KR102432527B1

KR102432527B1 - 관심 치아 추출 방법 및 스캔 데이터 처리 장치

Info

Publication number: KR102432527B1
Application number: KR1020200055796A
Authority: KR
Inventors: 김설호
Original assignee: 오스템임플란트 주식회사
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2022-08-17
Also published as: KR20210137681A

Abstract

본 발명은 모델 스캐너의 조립 공차를 정정하여, 스캔 데이터에서 다수의 관심 치아를 추출하는 관심 치아 추출 방법 및 스캔 데이터 처리 장치에 관한 것으로, 자세하게는, 모델 스캐너로부터 지그를 이용하여 관심 치아의 스캔 데이터를 스캔하기 이전에, 지그가 결합되는 구상 스캐너의 구동축이 갖는 조립 공차를 보정하기 위한 기구 좌표계를 결정하고, 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한다.
이후, 본 발명은 지그에 배치된 치아 모델들을 스캔한 스캔 데이터에서 객체들을 레이블링하고, 레이블링 된 객체의 위치와 기구 좌표계에 따른 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치가 교차하는지를 판단하여, 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출한다.

Description

관심 치아 추출 방법 및 스캔 데이터 처리 장치{Method For Extraction Teeth Of Interest And Scan Data Processing Apparatus}

본 발명은 관심 치아 추출 방법 및 스캔 데이터 처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구강 스캐너의 조립 공차를 보정하여, 스캔 절차를 줄이며, 다수의 관심 치아를 추출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 다음의 문헌에 개시되어 있다.
1) 공개번호: 2019-0127006 (2019.11.13), "일체형 치아모형 조립장치 및 이를 포함하는 시스템"
2) 공개번호: 2016-0095754　(2016.08.12), "X y z축 기록 장치를 이용한 치과용 디지털 치아제작 방법과 교합기와 지그"
스캐너는 오브젝트를 회전시키거나 움직임으로써 오브젝트를 스캔하는 장치를 의미한다. 특히, 치과용으로 사용되는 모델 스캐너는 보철물을 제작하기 위해 사용자의 치아 모델을 스캔할 수 있다.

모델 스캐너의 구동축은 스캔하고자 하는 치아 모델이 결합된 지그를 회전시키거나, 움직이기 위해 동작하는 축이다. 모델 스캐너의 구동축은, 스캐너에 조립되는 과정에서 조립 공차가 발생할 수 있으며, 이러한, 조립 공차는 스캐너를 이용해 치아 모델을 스캔하는 과정에서 다양한 오차를 발생하게 하는 원인이 된다.

조립 공차를 최소화하기 위해, 치아 모델이 결합되는 지그는 모델 스캐너의 구동축에 결합되기 위한 설계 치수를 가지고 있다. 모델 스캐너의 구동축에 조립 공차가 존재하면, 모델 스캐너의 구동축에 결합되는 지그는 조립 공차에 의해 위치가 틀어진 상태로, 모델 스캐너의 구동축에 결합된다. 조립 공차를 포함하는 지그를 사용하여 치아 모델을 스캔하는 경우, 관심 치아에 대한 추출 정확도는 조립 공차에 영향으로 인해 낮아지게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 설계 치수에 기반하여 지그의 각 홀의 중심인 탐색 위치를 향해 수직으로 관심 치아의 존재 여부를 탐색하는 방법을 제안했다. 그러나, 제안된 방법은 모델 스캐너의 구동축에 조립 공차가 존재하는 경우, 설계 치수를 사용할 때, 탐색 위치가 뒤틀리게 되기 때문에 특정 조건에서 관심 치아를 추출하는데 실패할 여지가 많아지는 문제가 발생한다.

또한, 조립 공차를 보완하기 위해 지그의 각 홀을 중심으로 관심 치아를 추출함에 따라 관심 치아를 추출하기 위한 탐색 횟수가 증가하고, 탐색 속도가 느려지는 문제가 존재한다.

이와 같이, 치아 모델을 스캔하는 과정에서 모델 스캐너의 구동축의 물리적인 조립으로 인해 구동축의 조립 공차가 발생하기 때문에, 스캐너가 오브젝트를 스캔할 때 이를 미리 고려할 필요가 있다.

본 발명의 일실시에 의하면, 스캔 데이터에서 관심 치아를 추출하기 위해 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계를 결정하고, 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 상기 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 후, 스캔 데이터에서 관심 치아를 추출하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 모델 스캐너로부터 지그에 배치된 치아 모델들을 스캔한 스캔 데이터로부터 연결 성분에 따른 객체 단위로 레이블링하고, 레이블링을 통해 스캔 데이터에 존재하는 객체의 개수를 판단하고, 판단된 객체의 개수와 동일한 관심 치아를 추출하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 레이블링 된 객체의 위치와 기구 좌표계의 X, Y 축에 기반한 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치가 교차하는지를 판단한 후, 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 상기 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 관심 치아 추출 방법은 캘리브레이션을 통해 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성하는 단계; 상기 모델 스캐너로부터 지그에 배치된 치아 모델들을 스캔하여 특정 높이 이하의 객체 이미지가 삭제된 스캔 데이터를 표시하는 단계; 상기 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검출하여 상기 검출된 스캔 데이터의 연결 성분을 객체 단위로 레이블링하는 단계; 상기 레이블링 된 객체의 위치와 상기 변환 좌표계의 X, Y 축에 기반한 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치가 교차하는지를 판단하는 단계; 및 상기 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 상기 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 기구 좌표계로 변환하는 단계는, 상기 모델 스캐너의 구동축에 결합된 캘리브레이션 패널을 촬영한 패널 영상에서 설정된 기준 타깃들을 이용하여 상기 기준 타깃들에 대한 공간 상의 좌표 및 기준 타깃들을 연결하는 벡터들을 포함하는 기구 좌표계를 생성할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 객체 단위로 레이블링하는 단계는, 포인트 클라우드와 메쉬의 연결 여부와 포인트 클라우드 간의 거리 정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검색하는 단계; 및 상기 검색된 연결 성분을 고려하여 객체 단위로 레이블링하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 교차하는지를 판단하는 단계는, 상기 변환 좌표계를 이용하여 지그의 n 번째 홀의 위치를 추출하는 단계; 상기 n 번째 홀의 위치를 기준으로 상기 홀의 영역으로 가상의 구 및 상기 가상의 구를 감싸는 바운딩 박스를 설정하는 단계; 및 상기 레이블링 된 m 번째 객체의 위치와 바운딩 박스가 설정된 n 번째 홀의 위치가 서로 교차하는지를 확인하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 교차하는지를 확인하는 단계는, 상기 지그의 각 홀을 대상으로 레이블링 된 객체를 변경하면서 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하는지를 확인하거나, 또는, 상기 레이블링 된 각 객체를 대상으로 지그에 형성된 복수의 홀의 위치를 이동시키면서 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하는지를 확인할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 관심 치아 추출 방법은 모델 스캐너의 구동축에 결합된 캘리브레이션 패널을 촬영한 패널 영상을 수집하는 단계; 상기 패널 영상을 이용하여 모델 스캐너의 천장에 배치된 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 결정하는 단계; 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 기반으로 패널 영상에서 설정된 복수의 기준 타깃을 이용하여 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계를 생성하는 단계; 상기 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 상기 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환으로 변환한 변환 좌표계를 생성하는 단계; 및 상기 변환 좌표계의 X, Y 축을 기반으로 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치 및 레이블링 된 객체의 위치를 비교하여 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 결정하는 단계는, 상기 패널 영상에서 캘리브레이션 패널에 새겨진 특정 패턴을 식별하여 특정 패턴의 패널 좌표들을 추출하는 단계; 및 상기 캘리브레이션을 통해 상기 특정 패턴의 패널 좌표들로부터 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 패널 좌표들은, 상기 특정 패턴의 중심을 원점으로 하며, 상기 원점을 기준으로 각 방향에서 일정 간격으로 설정된 점들의 좌표를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 기구 좌표계를 생성하는 단계는, 상기 패널 좌표들을 이용하여 캘리브레이션 패널 내 기준 타깃들을 설정하는 단계; 투영 해제 광선을 고려하여 상기 기준 타깃들에 대한 평면 상의 좌표를 공간 상의 좌표로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 기준 타깃들에 대한 공간 상의 좌표 및 기준 타깃들을 연결하는 벡터들을 포함하는 기구 좌표계를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 기구 좌표계는, 상기 기준 타깃들 중 상측 및 하측에 위치한 기준 타깃을 연결하는 제1 벡터를 X 좌표계의 축으로 사용하며, 상기 기준 타깃들 중 좌측 및 우측에 위치한 기준 타깃을 연결하는 제2 벡터를 Y 좌표계의 축으로 사용하며, 상기 X 좌표계 및 Y 좌표계를 직교하는 제3 벡터를 Z 좌표계의 축으로 사용할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 프로세서를 포함하는 스캔 데이터 처리 장치에 있어서, 상기 프로세서는, 캘리브레이션을 통해 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성하고, 상기 모델 스캐너로부터 지그에 배치된 치아 모델들을 스캔하여 특정 높이 이하의 객체 이미지가 삭제된 스캔 데이터를 표시하고, 상기 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검출하여 상기 검출된 스캔 데이터의 연결 성분을 객체 단위로 레이블링하고, 상기 레이블링 된 객체의 위치와 상기 변환 좌표계에 따른 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치가 교차하는지를 판단하고, 상기 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 상기 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 프로세서를 포함하는 스캔 데이터 처리 장치에 있어서, 상기 프로세서는, 모델 스캐너의 구동축에 결합된 캘리브레이션 패널을 촬영한 패널 영상을 수집하고, 상기 패널 영상을 이용하여 모델 스캐너의 천장에 배치된 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 결정하고, 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 기반으로 패널 영상에서 설정된 복수의 기준 타깃을 이용하여 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계를 생성하고, 상기 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 상기 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성하고, 상기 변환 좌표계의 X, Y 축을 기반으로 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치 및 레이블링 된 객체의 위치를 비교하여 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출할 수 있다.

본 발명의 일실시에 따르면, 스캔 데이터에서 관심 치아를 추출하기 위해 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계를 결정하고, 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 상기 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 후, 스캔 데이터에서 관심 치아를 추출할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 모델 스캐너로부터 지그에 배치된 치아 모델들을 스캔한 스캔 데이터로부터 연결 성분에 따른 객체 단위로 레이블링하고, 레이블링을 통해 스캔 데이터에 존재하는 객체의 개수를 판단하고, 판단된 객체의 개수와 동일한 관심 치아를 추출할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 레이블링 된 객체의 위치와 기구 좌표계의 X, Y 축에 기반한 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치가 교차하는지를 판단한 후, 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 상기 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 모델 스캐너의 구동축의 조립 공차를 보완하기 위해, 지그의 설계 치수 좌표계와 기구 좌표계 간에 소프트웨어적인 보정을 수행함에 따라, 홀의 위치와 레이블링 된 객체의 위치 간에 연산 속도 및 교차 탐색 정확도가 높아질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 데이터 처리 장치 및 스캐너를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 캘리브레이션 패널에 새겨진 특정 패턴의 패널 좌표들을 추출하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기구 좌표계를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 데이터의 연결 성분을 객체 단위로 레이블링하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 관심 치아 추출 방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관심 치아 추출 방법을 도시한 플로우 차트이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 데이터 처리 장치 및 스캐너를 도시한 도면이다.

도 1를 참고하면, 관심 치아 추출 시스템은 스캔 데이터 처리 장치(100) 및 스캐너(110)를 포함할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 스캐너(110)로부터 치아 모델을 스캔한 스캔 데이터(102)를 표시하기 이전에, 지그(112)의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축과 기구 좌표계에 설정된 좌표 간에 소프트웨어적인 보정을 수행할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 좌표에 대한 소프트웨어적인 보정을 통해 모델 스캐너(110)의 구동축(111)의 물리적인 조립으로 인해 구동축(111)의 조립 공차를 보완할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 디스플레이(101)에 치아 모델(113)을 스캔한 스캔 데이터(102)를 표시할 수 있다. 여기서, 치아 모델(1103)은 상악 치아 모델과 하악 치아 모델을 포함할 수 있으며, 스캔 데이터(102)는 상악 치아 모델에 포함된 관심 치아 또는, 하악 치아 모델에 포함된 관심 치아(103)를 포함하는 치아 영상일 수 있다. 상악 치아 모델 또는, 하악 치아 모델에 포함된 관심 치아들은 배치 가이드에 따라 지그(112)에 배치될 수 있다.

이때, 지그(112)는 복수의 치아들이 결합되는 멀티 다이(Multi-die)라고 정의될 수 있다. 배치 가이드는 치아 영상에 포함된 관심 치아의 식별 정보에 따라 지그(112)에서 상악 치아 모델에 포함된 관심 치아 또는 하악 치아 모델에 포함된 관심 치아가 배치될 위치를 표시하기 위한 안내 정보일 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 디스플레이(101)에 배치 가이드에 따라 지그(112)에 배치된 위치를 포함하여 관심 치아들을 스캔한 스캔 데이터(102)를 표시할 수 있다.

스캐너(110)는 환자의 상악 치아 모델, 환자의 하악 치아 모델 및 배치 가이드에 따라 관심 치아들이 배치된 지그(112)를 스캔하여 관심 치아 이미지를 생성할 수 있다. 지그(112)에 배치된 관심 치아는, 상악 치아 모델에 포함된 관심 치아 및 하악 치아 모델에 포함된 관심 치아 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 스캐너(110)는 생성된 관심 치아 이미지를 스캔 데이터 처리 장치(100)로 전송할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 관심 치아 이미지를 필터링한 후, 구간 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축을 이용하여 관심 치아(103)를 포함하는 스캔 데이터(102)를 생성하고, 스캔 데이터(102)를 디스플레이(101)에 표시할 수 있다.

보다 자세하게, 스캔 데이터 처리 장치(100)의 프로세서는 수신한 관심 치아 이미지에서 특정 높이 이하의 객체 이미지가 삭제된 스캔 데이터(102)를 표시할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 캘리브레이션을 통해 내부 매개 변수 및 외부 매개 변수를 획득하고, 기구 좌표계를 설정하면, 하기의 도 3의 (c)와 같이 X, Y, Z축을 생성할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 관심 치아(103)가 결합된 치아 모델(113)을 스캔 후, Z축 방향으로 특정 값을 설정하여, 설정된 특정 값 이상 또는, 이하의 스캔 데이터를 삭제함으로써, 특정 높이의 객체 이미지가 삭제된 스캔 데이터(102)를 표시할 수 있다.

예를 들어, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 하기의 도 3의 (c)와 같이 Z축이 설정되어 있는 상태에서, Z > 0인 스캔 데이터를 삭제한다면, X축과 Y축으로 만들 수 있는 평면보다 위쪽인 -Z축 방향에 존재하는 스캔 데이터만 디스플레이(101)에 표시할 수 있다.

관심 치아 이미지는 지그(112) 및 지그(112)에 고정된 치아 모델(113)을 포함할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)의 프로세서는 특정 높이 이하의 객체 이미지에 해당하는 지그(112)를 삭제하고, 치아 모델이 포함된 스캔 데이터(102)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 스캔 데이터 처리 장치(100)의 CPU(central processing unit), 및 스캔 데이터 처리 장치(100)에 포함된 그래픽 카드의 GPU(Graphics Processing Unit] 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 이미지를 처리하는 동작을 수행하는 프로세서는 GPU이고, 데이터를 생성하는 동작을 수행하는 프로세서는 CPU일 수 있다.

다음으로, 스캔 데이터 처리 장치(100)의 프로세서는 스캔 데이터(102)로부터 연결 성분을 검출하여 검출된 스캔 데이터(102)의 연결 성분을 객체 단위로 레이블링할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)의 프로세서는 레이블링 된 객체의 위치와 변환 좌표계의 X, Y 축에 기반한 치아 모델(113)이 삽입 결합된 지그(112)의 홀의 위치가 교차하는지를 판단할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)의 프로세서는 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 스캔 데이터(102)에서 레이블링 된 객체를 관심 치아(103)로 추출할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)의 프로세서는 이용하여 관심 치아(103)를 포함하는 스캔 데이터(102)를 디스플레이(101)에 표시할 수 있다.

관심 치아 추출 시스템은 스캔 데이터에서 관심 치아(103)를 추출하기 위해 모델 스캐너(110)의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계를 이용하여 스캔 데이터(102)에서 관심 치아(103)를 추출함으로써, 관심 치아(103)를 추출하기 위한 탐색 횟수를 감소시키고, 탐색 속도를 증가시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 캘리브레이션 패널에 새겨진 특정 패턴의 패널 좌표들을 추출하는 과정을 도시한 도면이다.

도 2를 참고하면, 모델 스캐너(110)의 구동축(111)은 캘리브레이션 패널(201)과 결합될 수 있다. 모델 스캐너(110)는 모델 스캐너(110)의 천장에 배치된 카메라(미도시)를 이용하여 모델 스캐너(110)의 구동축(111)에 결합된 캘리브레이션 패널(201)을 촬영한 패널 영상(203)을 수집할 수 있다.

캘리브레이션 패널(201)은 모델 스캐너(110)의 구동축(111)에 결합 가능한 플레이트이다. 모델 스캐너(110)의 구동축(111)의 조립 공차가 발생한 경우, 캘리브레이션 패널(201)은 구동축(111)의 틀어진 방향과 동일한 방향으로 틀어진 채로 구동축(111)에 결합될 수 있다. 이는 구동축(111)에 결합되는 지그와 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명은 모델 스캐너(110)의 구동축(111)의 조립 상태에 따라 발생하는 조립 공차를 보완하기 위해, 모델 스캐너(110)로부터 캘리브레이션 패널(201)을 촬영한 패널 영상(203)을 수집할 수 있다. 본 발명에서 적용된 모델 스캐너(110)의 구동축(111)은 3축(X, Y, Z축)의 구성으로 설정되어 있음에 따라, 이로 인해 발생되는 조립 공차는 모든 축에서 발생할 수 있다.

캘리브레이션 패널(201)은 모델 스캐너(110)의 구동축(111)의 조립 공차에 의한 구동축(111)에 결합된 위치를 판단하기 위한 특정 패널이 새겨진 상태일 수 있다. 특정 패널은 위치를 판단하기 위한 일정한 형태나 양식, 모양일 수 있다.

모델 스캐너(110)는 모델 스캐너(110)의 구동축(111)에 결합된 캘리브레이션 패널(201)을 촬영한 다수의 패널 영상(202)을 수집할 수 있다. 모델 스캐너(110)는 카메라의 조리개, 초점, 위치를 고정하고 캘리브레이션 패널(201)을 이동시키거나 또는, 회전시키면서 다수의 패널 영상(202)을 획득할 수 있다. 이는 다수의 패널 영상(202)을 통해 오차가 존재하는 비정상적으로 조립된 구동축(111)의 위치를 보다 정확하게 판단하기 위함 일 수 있다.

모델 스캐너(110)는 다수의 패널 영상(202)을 스캔 데이터 처리 장치(100)에 전달할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 정상적으로 조립된 구동축(111)의 위치와 비정상적으로 조립된 구동축(111)의 위치 간 조립 공차에 의한 오차를 나타내는 벡터를 생성하기 위해 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 본 발명은 캘리브레이션을 수행할 때, 특정 패턴이 새겨진 평면 객체로써, 캘리브레이션 패널(201)을 사용하며, 캘리브레이션 패널(201)의 특정 패턴에는 특정한 좌표(World 좌표)가 지정되어 있다.

이에, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 모델 스캐너(110)로부터 수신한 다수의 패널 영상(202) 각각에 대응하는 패널 좌표들(204)을 추출할 수 있다. 자세하게, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 패널 영상에서 캘리브레이션 패널에 새겨진 특정 패턴을 식별하여 특정 패턴의 패널 좌표들(204)을 추출할 수 있다. 패널 좌표들(204)은, 특정 패턴의 중심을 원점으로 하며, 원점을 기준으로 각 방향에서 일정 간격으로 설정된 점들의 좌표를 포함할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 캘리브레이션을 통해 상기 특정 패턴의 패널 좌표들(204)로부터 카메라의 내부 매개 변수 및 외부 매개 변수를 결정할 수 있다.

일례로, 카메라의 외부 매개 변수는 각 이미지 마다 다르게 결정될 수 있다. 이에, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 원근 변환을 통한 이미지 평면에 3D 점을 투영하여 장면 뷰를 구성함으로써, 조인트 회전-변환 매트릭스에 따른 외부 매개 변수를 결정할 수 있다. 그리고, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 렌즈에 의한 왜곡 계수에 따른 이미지의 보정 정확도를 높이기 위한 내부 매개 변수를 결정할 수 있다.

캘리브레이션은 카메라를 통해 객체를 촬영하면, 3D 공간 상의 객체가 투영(projection)된 2D 이미지를 획득하고, 3D 공간 상의 한 점이 2D 이미지에 맵핑 되는 과정일 수 있다. 이에, 본 발명의 캘리브레이션은 상술한 맵핑 관계와 카메라의 위치를 특정 패턴을 촬영한 여러장의 이미지로부터 알아내는 과정으로써, 이러한 맵핑 관계를 설명하는 카메라의 내부 매개 변수와 외부 매개 변수를 구하는 과정일 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 캘리브레이션을 수행함에 있어, 스캐너(110)에 배치된 좌, 우 카메라 모두에 대해 동시에 실행될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기구 좌표계를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.

도 3을 참고하면, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 카메라의 내부 매개 변수 및 외부 매개 변수를 기반으로 패널 영상에서 설정된 기준 타깃들을 이용하여 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계(X, Y, Z)를 생성할 수 있다. 여기서, 기구 좌표계는 모델 스캐너(110)의 구동축(111)의 조립 공차를 나타내는 직각 좌표계로, 서로 수직으로 교차하는 직선 좌표축을 기준으로 점이나 벡터의 좌표를 나타낼 수 있다.

모델 스캐너(110)는 모델 스캐너(110)의 구동축(111)에 결합된 캘리브레이션 패널(201)을 촬영한 패널 영상을 수집하고, 수집된 패널 영상을 스캔 데이터 처리 장치(100)에 전달할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 모델 스캐너(110)로부터 수신한 패널 영상에서 패널 좌표를 결정할 수 있다. 패널 좌표를 결정하는 방법은 도 2에서 설명한 과정과 동일할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 패널 좌표를 이용하여 캘리브레이션 패널 내 기준 타깃들을 설정할 수 있다.

이때, 패널 영상은 모델 스캐너(110)에 배치된 카메라로부터 핀홀 카메라 모델(Pinhole Camera Model)의 기하 구조에 기초하여 수집된 영상일 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 모델 스캐너(110)의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계를 생성하기 위해, 상, 하, 좌, 우에 해당하는 기준 타겟들의 world 3D 공간 상의 위치를 결정할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 투영 해제 광선(Unprojection)을 고려할 수 있다. 자세하게, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 카메라에 대한 에피 폴라 기하 방법(Epipolar Geometry)와 삼각화 방법(Triangulation)이 사용할 수 있다.

도 3의 (b)에 도시된 도면은 에피 폴라 기하 방법을 도시한 도면이다. 에피 폴라 기하 방법에 기초하면, 좌측 카메라 및 우측 카메라 각각이 바라보는 한 점 x에 대하여, 좌측 카메라에서는 y₁ 지점에 투영되고, 우측 카메라에서는 y₂ 지점에 투영될 수 있다. 다만, 실제적으로는 좌측 카메라 및 우측 카메라에 가해지는 왜곡 등 다양한 원인으로 인해 y’₁ 지점 및 y’₂ 지점에 투영될 수 있다. 결국, 에피 폴라 기하 방법은 패널 영상에서 기준 타겟을 검출한 후, 투영을 해제하는 광선을 생성해보면 광선이 3D 공간 상의 한 점에서 교차하지 않을 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 투영 해제 광선을 고려하여 기준 타깃들에 대한 평면 상의 좌표를 공간 상의 좌표로 변환할 수 있다. 이때, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 에피 폴라 기하 방법에 따른 광선이 3D 공간 상의 한 점에서 교차하지 않을 경우, 캘리브레이션으로 획득한 내부 매개 변수가 사용하거나, 또는, midpoint 계산 방법 등들 사용할 수 있다.

이를 통해, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 평면 상에서 검출된 기준 타겟의 좌표를 3D 공간 상의 좌표로 복구될 수 있다.

이후, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 변환된 기준 타깃들에 대한 공간 상의 좌표 및 기준 타깃들을 연결하는 벡터들을 포함하는 기구 좌표계를 생성할 수 있다.

기구 좌표계는 기준 타깃들 중 상측 및 하측에 위치한 기준 타깃을 연결하는 제1 벡터를 X 좌표계의 축으로 사용할 수 있다. 기구 좌표계는 기준 타깃들 중 좌측 및 우측에 위치한 기준 타깃을 연결하는 제2 벡터를 Y 좌표계의 축으로 사용할 수 있다. 기구 좌표계는 X 좌표계 및 Y 좌표계를 직교하는 제3 벡터를 Z 좌표계의 축으로 사용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환하는 과정을 도시한 도면이다.

도 4의 (a)를 참고하면, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 캘리브레이션을 통해 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계(401)의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계(402)의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 좌표계의 축을 변환하는 과정에서 변환 행렬이 사용될 수 있다. 변환 행렬은 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, 지그의 설계 치수는 모델 스캐너의 구동축에 결합되는 지그의 규격을 나타낸 사이즈, 크기일 수 있다. 예를 들어, 설계 치수는 지그의 외경, 내경, 가로, 세로, 높이 등을 포함할 수 있다. 지그는 관심 치아들이 각각 결합될 영역이 일정 간격 및 각도로 배치될 수 있다. 예를 들어, 영역은 치아 모델에서 분리한 관심 치아 모델이 삽입 결합되는 홀의 형태로 형성될 수 있다.

지그의 설계 치수 좌표계(401)는 지그의 정상적인 결합을 위해 지그의 크기와 방향을 갖는 벡터의 성질을 나타내는 X, Y 축을 포함할 수 있다. 이는 실제적으로 스캔 데이터에서 객체를 추출하기 위해 사용되는 좌표계 일 수 있다.

또한, 기구 좌표계는 모델 스캐너(110)의 구동축(111)의 조립 공차를 나타내기 위한 물리적인 좌표로 수직으로 교차하는 직선 좌표축을 기준으로 점이나 벡터의 좌표를 나타내는 X, Y, Z 축을 포함할 수 있다.

일반적으로, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 지그의 설계 치수 좌표계(401)에 기초하여 모델 스캐너로부터 스캔된 스캔 데이터에 포함된 객체를 구분하고, 구분된 객체를 관심 치아로 추출할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 평면에 존재하는 지그에 결합된 치아 모델과 3차원 공간 상의 스캔 데이터로 표시된 치아 모델이 사용하는 좌표가 서로 다르기 때문에, 지그의 설계 치수 좌표계(401)를 스캔 데이터의 좌표에 적용한 후, 스캔 데이터에서 객체로써, 관심 치아를 추출할 수 있다.

그러나, 지그의 설계 치수 좌표계(401)는 모델 스캐너의 구동축에 대한 실제적인 조립 공차가 반영되지 않았기 때문에, 관심 치아를 추출하는 정확도가 낮을 수 있다.

이에, 본 발명에서 제안하는 스캔 데이터 처리 장치(100)는 지그의 설계 치수 좌표계(401)의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성할 수 있다.

도 4의 (b)를 참고하면, 변환 좌표계(401)의 X, Y 축은 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축과 동일한 값을 나타내며, 모델 스캐너의 조립 공차를 반영된 값일 수 있다. 이를 통해, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 모델 스캐너의 조립 공차를 정정하여, 스캔 데이터에서 다수의 관심 치아를 보다 정확하고, 빠르게 추출할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 데이터의 연결 성분을 객체 단위로 레이블링하는 과정을 도시한 도면이다.

도 5의 (a) 및 (b)를 참고하면, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 모델 스캐너로부터 지그에 배치된 치아 모델들을 스캔하여 특정 높이 이하의 객체 이미지가 삭제된 스캔 데이터를 표시할 수 있다.

도 5의 (c)를 참고하면, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검출하여 상기 검출된 스캔 데이터의 연결 성분을 객체 단위로 레이블링할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 포인트 클라우드와 메쉬의 연결 여부와 포인트 클라우드 간의 거리 정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검색할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 검색된 연결 성분을 고려하여 객체 단위로 레이블링할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 스캔 데이터에서 관심 치아를 식별하기 위해, 즉, 객체 인식을 위해 연결 성분을 통한 위치와 크기를 분류하기 위해 레이블링할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 연결 성분으로 결합된 3D 객체를 각각의 객체 단위로 처리할 수 있다. 레이블링 된 객체는 레이블 번호가 할당될 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 레이블링 후 스캔 데이터에 몇 개의 객체가 있는지 식별할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출하는 과정을 도시한 도면이다.

도 6을 참고하면, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 레이블링 된 객체의 위치와 변환 좌표계의 X, Y 축에 기반한 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치가 교차하는지를 판단할 수 있다.

자세하게, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 변환 좌표계를 이용하여 지그의 n 번째 홀의 위치를 추출할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 n 번째 홀의 위치를 기준으로 홀의 영역을 벗어나지 않는 크기를 갖는 가상의 구를 설정할 수 있다. 그리고, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 설정된 가상의 구를 감싸는 바운딩 박스를 생성할 수 있다. 일례로, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 변환 좌표계의 X, Y 축에 따른 1번째 홀의 위치를 결정할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 결정된 1번째 홀의 위치에 따른 가상의 구 및 바운딩 박스를 생성할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 레이블링 된 객체 각각에 대응하여 바운딩 박스를 생성할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 레이블링 된 m 번째 객체의 위치와 바운딩 박스가 설정된 n 번째 홀의 위치가 서로 교차하는지를 확인할 수 있다. 이때, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 구의 바운딩 박스와 레이블링 된 객체 각각이 서로 겹치는지를 확인할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치(100)는 탐색 대상을 제어할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 지그의 각 홀을 탐색 대상으로 설정하고, 레이블링 된 객체를 변경하면서 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하는지를 확인할 수 있다. 또한, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 레이블링 된 각 객체를 탐색 대상으로 설정하고, 지그에 형성된 복수의 홀의 위치를 이동시키면서 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하는지를 확인할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 스캔 데이터에서 상기 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출할 수 있다.

스캔 데이터 처리 장치(100)는 이 과정을 추출하는 대상이 되는 모든 홀과 객체에 대해 반복하여 탐색할 수 있으며, 스캔 데이터 처리 장치(100)는 사전에 입력된 정보를 통해 몇 개 홀에 대해 탐색할 것인지 확인할 수 있다. 이는 사용자에 의해 치아 모델이 결합된 홀의 개수를 입력 받거나, 레이블링 된 객체의 개수를 이용하여 반복 및 탐색할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 관심 치아 추출 방법을 도시한 플로우 차트이다.

단계(701)에서 스캔 데이터 처리 장치는 캘리브레이션을 통해 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 모델 스캐너의 구동축에 결합된 캘리브레이션 패널을 촬영한 패널 영상에서 설정된 기준 타깃들을 이용하여 기준 타깃들에 대한 공간 상의 좌표 및 기준 타깃들을 연결하는 벡터들을 포함하는 기구 좌표계를 생성할 수 있다.

단계(702)에서 스캔 데이터 처리 장치는 모델 스캐너로부터 지그에 배치된 치아 모델들을 스캔하여 특정 높이 이하의 객체 이미지가 삭제된 스캔 데이터를 표시할 수 있다.

단계(703)에서 스캔 데이터 처리 장치는 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검출하여 검출된 스캔 데이터의 연결 성분을 객체 단위로 레이블링할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 픽셀 정보 또는, 색상 정보 중 하나의 정보를 이용하여 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검색할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 연결 성분에 따른 픽셀이 연결된 영역이거나, 또는, 동일한 색상 범위를 갖는 영역을 하나의 객체 단위로 레이블링할 수 있다.

단계(704)에서 스캔 데이터 처리 장치는 레이블링 된 객체의 위치와 변환 좌표계의 X, Y 축에 기반한 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치가 교차하는지를 판단할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 변환 좌표계를 이용하여 지그의 n 번째 홀의 위치를 추출할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 n 번째 홀의 위치를 기준으로 홀의 영역으로 가상의 구 및 상기 가상의 구를 감싸는 바운딩 박스를 설정할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 레이블링 된 m 번째 객체의 위치와 바운딩 박스가 설정된 n 번째 홀의 위치가 서로 교차하는지를 확인할 수 있다.

단계(705)에서 스캔 데이터 처리 장치는 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 스캔 데이터에서 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출할 수 있다. 이때, 스캔 데이터 처리 장치는 지그의 각 홀을 대상으로 레이블링 된 객체를 변경하면서 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하는지를 확인할 수 있다. 또한, 스캔 데이터 처리 장치는 레이블링 된 각 객체를 대상으로 지그에 형성된 복수의 홀의 위치를 이동시키면서 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하는지를 확인할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관심 치아 추출 방법을 도시한 플로우 차트이다.

단계(801)에서 스캔 데이터 처리 장치는 모델 스캐너의 구동축에 결합된 캘리브레이션 패널을 촬영한 패널 영상을 수집할 수 있다.

단계(802)에서 스캔 데이터 처리 장치는 패널 영상을 이용하여 모델 스캐너의 천장에 배치된 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 결정할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 패널 영상에서 캘리브레이션 패널에 새겨진 특정 패턴을 식별하여 특정 패턴의 패널 좌표들을 추출할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 캘리브레이션을 통해 특정 패턴의 패널 좌표들로부터 카메라의 내부 매개 변수 및 외부 매개 변수를 결정할 수 있다.

단계(803)에서 스캔 데이터 처리 장치는 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 기반으로 패널 영상에서 설정된 기준 타깃들을 이용하여 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계를 생성할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 패널 좌표들을 이용하여 캘리브레이션 패널 내 기준 타깃들을 설정할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 투영 해제 광선을 고려하여 기준 타깃들에 대한 평면 상의 좌표를 공간 상의 좌표로 변환할 수 있다. 스캔 데이터 처리 장치는 변환된 기준 타깃들에 대한 공간 상의 좌표 및 기준 타깃들을 연결하는 벡터들을 포함하는 기구 좌표계를 생성할 수 있다.

단계(804)에서 스캔 데이터 처리 장치는 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성할 수 있다.

단계(805)에서 스캔 데이터 처리 장치는 변환 좌표계의 X, Y 축을 기반으로 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치 및 레이블링 된 객체의 위치를 비교하여 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 관심 치아를 스캔하는 절차를 줄이기 위해 모델 스캐너의 조립 공차를 보정하여, 다수의 관심 치아를 추출하는 관심 치아 추출 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.

본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체)에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.

또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체를 모두 포함할 수 있다.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100: 스캔 데이터 처리 장치
101: 디스플레이
102: 스캔 데이터
110: 스캐너

Claims

캘리브레이션을 통해 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성하는 단계;
상기 모델 스캐너로부터 지그에 배치된 치아 모델들을 스캔하여 특정 높이 이하의 객체 이미지가 삭제된 스캔 데이터를 표시하는 단계;
상기 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검출하여 상기 검출된 스캔 데이터의 연결 성분을 객체 단위로 레이블링하는 단계;
상기 레이블링 된 객체의 위치와 상기 변환 좌표계의 X, Y 축에 기반한 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치가 교차하는지를 판단하는 단계; 및
상기 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 상기 스캔 데이터에서 상기 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출하는 단계;
를 포함하는 관심 치아 추출 방법.
제1항에 있어서,
상기 기구 좌표계로 변환하는 단계는,
상기 모델 스캐너의 구동축에 결합된 캘리브레이션 패널을 촬영한 패널 영상에서 설정된 기준 타깃들을 이용하여 상기 기준 타깃들에 대한 공간 상의 좌표 및 기준 타깃들을 연결하는 벡터들을 포함하는 기구 좌표계를 생성하는 관심 치아 추출 방법.
제1항에 있어서,
상기 객체 단위로 레이블링하는 단계는,
포인트 클라우드와 메쉬의 연결 여부와 포인트 클라우드 간의 거리 정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검색하는 단계; 및
상기 검색된 연결 성분을 고려하여 객체 단위로 레이블링하는 단계;
를 포함하는 관심 치아 추출 방법.
제1항에 있어서,
상기 교차하는지를 판단하는 단계는,
상기 변환 좌표계를 이용하여 지그의 n 번째 홀의 위치를 추출하는 단계;
상기 n 번째 홀의 위치를 기준으로 상기 홀의 영역으로 가상의 구 및 상기 가상의 구를 감싸는 바운딩 박스를 설정하는 단계; 및
상기 레이블링 된 m 번째 객체의 위치와 바운딩 박스가 설정된 n 번째 홀의 위치가 서로 교차하는지를 확인하는 단계
를 포함하는 관심 치아 추출 방법.
제4항에 있어서,
상기 교차하는지를 확인하는 단계는,
상기 지그의 각 홀을 대상으로 레이블링 된 객체를 변경하면서 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하는지를 확인하거나, 또는,
상기 레이블링 된 각 객체를 대상으로 지그에 형성된 복수의 홀의 위치를 이동시키면서 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하는지를 확인하는 관심 치아 추출 방법.
모델 스캐너의 구동축에 결합된 캘리브레이션 패널을 촬영한 패널 영상을 수집하는 단계;
상기 패널 영상을 이용하여 모델 스캐너의 천장에 배치된 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 결정하는 단계;
카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 기반으로 패널 영상에서 설정된 기준 타깃들을 이용하여 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계를 생성하는 단계;
상기 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 상기 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성하는 단계; 및
상기 변환 좌표계의 X, Y 축을 기반으로 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치 및 레이블링 된 객체의 위치를 비교하여 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출하는 단계;
를 포함하는 관심 치아 추출 방법.
제6항에 있어서,
상기 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 결정하는 단계는,
상기 패널 영상에서 캘리브레이션 패널에 새겨진 특정 패턴을 식별하여 특정 패턴의 패널 좌표들을 추출하는 단계; 및
상기 캘리브레이션을 통해 상기 특정 패턴의 패널 좌표들로부터 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 결정하는 단계;
를 포함하는 관심 치아 추출 방법.
제7항에 있어서,
상기 패널 좌표들은,
상기 특정 패턴의 중심을 원점으로 하며, 상기 원점을 기준으로 각 방향에서 일정 간격으로 설정된 점들의 좌표를 포함하는 관심 치아 추출 방법.
제7항에 있어서,
상기 기구 좌표계를 생성하는 단계는,
상기 패널 좌표들을 이용하여 캘리브레이션 패널 내 기준 타깃들을 설정하는 단계;
투영 해제 광선(Unprojection)을 고려하여 상기 기준 타깃들에 대한 평면 상의 좌표를 공간 상의 좌표로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 기준 타깃들에 대한 공간 상의 좌표 및 기준 타깃들을 연결하는 벡터들을 포함하는 기구 좌표계를 생성하는 단계;
를 포함하는 관심 치아 추출 방법.
제6항에 있어서,
상기 기구 좌표계는,
상기 기준 타깃들 중 상측 및 하측에 위치한 기준 타깃을 연결하는 제1 벡터를 X 좌표계의 축으로 사용하며,
상기 기준 타깃들 중 좌측 및 우측에 위치한 기준 타깃을 연결하는 제2 벡터를 Y 좌표계의 축으로 사용하며,
상기 X 좌표계 및 Y 좌표계를 직교하는 제3 벡터를 Z 좌표계의 축으로 사용하는 관심 치아 추출 방법.
프로세서를 포함하는 스캔 데이터 처리 장치에 있어서,
상기 프로세서는,
캘리브레이션을 통해 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성하고,
상기 모델 스캐너로부터 지그에 배치된 치아 모델들을 스캔하여 특정 높이 이하의 객체 이미지가 삭제된 스캔 데이터를 표시하고,
상기 스캔 데이터로부터 연결 성분을 검출하여 상기 검출된 스캔 데이터의 연결 성분을 객체 단위로 레이블링하고,
상기 레이블링 된 객체의 위치와 상기 변환 좌표계의 X, Y 축에 기반한 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치가 교차하는지를 판단하고,
상기 레이블링 된 객체의 위치와 홀의 위치가 교차하면, 상기 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출하는 스캔 데이터 처리 장치.
프로세서를 포함하는 스캔 데이터 처리 장치에 있어서,
상기 프로세서는,
모델 스캐너의 구동축에 결합된 캘리브레이션 패널을 촬영한 패널 영상을 수집하고,
상기 패널 영상을 이용하여 모델 스캐너의 천장에 배치된 카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 결정하고,
카메라의 내부 및 외부 매개 변수를 기반으로 패널 영상에서 설정된 복수의 기준 타깃을 이용하여 모델 스캐너의 조립 공차가 반영된 기구 좌표계를 생성하고,
상기 모델 스캐너의 구동축에 결합 가능한 지그의 설계 치수 좌표계의 X, Y 축을 상기 기구 좌표계의 X, Y 축으로 변환한 변환 좌표계를 생성하고,
상기 변환 좌표계의 X, Y 축을 기반으로 치아 모델이 삽입 결합된 지그의 홀의 위치 및 레이블링 된 객체의 위치를 비교하여 레이블링 된 객체를 관심 치아로 추출하는 스캔 데이터 처리 장치.