色情報Ｌ＊、Ｃ＊、ｈの平均値がそれぞれリストＨとして表示される。
更に、画像表示ＧＵＩ部１１５は、上記リストＧとリストＨの間に、図４に示したシェードガイド選定部８１により選定されたシェードガイド番号をシェードガイド候補Ｊとしてスペクトル判定値Ｊvalueの小さい順に３つ表示し、更に、各シェードガイドに対して、生活歯の各測色情報とシェードガイドの各測色情報との差分の平均値Ｍを表示する。ここでは、シェードガイド候補Ｊとして、第１候補の「Ａ２」、第２候補の「Ｂ２」、第３候補の「Ｂ１」が表示されている。更に、図１３および図１４では、第１候補の「Ａ２」のシェードガイドの各測色情報と生活歯の各測色情報との差分の平均値Ｍとして、スペクトルの差分平均値「spect」、色度の差分平均値「ΔＥ＊」、明度の差分平均値「ΔＬ＊」、彩度の差分平均値「ΔＣ＊」、色相の差分平均値「Δｈ＊」がそれぞれ表示されている。
ここで、測色情報の差分平均を表示させる対象となるシェードガイド候補Ｊは、任意に選択可能な構成とされており、ユーザはシェードガイド候補Ｊを切り替えることにより、各シェードガイドにおける測色情報の差分情報Ｍを切り替えて表示させることができる。
また、画像表示ＧＵＩ部１１５による表示画面には、上述した「所定の条件」を入力するための条件入力部２０２が設けられている。本実施形態では、条件入力部２０２は、色差ΔＥ＊を横軸にとり、この横軸上にバーＰが移動可能に設けられた構成をとる。ユーザは、このバーＰを所望の値まで移動させることにより、図４に示した画素抽出部８２１にて用いられる所定の閾値を変更することが可能となる。図１３およびず１４では、デフォルトとして登録されている閾値「３」にバーＰが設定されている。
更に、画像表示ＧＵＩ部１１５は、上記生活歯のカラー画像の右隣に、生活歯の各領域におけるシェードガイドの第１候補をリストＲとして表示する。
そして、このような画面において、ユーザにより基準入力部２００が操作されることにより、図４に示した画素抽出部８２１にて採用される基準画素、つまり、基準色度値が更新され、新たに設定された基準色度値に基づく算出処理等が再度行われる。そして、ユーザにより更新された基準色度値に基づく生活歯比較画像および見本比較画像が画像作成部８２２により作成され、図１３や図１４に示した生活歯比較画像Ｃおよび見本比較画像Ｄが新たな画像に更新されることとなる。また、同様に、条件入力部２０２がユーザにより操作された場合にも、新たに入力された条件に基づいて画素抽出部８２１および画像作成部８２２が同様の処理を行うことにより、図１３や図１４に示した生活歯比較画像Ｃおよび見本比較画像Ｄが新たな画像に更新されることとなる。
以上説明してきたように、本実施形態に係る歯科用測色システムによれば、生活歯の撮影画像に基づいて得られた各画素の色度値および歯の見本の撮影画像に基づいて得られた各画素の色度値が画素単位で基準色度値と比較され、その差分ΔＥ＊が算出される。この場合において、差分ΔＥ＊が所定の閾値である「３」以下である画素については、撮影データ、つまり、実際の歯の色味あるいは歯の見本の色味で表現され、一方、差分ΔＥ＊が所定の閾値「３」を超える画素については、その色差ΔＥ＊に応じた濃度のグレーで表現されることとなる。そして、このようにして表現された生活歯比較画像Ｃおよび見本比較画像Ｄが同一の画面上に表示されることとなる。
これにより、ユーザは、同一画面上に表示された生活歯比較画像Ｃおよび見本比較画像Ｄを確認することで、どの部分が条件を満たし、どの部分が条件を満たしていないのかを容易に判断することが可能となる。特に、本実施形態では、閾値を生活歯の色味とシェードガイドの色味とが略一致すると判断できる境界値である「３」に設定していることから、略同じ色味を持つ画素がどのように分布しているのかを容易に把握することが可能となる。
例えば、図１３に示した画面例では、ユーザは、基準色度値（生活歯の中央画素）との差分ΔＥ＊が「３」以下である画素が生活歯の中央部分に幅広に分布していること、並びに、シェードガイドにおいては、中央全域にまばらに分布していることを容易に確認することができる。
更に、差分ΔＥ＊が「３」以下である画素については、撮影画像データが採用されるので、この部分の色味を両者比較することにより、更に細やかな色彩の相違等を判断することが可能となる。これに加えて、撮影画像データが採用されていない他の部分、つまり、差分ΔＥ＊が「３」を越える画素については、測色値であるΔＥ＊の値に応じた黒から白のグレースケールの濃淡のみで表現されているので、この画面を見たユーザは、生活歯の色味とシェードガイドの色味とを更に容易に比較することが可能となる。この結果、ユーザは、参照画像であるシェードガイド画像を主観的に評価するしかなかった従来の方法に対して、どのような色味を加えたら、生活歯の色調により近づけることができるのかを容易に判断することが可能できるので、生活歯の色調に更に近いクラウン等を作製することが可能となる。
更に、上記実施形態に係る歯科用測色システムによれば、色度値の差分ΔＥ＊が「３」を超える画素においても、その画素の色差ΔＥ＊に応じてグレーの濃度が変化して表現されるので、ユーザは、色差ΔＥ＊がどのように変化しているのかをグラデーションの様子によって把握することができる。
なお、図１３および図１４では、見本比較画像Ｄが１つだけ表示された画面例を示したが、本発明はこの例に限られることなく、複数のシェードガイドにおける色度値を基準色度値と比較等することにより、複数のシェードガイドの色度値に対応する見本比較画像を作成し、作成したこれら複数の見本比較画像を同一画面に表示することとしてもよい。
複数の見本比較画像を表示させることにより、より多くのシェードガイドを生活歯と比較することが可能となるので、生活歯の特徴に近似するする特徴を持つシャードガイドを効率的に選択することが可能となる。
また、上述の第１の実施形態においては、基準画素を１画素として取り扱っていたが、この態様に限られず、基準画素を２×２画素、３×３画素などの複数の画素からなる領域として取り扱うこととしてもよい。このように、基準画素を複数画素からなる領域として取り扱う場合には、その領域における各画素の色度値の平均値を基準色度値として用いることとしてもよい。
更に、シェードガイドにおいても、各画素における色度値を上記基準色度値とそれぞれ比較するのではなく、複数の画素からなる領域における色度値の平均値を上記基準色度値とそれぞれ比較することとしてもよい。なお、上述の実施形態では、測色情報として色度値を用いているが、その他の測色情報を採用する場合においても同様に適用することが可能である。
また、上述の第１の実施形態においては、色度値の差分ΔＥ＊が「３」を超える画素においては、その画素の色差ΔＥ＊に応じてグレーの濃度を変化させた表現としていたが、このΔＥ＊に代えて、その画素の明度Ｌ＊値（例えば、０≦Ｌ＊≦１００の範囲）を用いて濃淡表現することとしてもよい。具体的には、上記第２および第４に属する各画素については、以下に示す（６）式のＲＧＢ値で表現する。
Ｒ＝Ｌ＊＊２．５５
Ｇ＝Ｌ＊＊２．５５ （６）
Ｂ＝Ｌ＊＊２．５５
このように表現することで、Ｌ＊を０から２５５までの階調を有するグレーで表現することができる。また、明度Ｌ＊の範囲を生活歯の特徴に合わせて４０≦Ｌ＊≦９０としてもよい。この場合、Ｌ＊＜４０の場合には、ＲＧＢ値をいずれも０とし、また、Ｌ＊＞９０の場合には、ＲＧＢ値をいずれも２５５とし、４０≦Ｌ＊≦９０の場合には、ＲＧＢ値を以下に示す（７）式で表現することとしてもよい。
Ｒ＝Ｌ＊＊２．８３３
Ｇ＝Ｌ＊＊２．８３３ （７）
Ｂ＝Ｌ＊＊２．８３３
また、上述の第１の実施形態では、分光反射率スペクトルが生活歯と近似するシェードガイドを候補として選択し、選択したシェードガイドのみ対象として見本比較画像を作成していたが、これに代えて、シェードガイド情報記憶部１１４に記憶されている全てのシェードガイドを対象として、上記見本比較画像を作成することとしてもよい。この態様によれば、生活歯の分光反射率スペクトルに最も近似する分光反射率スペクトルを有するシェードガイドを選定する必要がなくなるので、シェードガイド選定部８１を不要とすることができる。
また、上記態様に加えて、画面上にユーザが比較を所望するシェードガイド番号を入力するシェードガイド特定部を設け、このシェードガイド特定部により入力されたシェードガイド番号にて識別されるシェードガイドを比較対象として上記見本比較画像を作成することとしてもよい。
なお、上述した第１の実施形態では、歯科用測色装置３としてハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定される必要はない。例えば、別途ソフトウェアにて処理する構成も可能である。この場合、歯科用測色装置３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の主記憶装置、上記処理の全て或いは一部を実現させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、ＣＰＵが上記記憶媒体に記録されているプログラムを読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、上述の故障診断装置と同様の処理を実現させる。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
以下、ＣＰＵが歯科用測色プログラムを実行することにより実現される歯科用測色方法の処理手順について図１５を参照して説明する。
まず、図１５のステップＳＡ１では、生活歯の７バンドの撮影画像からＲＧＢカラー画像データを作成する。続いて、ステップＳＡ２では、生活歯の撮影画像に基づいて各画素の分光スペクトル（具体的には分光反射率スペクトル）を算出する。ステップＳＡ３では、生活歯の撮影画像に基づいて色度値を算出する。ステップＳＡ４では、上記ステップＳＡ２において算出した分光スペクトルと、シェードガイド情報記憶部１１４に格納されている各シェードガイドの分光スペクトルを比較することにより、最もスペクトルが近似するシェードガイドを選定する。
続くステップＳＡ５では、選定されたシェードガイドに対応する測色情報として、画素毎に登録されている色度値をシェードガイド情報記憶部１１４から取得し、この色度値と基準色度値との差分ΔＥ＊を画素単位で算出する。ステップＳＡ６では、差分ΔＥ＊が閾値「３」以下か否かを画素単位で判定し、差分ΔＥ＊が「３」以下である場合には、ステップＳＡ７に進み、その画素に当該シェードガイドの撮影画像データを採用し、一方、差分ΔＥ＊が「３」よりも大きかった場合には、ステップＳＡ８に進み、色度値に応じた濃度のグレーを採用する。具体的には、ＲＧＢ値に（差分ΔＥ＊２５．５）を乗算した値を採用する。そして、全ての画素について上記判定等を行うことにより、ステップＳＡ９にて見本比較画像を作成すると、続いて、ステップＳＡ１０において、生活歯についても画素毎に色度値と基準色度値とを比較し、同様の手法により生活歯比較画像を作成する。そして、ステップＳＡ１１にて、作成した見本比較画像と生活歯比較画像とをモニタ（表示装置）４に表示する。
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る歯科用測色システムについて説明する。
上述した第１の実施形態においては、測色情報として色度値を用い、この色度値と基準色度値との差分ΔＥに基づいて見本比較画像および生活歯比較画像を作成していたが、本実施形態では、測色情報として分光スペクトル（具体的には、分光反射率スペクトル）を用い、この分光スペクトルと基準分光スペクトルとの差分Δspectに基づいて見本比較画像および生活歯比較画像を作成する。
以下、本実施形態に係る歯科用測色システムについて、上述した第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１６は、本実施形態に係る歯科用測色装置の概略構成を示した図である。本実施形態に係る歯科用測色装置では、分光スペクトルに基づいて見本比較画像等を作成するため、色度値を算出する色度値演算部７３（図４参照）が不要となる。図１６において、スペクトル推定演算部７１にて算出された分光スペクトルｆ１（λ）は、シェードガイド演算処理部８０内のシェードガイド選定部８１および比較演算部８２へ転送される。シェードガイド選定部８１では、スペクトル推定演算部７１から取得した分光スペクトルｆ１（λ）に基づいて生活歯の特徴に最も近似する特徴を有するシェードガイドが選定され、そのシェードガイド番号が画像表示ＧＵＩ部１１５および比較演算部８２´内の画素抽出部８２３に出力される。
画素抽出部８２３は、スペクトル推定演算部７１から取得した生活歯の画素毎の分光スペクトルｆ１（λ）のうち、基準画素の分光スペクトルｆ３（λ）（以下、「基準分光スペクトル」という。）を取得するとともに、シェードガイド選定部８１から取得したシェードガイド番号により特定されるシェードガイドの画素毎の分光スペクトルｆ２（λ）をシェードガイド情報記憶部１１４から取得する。そして、画素抽出部８２３は、シェードガイドの分光スペクトルｆ２（λ）と基準分光反射率ｆ３（λ）とを画素単位で比較し、差分Δspectを求める。続いて、画素抽出部８２３は、この差分Δspectがデフォルトとして登録されている所定の閾値、例えば、「４０００」以下である画素を抽出する（以下、ここで抽出された画素からなる画素群を「第３の画素群」という。）。
また、同様に、画素抽出部８２３は、生活歯の分光スペクトルｆ１（λ）と基準分光スペクトルｆ３（λ）とを画素単位で比較し、差分Δspectを算出する。続いて、画素抽出部８２３は、この差分Δspectがデフォルトとして登録されている所定の閾値、例えば、「４０００」以下の画素を抽出する（以下、ここで抽出された画素からなる画素群を「第１の画素群」という。）。このようにして、画素抽出部８２３は、所定の条件を満たす画素を抽出すると、第１の画素群および第３の画素群に属する各画素の座標情報を画像作成部８２４に出力する。なお、本実施形態に係る「所定の条件」とは、「基準分光スペクトルとの差分が閾値「４０００」以下である」ことである。
画像作成部８２４は、上記第１の画素群にかかる画素の座標情報、および、第３の画素群に係る画素の座標情報を画素抽出部８２３から受け付けると、第１の画素群に属する画素に関しては、生活歯の撮影データを採用し、第１の画素群に属しない画素、つまり、上述した基準分光スペクトルとの差分が閾値「４０００」よりも大きかった画素（以下、この画素から構成される画素群を「第２の画素群」という。）については、その画素における分光スペクトルに応じた色調で表現した生活歯比較画像を作成する。
同様に、画像作成部８２４は、第３の画素群に属する画素に関しては、当該シェードガイドの撮影データを採用し、第３の画素群に属しない画素、つまり、上述した基準分光スペクトルとの差分が閾値「４０００」よりも大きかった画素（以下、この画素から構成される画素群を「第４の画素群」という。）については、その画素における分光スペクトルに応じた色調で表現した見本比較画像を作成する。
なお、第２および第４の画素群の表現手法については、上述した第１の実施形態と同様である。
そして、画像作成部８２２は、上述した見本比較画像および生活歯比較画像を作成すると、これらの画像を画像表示ＧＵＩ部１１５へ出力する。
画像表示ＧＵＩ部１１５は、見本比較画像および生活歯比較画像等をモニタ４に表示する。これにより、モニタ４には、図１３や図１４に示したような画面において、画像Ｃとして上記画像作成部８２４により作成された生活歯比較画像が表示され、画像Ｄとして上記画像作成部８２４により作成された見本比較画像が表示されることとなる。
以上説明してきたように、本実施形態に係る歯科用測色システムによれば、分光スペクトルに基づいてシェードガイドと生活歯とを比較するので、図４に示した第１の実施形態に係る歯科用測色装置が備える色度値演算部７３を不要にでき、装置の小型化、処理負担の軽減を図ることが可能となる。
なお、本発明の第２の実施形態に係る歯科用測色装置３´においても、上述した第１の実施形態に係る歯科用測色装置３と同様、別途ソフトウェアにて処理する構成としてもよい。
以下、ＣＰＵが本実施形態に係る歯科用測色プログラムを実行することにより実現される歯科用測色方法の処理手順について図１７を参照して説明する。
まず、図１７のステップＳＢ１では、生活歯の７バンドの撮影画像からＲＧＢカラー画像データを作成する。続いて、ステップＳＢ２では、生活歯の撮影画像に基づいて各画素の分光スペクトル（具体的には、分光反射率スペクトル）を算出する。ステップＳＢ３では、上記ステップＳＢ２において算出した分光スペクトルと、シェードガイド情報記憶部１１４に格納されている各シェードガイドの分光スペクトルを比較することにより、最もスペクトルが近似するシェードガイドを選定する。ステップＳＢ４では、選定されたシェードガイド番号により特定されるシェードガイドの測色情報として、画素毎に登録されている分光スペクトルをシェードガイド情報記憶部１１４から取得し、この分光スペクトルと基準分光スペクトルとの差分Δspectを算出する。
ここで、差分Δspectの算出手法については、以下の（８）乃至（１１）のいずれかを用いることが可能である。
Figure 2007190371
ステップＳＢ５では、差分Δspectが閾値「４０００」以下か否かを画素単位で判定し、差分Δspectが「４０００」以下である場合には、ステップＳＢ６に進み、その画素に当該シェードガイドの撮影画像データを採用し、一方、差分Δspectが「４０００」よりも大きかった場合には、ステップＳＢ７に進み、差分Δspectに応じた濃度を有するグレーで表現する。そして、全ての画素について上記判定等を行うことにより、ステップＳＢ８にて見本比較画像を作成すると、続いて、ステップＳＢ９において、生活歯についても画素毎に分光スペクトルと基準分光スペクトルとを比較し、同様の手法により生活歯比較画像を作成する。そして、ステップＳＢ１０にて、作成した見本比較画像と生活歯比較画像とをモニタ４に表示する。
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る歯科用測色システムは、上述した第１および第２の実施形態における歯科用測色装置の機能を併せ持つことを特徴としている。従って、本実施形態に係る歯科用測色装置によれば、色度値に基づいて比較画像を作成することができるほか、分光スペクトルに基づいて比較画像を作成することも可能となる。
なお、上述した第１乃至第３の実施形態によれば、基準色度値または基準分光スペクトルとして、生活歯またはシェードガイドの一画素における色度値または分光スペクトルを採用していたが、これに限られず、例えば、図１３または図１４に示した画面において、ユーザが基準色度値または基準分光スペクトルを手入力できるような構成としてもよい。
更に、上述の実施形態では、基準測色情報として、色度値または分光スペクトルを用いていたが、これらの情報に限られることなく、例えば、色温度を採用することとしてもよい。
また、上述した実施形態においては、第１および第３の画素群に属する画素については、撮影画像データにより表現し、第２および第４の画素群に属する画素については、基準測色情報との比較結果に応じた濃度のグレーで表現したが、画像作成部８２２，８２４によるこれらの画素の表現手法については、上記例に限定されない。つまり、生活歯比較画像において第１の画素群と第２の画素群との区別が視認により可能なように表現されていればよく、また、見本比較画像において第３の画素群と第４の画素群との区別が視認により可能なように表現されていれば足りる。
例えば、第１および第３の画素群に関しては、撮影画像データを採用する以外に、第２および第４の色調とは異なる色調にて表現することとしてもよい。この場合、第１および第３の画素群においても、上述した第２および第４の画素群と同様に、測色情報と基準測色情報との比較結果に応じた濃度を持つ所定の色（例えば、赤やオレンジ等）で表現することとしてもよい。また、色の濃淡を変化させる態様に限られず、例えば、輝度を変化させる等の他の態様を用いることとしてもよい。すなわち、基準測色情報との差分が反映された表現態様がなされており、好ましくは、その変化がグラデーション表現されているとよい。また、上述の第１乃至第３の実施形態では、第１および第３の画素群に属する画素に撮影画像データを採用していたが、逆に、第２および第４の画素群に属する画素に対して撮影画像データを採用し、第１および第３の画素群に属する画素に対しては、その差分に応じてグレーの濃淡で表すこととしてもよい。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置及びクレードルの概略構成を示すブロック図である。 図１に示した光源のスペクトルを示す図である。 信号補正を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る歯科用測色装置の概略構成を示すブロック図である。 図４に示したスペクトル推定演算部の概略内部構成を示す図である。 入力γ補正を説明する図である。 画素補間演算において、Ｒ信号及びＢ信号に適用されるローパスフィルタの一例を示す図である。 画素補間演算において、Ｇ信号に適用されるローパスフィルタの一例を示す図である。 歯の反射スペクトル（サンプル個数ｎ＝２）の一例を示す図である。 歯茎の反射スペクトル（サンプル個数ｎ＝５）の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る歯の領域を特定する手法を説明する説明図である。 測定領域設定処理で設定される測定領域の一例を示す図である。 表示画面の一例を示す図である。 表示画面の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る歯科用測色装置により実現される処理の手順を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る歯科用測色装置の概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る歯科用測色装置により実現される処理の手順を示したフローチャートである。
符号の説明
１ 撮像装置
２ クレードル
３ 歯科用測色装置
４ 表示装置
１０ 光源
７０ 色度算出部
７１ スペクトル推定演算部
７２ 観察スペクトル演算部
７３ 色度値演算部
８０ シェードガイド演算処理部
８１ シェードガイド選定部
８２ 比較演算処理部
１１４ シェードガイド情報記憶部
１１５ 画像表示ＧＵＩ部
２００ 基準入力部
２０１ 画像選択部
２０２ 条件入力部
８２１，８２３ 画素抽出部
８２２，８２４ 画像作成部

Claims (15)

  1. 生活歯の撮影画像データおよび該撮影画像データに基づいて得られた測色情報を画素毎に記憶する第１の記憶部と、
    前記測色情報を比較する際に基準とされる基準測色情報を取得する基準取得部と、
    前記基準測色情報と前記生活歯の測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第１の抽出部と、
    前記第１の抽出部により抽出された画素からなる第１の画素群と、抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像を作成する第１の画像作成部と、
    前記第１の画像作成部により作成された前記生活歯比較画像を表示する表示制御部と
    を具備する歯科用測色装置。
  2. 歯の見本の撮影画像データおよび該撮影画像データに基づいて得られた測色情報を画素毎に記憶する第２の記憶部と、
    前記基準測色情報と前記歯の見本の測色情報とを前記画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第２の抽出部と、
    前記第２の抽出部により抽出された画素からなる第３の画素群と、抽出されなかった画素からなる第４の画素群とを異なる色調で表現した見本比較画像を作成する第２の画像作成部と
    を備え、
    前記表示制御部が、前記第２の画像作成部により作成された前記見本比較画像と前記生活歯比較画像とを表示する請求項１に記載の歯科用測色装置。
  3. 前記見本比較画像および前記生活歯比較画像において、前記第１の画素群と前記第３の画素群とが同一の色調で表現され、前記第２の画素群と前記第４の画素群とが同一の色調で表現されている請求項２に記載の歯科用測色装置。
  4. 前記第１の画像作成部が、前記生活歯比較画像における各画素の明度、彩度、色相の少なくとも１つを、その画素の測色情報に応じて変化させ、
    前記第２の画像作成部が、前記見本比較画像における各画素の明度、彩度、色相の少なくとも１つを、その画素の測色情報に応じて変化させる請求項２に記載の歯科用測色装置。
  5. 前記第１の画像作成部が、前記第１の画素群に属する画素を前記生活歯の撮像画像データで表現した前記生活歯比較画像を作成し、
    前記第２の画像作成部が、前記第３の画素群に属する画素を前記歯の見本の撮像画像データで表現した前記見本比較画像を作成する請求項２に記載の歯科用測色装置。
  6. 前記第１の画像作成部が、前記生活歯比較画像における前記第２の画素群に属する各画素の明度、彩度、色相の少なくとも１つを、その画素の測色情報に応じて変化させ、
    前記第２の画像作成部が、前記見本比較画像における前記第４の画素群に属する各画素の明度、彩度、色相の少なくとも１つを、その画素の測色情報に応じて変化させる請求項５に記載の歯科用測色装置。
  7. 前記表示制御部が、前記生活歯比較画像が表示された画面に、前記基準測色情報を入力するための基準入力部を表示する請求項１から請求項６のいずれかに記載の歯科用測色装置。
  8. 前記表示制御部が、前記生活歯比較画像が表示された画面に、前記所定の条件を入力するための条件入力部を表示する請求項１から請求項７のいずれかに記載の歯科用測色装置。
  9. 撮像装置により撮影された口腔内の撮影画像の中から測定対象となる生活歯の領域を特定する領域特定部と、
    特定した前記生活歯の領域に少なくとも１つの測定領域を設定する測定領域設定部と、
    予め登録されている複数の前記歯の見本の中から各前記測定領域のスペクトルに近似する少なくとも１つの歯の見本を選択する見本選択部と
    を備え、
    前記第２の抽出部が、前記基準測色情報と前記見本選択部により選択された前記歯の見本の測色情報とを画素単位で比較する請求項２から請求項８のいずれかに記載の歯科用測色装置。
  10. 口腔内を撮像する撮像装置と、
    前記撮像装置により取得された画像を処理する歯科用測色装置と、
    前記歯科用測色装置により処理された画像を表示する表示装置と
    を備え、
    前記歯科用測色装置は、
    生活歯の撮影画像データおよび該撮影画像データに基づいて得られた測色情報を画素毎に記憶する第１の記憶部と、
    前記測色情報を比較する際に基準とされる基準測色情報を取得する基準取得部と、
    前記基準測色情報と前記生活歯の測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第１の抽出部と、
    前記第１の抽出部により抽出された画素からなる第１の画素群と、抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像を作成する第１の画像作成部と、
    前記第１の画像作成部により作成された前記生活歯比較画像を表示する表示制御部と
    を具備する歯科用測色システム。
  11. 前記歯科用測色装置は、
    歯の見本の撮影画像データおよび該撮影画像データに基づいて得られた測色情報を画素毎に記憶する第２の記憶部と、
    前記基準測色情報と前記歯の見本の測色情報とを前記画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第２の抽出部と、
    前記第２の抽出部により抽出された画素からなる第３の画素群と、抽出されなかった画素からなる第４の画素群とを異なる色調で表現した見本比較画像を作成する第２の画像作成部と
    を更に備え、
    前記表示制御部が、前記第２の画像作成部により作成された前記見本比較画像と前記生活歯比較画像とを表示する請求項１０に記載の歯科用測色システム。
  12. 生活歯の撮影画像データに基づいて得られた測色情報を比較する際に基準とされる基準測色情報を取得する基準取得過程と、
    前記生活歯の測色情報と前記基準測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第１の抽出過程と、
    前記第１の抽出過程により抽出された画素からなる第１の画素群と、抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像を作成する第１の画像作成過程と、
    前記生活歯比較画像を表示する表示制御過程と
    を備える歯科用測色方法。
  13. 歯の見本の撮影画像データに基づいて得られた測色情報と前記基準測色情報とを前記画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第２の抽出過程と、
    前記第２の抽出過程により抽出された画素からなる第３の画素群と、抽出されなかった画素からなる第４の画素群とを異なる色調で表現した見本比較画像を作成する第２の画像作成過程と
    を更に備え、
    前記表示制御過程において、前記見本比較画像と前記生活歯比較画像とを表示する請求項１２に記載の歯科用測色方法。
  14. 生活歯の撮影画像データに基づいて得られた測色情報を比較する際に基準とされる基準測色情報を取得する基準取得処理と、
    前記生活歯の測色情報と前記基準測色情報とを画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第１の抽出処理と、
    前記第１の抽出過程により抽出された画素からなる第１の画素群と、抽出されなかった画素からなる第２の画素群とを異なる色調で表現した生活歯比較画像を作成する第１の画像作成処理と、
    前記生活歯比較画像を表示する表示制御処理と
    をコンピュータに実行させるための歯科用測色プログラム。
  15. 歯の見本の撮影画像データに基づいて得られた測色情報と前記基準測色情報とを前記画素単位で比較し、該比較結果が所定の条件を満たす画素を抽出する第２の抽出処理と、
    前記第２の抽出過程により抽出された画素からなる第３の画素群と、抽出されなかった画素からなる第４の画素群とを異なる色調で表現した見本比較画像を作成する第２の画像作成処理と
    を更に備え、
    前記表示制御処理において、前記見本比較画像と前記生活歯比較画像とを表示する請求項１４に記載の歯科用測色プログラム。
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