JP6707991B2 - 歯軸推定プログラム、歯軸推定装置及びその方法、並びに歯形データ生成プログラム、歯形データ生成装置及びその方法 - Google Patents
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Description
図1(a)は実施形態に係る歯軸推定装置が取得する歯冠データに対応する歯冠の形状の一例を示す図であり、図1(b)は実施形態に係る歯軸推定装置が取得する基準データに対応する基準の形状の一例を示す図である。図1(c)は、図1(a)に示す歯冠を移動又は回転させて図1(b)に示す基準の形状に一致させた状態を示す図である。
図2は、実施形態に係る歯軸推定装置のブロック図である。
図3は、歯軸推定装置1による歯軸推定処理のフローチャートである。図3に示す歯軸推定処理は、予め記憶部11に記憶されているプログラムに基づいて、主に処理部20により、歯軸推定装置1の各要素と協働して実行される。
歯軸推定装置1は、複数の特徴点のそれぞれの法線の方向の分布を利用することで、使用者が手入力することなく、歯冠の位置を推定することができる。
図19(a)は実施形態に係る歯形データ生成装置が取得する歯冠データに対応する歯冠の形状の一例を示す図であり、図19(b)は図19(a)に示す歯冠から生成される歯形データに対応する歯形状の一例を示す図である。
図20は、実施形態に係る歯形データ生成装置のブロック図である。
図21は、歯形データ生成装置2による歯形データ生成処理のフローチャートである。図3に示す歯形データ生成処理は、予め記憶部11に記憶されているプログラムに基づいて、主に処理部50により、歯形データ生成装置2の各要素と協働して実行される。
歯形データ生成装置2は、歯冠データに対応する歯冠から歯形データを生成することで、咬合面のみを変更したクラウンモデルを生成することができる。
歯形データ生成装置2は、入力された3次元の形状データの解析対象領域に含まれる法線付き点群の法線ベクトルの方向の分布に基づいて、解析対象領域内の歯の種類を推定してもよい。この場合、S405の処理の後で、歯冠位置情報推定部は、S405の処理で局所座標系に変換された複数の特徴点のそれぞれの法線の方向の分布から、歯冠に対応する歯の歯列位置を示す歯冠位置情報を推定する。一例では、歯の歯列位置は、歯列における歯冠を有する歯の位置を示す国際歯科連盟(Federation dentaire internationale、FDI)表記法で示される番号である。
(i)数千件の歯型スキャンデータから、FDI表記法で示される番号の歯冠の中心位置における二次元ヒストグラムを取得する。
(ii)FDI表記法で示される番号と二次元ヒストグラムとの対応を歯冠位置情報推定部に学習させる。
(iii)手順(ii)で学習した歯冠位置情報推定部が、所定の検出性能を有することを確認する。
一例では、歯冠位置情報推定部は、図18に示す2次元ヒストグラムを使用して、歯の種類を推定する。
2 歯形データ生成装置
10 通信部
11 記憶部
12 入力部
13 出力部
20、50 処理部
21 歯冠データ取得部
22 頂点抽出部
23 法線演算部
24 局所座標軸規定部
25 座標系変換部
26 基準データ取得部
27 歯軸推定部
28 歯軸信号出力部
31 第1軸規定部
32 第2軸演算軸規定部
33 第2軸演算部
34 第3軸規定部
41 歯冠ヒストグラム生成部
42 基準ヒストグラム取得部
43 推定部
51 歯形データ生成部
52 歯形データ出力部52
Claims (12)
- 入力された歯に関する3次元の形状データから、前記3次元の形状データの表面を示す点群を抽出し、
特定の歯の種類に対応する歯の3次元の形状データを移動及び/又は回転させて、抽出した前記点群のうちいずれかの領域に含まれる点群と、前記歯の3次元の形状データとの誤差が最も少なくなる配置関係を算出し、
算出した前記配置関係に基づいて、前記特定の歯の種類に対応する歯の3次元の形状データの領域に含まれる歯の方向を推定する、処理をコンピュータに実行させ、
前記入力された歯に関する3次元の形状データから、前記3次元の形状データの表面を示す点群を抽出することは、複数の頂点を含む歯冠の形状を示す歯冠データを取得することを含み、
前記配置関係を算出し、算出した前記配置関係に基づいて、前記特定の歯の種類に対応する歯の3次元の形状データの領域に含まれる歯の方向を推定することは、
前記取得された歯冠データに対応する歯冠の形状の解析対象領域に含まれる複数の頂点のそれぞれの法線を演算し、
複数の頂点、前記複数の頂点のそれぞれの法線、及び歯軸を含む、前記特定の歯の種類に対応する歯の3次元の形状データに対応する基準形状を示す基準データを取得し、
前記演算された法線の方向の分布と、前記基準データに対応する基準形状の頂点の法線の方向の分布とが一致すると判定されたときの前記歯冠の姿勢から前記歯冠の歯軸を推定する、ことを含み、
前記歯冠の歯軸を推定することは、
前記歯冠を移動し、回転し、又は移動及び回転したときの前記演算された法線の方向の分布を示す歯冠ヒストグラムを生成し、
前記基準形状の前記解析対象領域に対応する領域の複数の頂点の法線の分布を示す基準ヒストグラムを取得し、
前記歯冠ヒストグラムと、前記基準ヒストグラムとが一致したと判定されたときの前記歯冠の姿勢を示す歯冠姿勢情報に基づいて、前記歯冠の歯軸を推定する、ことを含む、
ことを特徴とする歯の方向推定プログラム。 - 前記基準形状は、同じ種類の歯に対して互いに形状が相違する複数の形状を含む、請求項1に記載の歯の方向推定プログラム。
- 前記歯軸を推定することは、
前記歯冠ヒストグラムと、前記基準ヒストグラムとが一致するかを判定し、
前記歯冠ヒストグラムと、前記基準ヒストグラムとが一致すると判定されたときの前記歯冠の姿勢を、前記基準形状と一致するように更に調整する、
ことを含む、請求項1または2に記載の歯の方向推定プログラム。 - 基準ヒストグラムを取得することは、前記基準形状を拡大又は縮小したときの基準ヒストグラムを取得することを含む、請求項1〜3の何れか一項に記載の歯の方向推定プログラム。
- 前記取得された歯冠データに対応する歯冠に含まれる複数の頂点を抽出することを更に含み、
前記複数の頂点のそれぞれの法線を演算することは、抽出された頂点の法線を演算することを含む、請求項1〜4の何れか一項に記載の歯の方向推定プログラム。 - 前記歯冠の形状は、三角形状の平面を有するポリゴンにより形成され、
前記抽出された頂点の法線の方向は、前記頂点を含む前記ポリゴンの法線の方向を、前記ポリゴンの面積に応じて重み付けして演算される、請求項1〜5の何れか一項に記載の歯の方向推定プログラム。 - 前記演算された頂点の法線の方向の分布に基づいて、局所座標軸を規定することを更に含み、
前記局所座標軸を規定することは、
前記演算された法線の方向の分散が最大となる方向に第1軸を規定し、
前記演算された法線の方向の分散が最小となる方向に第2軸の演算に使用される第2軸演算軸を規定し、
前記第1軸と前記第2軸演算軸との外積から前記第2軸を演算し、
前記第1軸及び前記第2軸の双方に直交する方向に第3軸を規定する、
をことを含む、請求項1〜6の何れか一項に記載の歯の方向推定プログラム。 - 複数の頂点を含む歯冠の形状を示す歯冠データを取得する歯冠データ取得部と、
前記取得された歯冠データに対応する歯冠の形状の解析対象領域に含まれる複数の頂点のそれぞれの法線を演算する法線演算部と、
複数の頂点、前記複数の頂点のそれぞれの法線、及び歯軸を含む基準形状を示す基準データを取得基準データ取得部と、
前記演算された法線の方向の分布と、前記基準データに対応する基準形状の頂点の法線の方向の分布とが一致すると判定されたときの前記歯冠の姿勢から前記歯冠の歯軸を推定する歯軸推定部と、
前記歯冠の歯軸を示す歯軸信号を出力する歯軸信号出力部と、を有し、
前記歯軸推定部は、
前記歯冠を移動し、回転し、又は移動及び回転したときの前記演算された法線の方向の分布を示す歯冠ヒストグラムを生成する歯冠ヒストグラム生成部と、
前記基準形状の前記解析対象領域に対応する領域の複数の頂点の法線の分布を示す基準ヒストグラムを取得する基準ヒストグラム取得部と、
前記歯冠ヒストグラムと、前記基準ヒストグラムとが一致したと判定されたときの前記歯冠の姿勢を示す歯冠姿勢情報に基づいて、前記歯冠の歯軸を推定する推定部と、を含む、
ことを特徴とする歯軸方向推定装置。 - 複数の頂点を含む歯冠の形状を示す歯冠データを取得し、
前記取得された歯冠データに対応する歯冠の形状の解析対象領域に含まれる複数の頂点のそれぞれの法線を演算し、
複数の頂点、前記複数の頂点のそれぞれの法線、及び歯軸を含む基準形状を示す基準データを取得し、
前記演算された法線の方向の分布と、前記基準データに対応する基準形状の頂点の法線の方向の分布とが一致すると判定されたときの前記歯冠の姿勢から前記歯冠の歯軸を推定し、
前記歯冠の歯軸を示す歯軸信号を出力し、
前記歯冠の歯軸を推定することは、
前記歯冠を移動し、回転し、又は移動及び回転したときの前記演算された法線の方向の分布を示す歯冠ヒストグラムを生成し、
前記基準形状の前記解析対象領域に対応する領域の複数の頂点の法線の分布を示す基準ヒストグラムを取得し、
前記歯冠ヒストグラムと、前記基準ヒストグラムとが一致したと判定されたときの前記歯冠の姿勢を示す歯冠姿勢情報に基づいて、前記歯冠の歯軸を推定する、ことを含む、
ことを特徴とする歯軸方向推定方法。 - 入力された歯に関する3次元の形状データの解析対象領域に含まれる法線付き点群の法線ベクトルの方向の分布に基づいて、前記解析対象領域内の歯の種類を推定し、
推定した前記歯の種類に対応する第1の歯の形状データを移動及び回転させ、又は移動又は回転させて、前記第1の歯の形状データと前記解析対象領域に含まれる点群との誤差が最も少なくなる配置関係を算出し、
算出した前記配置関係で、前記第1の歯の形状データに含まれる法線付き点群と前記解析対象領域に含まれる点群とに基づいて、表面形状を算出し、第2の歯の形状データを生成する、処理をコンピュータに実行させ、
前記表面形状は、前記第1の歯の形状データに含まれる法線付き点群のうち、算出した前記配置関係で、前記解析対象領域に含まれる点群と所定の距離以内に含まれる前記第1の歯の形状データに含まれる法線付き点群を除く点群と前記解析対象領域に含まれる点群とに基づいて、算出される、
ことを特徴とする媒体に格納された生成プログラム。 - 複数の頂点を含む歯冠の形状を示す歯冠データを取得する歯冠データ取得部と、
前記取得された歯冠データに対応する歯冠の形状の解析対象領域に含まれる複数の頂点のそれぞれの法線を演算する法線演算部と、
複数の頂点、前記複数の頂点のそれぞれの法線、及び歯軸を含む基準形状を示す基準データを取得する基準データ取得部と、
前記演算された法線の方向の分布と、前記基準データに対応する基準形状の頂点の法線の方向の分布とが一致すると判定されたときの前記歯冠の姿勢に対応する頂点を含む歯冠点群と、前記基準形状に対応する頂点を含む基準点群とに基づいて、歯の形状を示す歯形データを生成する歯形データ生成部と、
前記歯形データを出力する歯形データ出力部と、を有し、
前記歯形データ生成部は、
前記歯冠を移動し、回転し、又は移動及び回転したときの前記演算された法線の方向の分布を示す歯冠ヒストグラムを生成する歯冠ヒストグラム生成部と、
前記基準形状の前記解析対象領域に対応する領域の複数の頂点の法線の分布を示す基準ヒストグラムを取得する基準ヒストグラム取得部と、
前記歯冠ヒストグラムと、前記基準ヒストグラムとが一致したと判定されたときの前記歯冠の姿勢を示す歯冠姿勢情報に基づいて、前記歯冠の歯軸を推定する推定部と、を含む、
ことを特徴とする歯形データ生成装置。 - 複数の頂点を含む歯冠の形状を示す歯冠データを取得し、
前記取得された歯冠データに対応する歯冠の形状の解析対象領域に含まれる複数の頂点のそれぞれの法線を演算し、
複数の頂点、前記複数の頂点のそれぞれの法線、及び歯軸を含む基準形状を示す基準データを取得し、
前記演算された法線の方向の分布と、前記基準データに対応する基準形状の頂点の法線の方向の分布とが一致すると判定されたときの前記歯冠の姿勢に対応する頂点を含む歯冠点群と、前記基準形状に対応する頂点を含む基準点群とに基づいて、歯の形状を示す歯形データを生成し、
前記歯形データを出力し、
前記歯形データを生成するのは、
前記歯冠を移動し、回転し、又は移動及び回転したときの前記演算された法線の方向の分布を示す歯冠ヒストグラムを生成し、
前記基準形状の前記解析対象領域に対応する領域の複数の頂点の法線の分布を示す基準ヒストグラムを取得し、
前記歯冠ヒストグラムと、前記基準ヒストグラムとが一致したと判定されたときの前記歯冠の姿勢を示す歯冠姿勢情報に基づいて、前記歯冠の歯軸を推定する、ことを含む、
ことを特徴とする歯形データ生成方法。
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