KR102229270B1 - Method and 3d oral scanner for forming structured light for a subject using a complementary color pattern - Google Patents
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Abstract
본 발명은 브루인 시퀀스(De bruijn sequence)를 통해 형성되는 색상 패턴을 반전시켜 색상 패턴의 채도를 강화시키고 채도가 강화된 색상 패턴을 제외한 나머지 영역을 삭제 보정함으로써, 영상 데이터 내에서 구강내 피사체에 대해 색상 패턴을 제외한 색(예컨대, 스캔 대상 고유색, 주변색 등)을 삭제함으로써 강건한 실시간 영상 데이터가 획득되도록 하는 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 방법 및 이를 이용한 3차원 구강 스캐너에 관한 것이다.The present invention enhances the saturation of the color pattern by reversing the color pattern formed through a de bruijn sequence, and deletes and corrects the remaining areas except for the color pattern with enhanced saturation, so that a subject in the oral cavity within the image data is For example, a method of forming structured light for a subject in the oral cavity using a complementary color pattern that enables robust real-time image data to be obtained by deleting colors other than the color pattern (e.g., unique color to be scanned, surrounding color, etc.), and 3D using the same It relates to an oral scanner.
Description
본 발명은 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 방법 및 이를 이용한 3차원 구강 스캐너에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 구강내 피사체에 구조광을 형성함에 있어, 브루인 시퀀스(De bruijn sequence)를 통해 형성되는 색상 패턴을 반전시켜 색상 패턴의 채도를 강화시키고 채도가 강화된 색상 패턴을 제외한 나머지 영역을 삭제 보정함으로써, 영상 데이터 내에서 구강내 피사체에 대해 색상 패턴을 제외한 색(예컨대, 스캔 대상 고유색, 주변색 등)을 삭제함으로써 강건한 실시간 영상 데이터가 획득되도록 하는 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 방법 및 이를 이용한 3차원 구강 스캐너에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming structured light for an intraoral subject using a complementary color pattern and a three-dimensional oral scanner using the same, and more specifically, in forming structured light on an intraoral subject, brine By reversing the color pattern formed through the sequence (De bruijn sequence), the saturation of the color pattern is enhanced, and the remaining areas except for the color pattern with enhanced saturation are deleted and corrected. A method of forming a structured light for an intraoral subject by using a complementary color pattern that enables robust real-time image data to be obtained by deleting colors (e.g., an inherent color to be scanned, an ambient color, etc.), and a 3D oral scanner using the same. .
일반적으로, 치과용 3차원 스캐너(Dental 3-Dimensional scanner)라 함은 구강내 치아 등의 입체 형상을 가지는 피사체를 촬영하여 얻어지는 2차원 영상으로부터 3차원 영상을 도출하여 피사체의 실제 이미지와 동일한 영상 정보를 획득하기 위한 장치로, 치아의 수복, 보철 등의 치과 치료시 치아 및 구강조직의 형태에 대한 3차원 영상을 획득하기 위하여 사용된다.In general, a dental 3-Dimensional scanner refers to image information identical to the actual image of the subject by deriving a 3D image from a 2D image obtained by photographing a subject having a three-dimensional shape such as an oral tooth. This device is used to obtain a 3D image of the shape of a tooth and oral tissue during dental treatment such as restoration or prosthesis of a tooth.
이때, 이러한 구강내 피사체에 구조광을 형성함으로써 2차원 영상을 획득하게 되는데, 기존에는 스캔 대상이 되는 피사체(예컨대, 치아 등)의 질감이 2차원 영상의 품질에 많은 영향을 끼쳐 노이즈가 발생하는 등의 품질 문제점이 있었다.At this time, a two-dimensional image is obtained by forming structured light on such an intraoral subject. In the past, the texture of the subject to be scanned (for example, teeth, etc.) greatly affects the quality of the 2D image, causing noise. There were quality problems such as.
따라서, 스캔 대상이 되는 피사체의 질감에 관계없이 고품질의 영상 데이터를 획득하기 위한 기술이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a technology for obtaining high-quality image data regardless of the texture of a subject to be scanned.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 구강내 피사체에 구조광을 형성함에 있어, 브루인 시퀀스(De bruijn sequence)를 통해 형성되는 색상 패턴을 반전시켜 색상 패턴의 채도를 강화시키고 채도가 강화된 색상 패턴을 제외한 나머지 영역을 삭제 보정함으로써, 영상 데이터 내에서 구강내 피사체에 대해 색상 패턴을 제외한 색(예컨대, 스캔 대상 고유색, 주변색 등)을 삭제함으로써 강건한 실시간 영상 데이터가 획득되도록 하는 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 방법 및 이를 이용한 3차원 구강 스캐너를 제공하고자 한다.The present invention was derived to solve the above-described problem, and in forming structured light on a subject in the oral cavity, the color pattern formed through a de bruijn sequence is reversed to enhance the saturation and saturation of the color pattern. Complementary to obtain robust real-time image data by deleting and correcting the rest of the area except the color pattern that has been enhanced in the image data, except for the color pattern (e.g., the unique color to be scanned, the surrounding color, etc.) An object is to provide a method of forming structured light for an intraoral subject using a red color pattern and a 3D oral scanner using the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 방법은 색상 패턴을 형성하여 구강내 피사체에 투사하는 단계, 형성된 색상 패턴을 반전(inverse)시켜 반전 패턴을 형성하여 구강내 피사체에 추가로 투사하는 단계 및 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역을 토대로 상기 영상 데이터를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.A method of forming structured light for an oral subject using a complementary color pattern according to an embodiment of the present invention includes forming a color pattern and projecting it onto an intraoral subject, and inverting the formed color pattern by inverting it. Forming a pattern and additionally projecting it onto an intraoral subject, and correcting the image data based on the projection area of the color pattern and the inversion pattern in the image data for the intraoral subject. .
일 실시예에서, 상기 색상 패턴을 형성하여 구강내 피사체에 투사하는 단계는 브루인 시퀀스(De bruijn sequence)를 이용하여 상기 색상 패턴을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the step of forming the color pattern and projecting it onto an intraoral subject may be characterized in that the color pattern is formed using a de bruijn sequence.
일 실시예에서, 상기 3차원 구강 스캐너를 통해 구강내 피사체에 투사된 상기 색상 패턴 상에 상기 반전 패턴이 추가로 투사됨에 따라, 상기 색상 패턴을 이루는 각 색상 별 채도가 구강내 피사체에 상기 색상 패턴만을 투사하였을 때 대비 채도보다 높아지는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, as the inversion pattern is additionally projected onto the color pattern projected onto the intraoral subject through the 3D oral scanner, the color saturation for each color constituting the color pattern is applied to the intraoral subject. It can be characterized in that the saturation is higher than the contrast when the bay is projected.
일 실시예에서, 상기 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에 있어서, 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역을 토대로 상기 영상 데이터를 보정하는 단계는 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역과 비투사영역을 구분하는 단계, 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 비투사영역을 삭제하는 단계 및 상기 비투사영역이 삭제된 구강내 피사체에 대한 영상 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, in the image data for the intraoral subject, the step of correcting the image data based on the projection area of the color pattern and the inversion pattern comprises the color pattern and the inversion in the image data for the intraoral subject. Distinguishing the projection area and the non-projection area of the pattern, deleting the non-projection area from the image data of the intraoral subject, and storing image data on the intraoral subject from which the non-projection area has been deleted It can be characterized by that.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너는 구강내 피사체에 투사되는 색상 패턴을 형성하는 색상 패턴 형성부, 형성된 색상 패턴을 반전(inverse)시켜 반전 패턴을 형성하는 반전 패턴 형성부, 형성된 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴을 각각 구강내 피사체에 투사하는 투사부 및 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역을 토대로 상기 영상 데이터를 보정하는 보정부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.A 3D oral scanner that forms structured light for an intraoral subject using a complementary color pattern according to another embodiment of the present invention includes a color pattern forming unit forming a color pattern projected onto the subject in the oral cavity, and the formed color pattern. The color pattern and the inversion pattern in the image data of the inverted pattern forming unit to form an inverted pattern by inverting, the projection unit for projecting the formed color pattern and the inverted pattern to an intraoral subject, respectively, and the intraoral subject. It may be characterized in that it comprises a correction unit for correcting the image data based on the projection area.
일 실시예에서, 상기 색상 패턴 형성부는 브루인 시퀀스(De bruijn sequence)를 이용하여 상기 색상 패턴을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the color pattern forming unit may be characterized in that it forms the color pattern using a de bruijn sequence.
일 실시예에서, 상기 3차원 구강 스캐너를 통해 구강내 피사체에 투사된 상기 색상 패턴 상에 상기 반전 패턴이 추가로 투사됨에 따라, 상기 색상 패턴을 이루는 각 색상 별 채도가 구강내 피사체에 상기 색상 패턴만을 투사하였을 때 대비 채도보다 높아지는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, as the inversion pattern is additionally projected onto the color pattern projected onto the intraoral subject through the 3D oral scanner, the color saturation for each color constituting the color pattern is applied to the intraoral subject. It can be characterized in that the saturation is higher than the contrast when the bay is projected.
일 실시예에서, 상기 보정부는 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역과 비투사영역을 구분하고, 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 비투사영역을 삭제한 후, 상기 비투사영역이 삭제된 구강내 피사체에 대한 영상 데이터를 저장하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the correction unit divides the projection area and the non-projection area of the color pattern and the inversion pattern from the image data of the intraoral subject, and deletes the non-projection area from the image data of the intraoral subject. , It may be characterized in that the image data of the intraoral subject from which the non-projection area has been deleted is stored.
본 발명의 일 측면에 따르면, 색상 패턴을 반전시켜 색상 패턴의 채도를 강화시키고 채도가 강화된 색상 패턴을 제외한 나머지 영역을 삭제 보정함으로써, 피사체의 질감에 영향을 받지 않고도 영상 데이터 내에서 구강내 피사체에 대해 색상 패턴을 제외한 색(예컨대, 스캔 대상 고유색, 주변색 등)을 삭제하여 보다 강건한 실시간 영상 데이터를 획득할 수 있는 이점을 가진다.According to an aspect of the present invention, by reversing the color pattern to enhance the saturation of the color pattern and by deleting and correcting the remaining areas except for the color pattern with enhanced saturation, the intraoral subject within the image data is not affected by the texture of the subject. It has the advantage of obtaining more robust real-time image data by deleting colors other than the color pattern (for example, a scan target intrinsic color, an ambient color, etc.).
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 색상 패턴의 색상 변화에 브루인 시퀀스를 적용한 예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 색상 패턴 형성부(110)를 통해 형성된 색상 패턴을 투사부(130)에서 투사한 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 반전 패턴 형성부(120)를 통해 형성된 반전 패턴을 투사부(130)에서 투사한 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 보정부(140)를 통해 스캔 대상이 되는 물체가 주변색 보다 대비된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 색상 패턴 및 반전 패턴이 합쳐진 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너(100)를 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 과정을 일련의 순서대로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a 3D
2 is a diagram illustrating an example of applying a brew sequence to a color change of a color pattern.
3 is a diagram illustrating a state in which the color pattern formed through the color
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the inversion pattern formed through the inversion
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which an object to be scanned through the
6 is a diagram illustrating a state in which the color patterns and inversion patterns shown in FIGS. 3 to 5 are combined.
7 is a sequence of steps of forming structured light for an intraoral subject using a 3D
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a 3D
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너(100)는 크게 색상 패턴 형성부(110), 반전 패턴 형성부(120), 투사부(130) 및 보정부(140)와, 광원으로부터 출사되는 광에 소정의 패턴을 형성하여 패턴광을 구강내 피사체에 조사하는 디지털 프로젝터, 패턴광에 의해 구강내 피사체에 반사되는 반사광에 의해 형성되는 2차원 영상데이터를 센싱하는 이미지 센서, 디지털 프로젝터로부터 구강내 피사체에 출사되는 패턴광 및 패턴광에 의해 반사되는 반사광을 제어하는 초점렌즈, 광학 부품, 2차원 영상데이터를 3차원 영상데이터로 변환하는 컴퓨터 및 컴퓨터와의 무선 데이터 통신이 가능한 무선 전송장치를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a 3D
3차원 구강 스캐너(100)는 구강내 피사체(예컨대, 구강구조)에 구조광(패턴광)을 조사하고, 구강내 피사체로부터 반사되는 반사광에 의해 형성되는 영상데이터를 획득하는 역할을 한다.The 3D
이때, 색상 패턴 형성부(110)는 구강내 피사체에 투사되는 구조광 중에서 색상 패턴을 형성하게 되는데, 형성된 색상 패턴은 투사부(130)를 통해 구강내 피사체에 투사될 수 있다.In this case, the color
이러한 색상 패턴 형성부(110)는 브루인 시퀀스(De bruijn sequence)를 이용하여 구강내 피사체에 대한 색상 패턴을 형성하게 되는데, 이는 도 2를 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.The color
도 2는 색상 패턴의 색상 변화에 브루인 시퀀스를 적용한 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of applying a brew sequence to a color change of a color pattern.
도 2를 살펴보면, 브루인 시퀀스는 중복이 없는 수열을 생성하게 되는데, 예를 들어, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1로 이루어진 수열의 경우, 2진수로 이루어진 3자리의 중복없는 수열을 형성할 경우 (0,0,0), (0,0,1), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0), (1,1,1) 등과 같이 나타내어 진다.Referring to FIG. 2, the brew sequence generates a sequence without duplicates. For example, in the case of a sequence consisting of 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, a 3-digit binary number When forming a sequence without duplicates (0,0,0), (0,0,1), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,0), (1, It is represented as 0,1), (1,1,0), (1,1,1), etc.
이때, 색상 패턴의 색상 변화에 브루인 시퀀스를 적용할 경우,At this time, when applying the brew sequence to the color change of the color pattern,
수열 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1의 각 자리에 1을 더하게 되면, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 2의 수열이 되는데, 이때 각 자리를 2진수로 표현할 경우 (0,0,1), (0,0,1), (0,0,1), (0,1,0), (0,0,1), (0,0,1), (0,0,1), (0,0,1)으로 나타내어 진다.If you add 1 to each digit of the
이러한 2진수를 RGB 채널로 생각하여 이를 XOR 연산으로 색변화를 할 경우, 색이 변하는 부분의 엣지는 브루인 시퀀스에 의해 고유한 인덱스를 가지게 된다.When this binary number is considered as an RGB channel and the color is changed by XOR operation, the edge of the part where the color changes has a unique index by the brew sequence.
반전 패턴 형성부(120)는 색상 패턴 형성부(110)를 통해 형성된 색상 패턴을 반전(inverse)시켜 반전 패턴을 형성하게 되는데, 형성된 반전 패턴은 투사부(130)를 통해 구강내 피사체에 투사될 수 있다.The inversion
투사부(130)는 색상 패턴 형성부(110)와 반전 패턴 형성부(120) 각각으로부터 형성된 색상 패턴 및 반전 패턴을 구강내 피사체에 투사하게 된다.The
보다 구체적으로, 투사부(130)는 색상 패턴 형성부(110)를 통해 형성된 색상 패턴을 우선적으로 투사하고, 그 위에 반전 패턴 형성부(120)를 통해 형성된 반전 패턴을 추가로 투사함으로써, 색상 패턴과 반전 패턴 간의 결합에 의해 색상 패턴의 채도가 높아지게 된다. 이에 관해서는 후술되는 도 3 내지 도 6을 통해 살펴보기로 한다.More specifically, the
보정부(140)는 구강내 피사체를 촬영한 영상 데이터에서 색상 패턴 및 반전 패턴의 투사영역을 토대로 구강내 피사체가 더욱 돋보이도록 보정하는 역할을 한다.The
보다 구체적으로, 보정부(140)는 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역과 비투사영역을 구분하고, 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 비투사영역을 삭제한 후, 상기 비투사영역이 삭제된 구강내 피사체에 대한 영상 데이터를 저장하게 된다.More specifically, the
이를 통해, 영상 데이터의 전체 표시 영역 중에서 스캔 대상이 되는 물체의 표면 채도는 더욱 명확히 표시되고, 이를 제외한 나머지 영역은 흑백 또는 스캔 대상과 대비되는 색으로 표시될 수 있다.Through this, the surface saturation of the object to be scanned among the entire display area of the image data is more clearly displayed, and the remaining areas other than this may be displayed in black and white or in a color contrasting with the scan target.
이에 관해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.A more detailed look at this is as follows.
도 3은 도 1에 도시된 색상 패턴 형성부(110)를 통해 형성된 색상 패턴을 투사부(130)에서 투사한 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 반전 패턴 형성부(120)를 통해 형성된 반전 패턴을 투사부(130)에서 투사한 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 도 1에 도시된 보정부(140)를 통해 스캔 대상이 되는 물체가 주변색 보다 대비된 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 색상 패턴 및 반전 패턴이 합쳐진 상태를 도시한 도면이다.3 is a view showing a state in which the color pattern formed through the color
도 3을 살펴보면, 구강내 피사체에 해당하는 치아열에 브루인 시퀀스를 통해 형성된 색상 패턴이 투사됨에 따라, 치아열 상에는 각 층별로 상이한 색상을 가지는 패턴이 형성되게 된다. 이때는 치아열의 자체적인 고유색과 주변(잇몸 등)의 주변색에 의해 색상 패턴의 채도(또는 밝기)가 높지 않은 상태이다.Referring to FIG. 3, as a color pattern formed through a brew sequence is projected onto a tooth row corresponding to an intraoral subject, a pattern having a different color for each layer is formed on the tooth row. At this time, the saturation (or brightness) of the color pattern is not high due to the unique color of the tooth row and the surrounding color of the surrounding (gum, etc.).
도 4를 살펴보면, 도 3에 도시된 색상 패턴이 반전 패턴 형성부(120)에서 반전된 후 치아열에 투사됨에 따라, 치아열 상에는 각 층별로 색상 패턴과는 반전된 반전 패턴이 형성되게 된다. 이때는 도 3과 마찬가지로 치아열의 자체적인 고유색과 주변색에 의해 반전 패턴의 채도(또는 밝기)가 높지 않은 상태이다.Referring to FIG. 4, as the color pattern shown in FIG. 3 is inverted by the inversion
도 5를 살펴보면, 도 5에서는 색상 패턴과 반전 패턴이 겹쳐짐에 따라 형성된 구조광의 채도가 높아져 색상 패턴을 이루는 각 층 별 색상이 보강됨을 알 수 있다. 특히, 도 5에서는 보정부(140)에 의해, 치아열을 제외한 나머지 영역(예컨대, 잇몸 등)의 주변광이 제거되도록 보정됨에 따라, 영상 데이터에서 치아열이 보다 돋보이게 표시될 수 있다. 특히, 색상 패턴의 색 변화가 뚜렷해지기 때문에 더욱 정밀한 3차원 데이터 획득이 가능하게 된다.Referring to FIG. 5, it can be seen that in FIG. 5, as the color pattern and the inversion pattern overlap, the saturation of the formed light is increased, so that the color of each layer constituting the color pattern is reinforced. In particular, in FIG. 5, as the
여기에서, 보정부(140)에서 영상 데이터를 보정하기 위한 연산과정을 살펴보면 다음과 같다.Here, an operation process for correcting image data in the
예를 들어, 도 3에서 색상 패턴이 투사된 패턴 이미지(Pattern Image)를 A라 하고, 도 4에서 색상 패턴이 반전된 반전 패턴 이미지(Inverse Pattern Image)를 B라 하였을 경우, 하기와 같은 수학식이 성립하게 된다.For example, when the pattern image on which the color pattern is projected is referred to as A in FIG. 3 and the inverse pattern image in which the color pattern is inverted is referred to as B in FIG. It is established.
여기에서, 보정부(140)에서는 유효 픽셀들의 히스토그램(Image Histogram From VP(Difference Image) (IHVP)) 계산 후, 이를 하기의 수학식에 대입하게 된다.Here, the
또한, 보정부(140)에서는 밝기 포화 임계치가 넘은 픽셀은 증폭량을 줄이기 위한 픽셀 포화 계수(Saturation Ratio(SR))를 연산하게 되는데, 이는 하기와 같다.In addition, the
또한, 보정부(140)에서는 적응적 증폭 계수(Adaptive Amplification Factor(AAF))를 연산하게 되는데, 이는 표준편차(STD)를 먼저 연산한 후 이를 대입함으로써 적응적 증폭 계수를 연산하게 된다. 이를 살펴보면 다음과 같다.In addition, the
그 다음, 보정부(140)에서는 하기의 수학식을 토대로 최종적으로 보정이 완료된 도 5와 같은 패턴 이미지 영상 데이터를 획득하게 되는데, 수학식은 다음과 같다.Then, the
이때, 상기의 연산은 패턴, 역패턴 사이의 단순한 차를 구하는 계산이 아닌 프로젝터 조명에 의한 픽셀 포화도, 스캔 물체의 매질에 따른 패턴 반사량을 고려하여 패턴, 역패턴 사이의 차(Difference)를 적응적으로 증폭하는 연산을 의미한다.In this case, the above operation is not a calculation for obtaining a simple difference between a pattern and an inverse pattern, but is adaptive to the difference between the pattern and the inverse pattern by considering the pixel saturation by projector illumination and the pattern reflection amount according to the medium of the scanned object. It means an operation that amplifies with.
다음으로는, 도 7을 통해 이러한 색상 패턴과 반전 패턴을 이용하여 구조광을 형성하는 과정을 순서대로 살펴보기로 한다.Next, a process of forming structured light using such a color pattern and an inversion pattern will be described in order through FIG. 7.
도 7은 도 1에 도시된 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너(100)를 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 과정을 일련의 순서대로 도시한 도면이다.7 is a sequence of steps of forming structured light for an intraoral subject using a 3D
도 7을 살펴보면, 먼저 색상 패턴 형성부에서 브루인 시퀀스를 이용하여 색상 패턴을 형성한 후 투사부에서는 해당 색상 패턴을 구강내 피사체에 투사하게 된다(S701).Referring to FIG. 7, first, a color pattern is formed by using a brew sequence in a color pattern forming unit, and then a corresponding color pattern is projected onto an intraoral subject in the projection unit (S701).
그 다음, 반전 패턴 형성부에서는 해당 색상 패턴을 반전시켜 반전 패턴을 형성한 후 투사부에서는 이를 색상 패턴 상에 추가로 투사하게 되고(S702), 그에 따라 최초 투사된 색상 패턴의 채도가 높아지면서 스캔 대상이 되는 물체(예컨대, 치아열 등)의 색이 보다 보강된다.Then, in the inversion pattern forming unit, the color pattern is inverted to form an inversion pattern, and then the projection unit additionally projects it onto the color pattern (S702), and accordingly, the saturation of the initially projected color pattern increases and scans. The color of the target object (eg, tooth row, etc.) is reinforced.
그 다음, 보정부에서는 스캔 대상이 되는 물체를 제외한 나머지 영역에 대한 광을 삭제하는 보정을 통해 스캔 대상이 되는 물체가 더욱 돋보이게 되며(S703), 이를 통해 3차원 영상 데이터가 생성(S704)될 수 있다.Then, in the correction unit, the object to be scanned stands out more through correction by deleting the light for the rest of the area except for the object to be scanned (S703), through which 3D image data can be generated (S704). have.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.
100: 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너
110: 색상 패턴 형성부
120: 반전 패턴 형성부
130: 투사부
140: 보정부100: 3D oral scanner that forms structured light for an intraoral subject using a complementary color pattern
110: color pattern forming unit
120: inversion pattern forming portion
130: projection unit
140: correction unit
Claims (8)
색상 패턴을 형성하여 구강내 피사체에 투사하는 단계;
형성된 색상 패턴을 반전(inverse)시켜 반전 패턴을 형성하여 구강내 피사체에 추가로 투사하는 단계; 및
구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역을 토대로 상기 영상 데이터를 보정하는 단계;를 포함하고,
상기 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에 있어서, 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역을 토대로 상기 영상 데이터를 보정하는 단계는,
구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역과 비투사영역을 구분하는 단계;
구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 비투사영역을 삭제하는 단계; 및
상기 비투사영역이 삭제된 구강내 피사체에 대한 영상 데이터를 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 방법.
In forming structured light on a subject in the oral cavity using a 3D oral scanner,
Forming a color pattern and projecting it onto a subject in the oral cavity;
Inverting the formed color pattern to form an inversion pattern and further projecting it on the subject in the oral cavity; And
Compensating the image data based on the projection area of the color pattern and the inversion pattern in the image data for the intraoral subject; including,
In the image data for the intraoral subject, the step of correcting the image data based on the projection area of the color pattern and the inversion pattern,
Dividing the projection area and the non-projection area of the color pattern and the inversion pattern from the image data of the intraoral subject;
Deleting the non-projection area from image data for an intraoral subject; And
And storing image data on the subject in the oral cavity from which the non-projection area has been deleted.
A method of forming structured light for a subject in the oral cavity using a complementary color pattern.
상기 색상 패턴을 형성하여 구강내 피사체에 투사하는 단계는,
브루인 시퀀스(De bruijn sequence)를 이용하여 상기 색상 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는, 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 방법.
The method of claim 1,
Forming the color pattern and projecting it onto the subject in the oral cavity,
A method of forming structured light for an oral subject using a complementary color pattern, characterized in that the color pattern is formed using a De bruijn sequence.
상기 3차원 구강 스캐너를 통해 구강내 피사체에 투사된 상기 색상 패턴 상에 상기 반전 패턴이 추가로 투사됨에 따라, 상기 색상 패턴을 이루는 각 색상 별 채도가 구강내 피사체에 상기 색상 패턴만을 투사하였을 때 대비 채도보다 높아지는 것을 특징으로 하는, 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 방법.
The method of claim 1,
As the inversion pattern is additionally projected onto the color pattern projected onto the intraoral subject through the 3D oral scanner, the saturation of each color forming the color pattern is compared to when only the color pattern is projected onto the subject in the oral cavity. A method of forming a structured light for a subject in the oral cavity using a complementary color pattern, characterized in that higher than the saturation.
형성된 색상 패턴을 반전(inverse)시켜 반전 패턴을 형성하는 반전 패턴 형성부;
형성된 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴을 각각 구강내 피사체에 투사하는 투사부; 및
구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역을 토대로 상기 영상 데이터를 보정하는 보정부;를 포함하고,
상기 보정부는,
구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 색상 패턴 및 상기 반전 패턴의 투사영역과 비투사영역을 구분하고, 구강내 피사체에 대한 영상 데이터에서 상기 비투사영역을 삭제한 후, 상기 비투사영역이 삭제된 구강내 피사체에 대한 영상 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는,
상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너.
A color pattern forming unit for forming a color pattern projected onto the subject in the oral cavity;
An inversion pattern forming unit configured to invert the formed color pattern to form an inversion pattern;
A projection unit for projecting the formed color pattern and the inversion pattern onto an intraoral subject, respectively; And
Including; a correction unit for correcting the image data based on the projection area of the color pattern and the inversion pattern in the image data for the intraoral subject,
The correction unit,
The projection area and the non-projection area of the color pattern and the inversion pattern are distinguished from the image data of the intraoral subject, and the non-projection area is deleted from the image data of the intraoral subject, and the non-projection area is deleted. Characterized in that to store the image data for the subject in the oral cavity,
A 3D oral scanner that uses a complementary color pattern to form structured light for an intraoral subject.
상기 색상 패턴 형성부는,
브루인 시퀀스(De bruijn sequence)를 이용하여 상기 색상 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는, 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너.
The method of claim 5,
The color pattern forming part,
A 3D oral scanner for forming structured light for an intraoral subject using a complementary color pattern, characterized in that the color pattern is formed using a De bruijn sequence.
상기 3차원 구강 스캐너를 통해 구강내 피사체에 투사된 상기 색상 패턴 상에 상기 반전 패턴이 추가로 투사됨에 따라, 상기 색상 패턴을 이루는 각 색상 별 채도가 구강내 피사체에 상기 색상 패턴만을 투사하였을 때 대비 채도보다 높아지는 것을 특징으로 하는, 상보적 색상 패턴을 이용하여 구강내 피사체에 대한 구조광을 형성하는 3차원 구강 스캐너.
The method of claim 5,
As the inversion pattern is additionally projected onto the color pattern projected onto the intraoral subject through the 3D oral scanner, the saturation of each color forming the color pattern is compared to when only the color pattern is projected onto the subject in the oral cavity. 3D oral scanner for forming structured light for an intraoral subject using a complementary color pattern, characterized in that higher than the saturation.
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