KR20080070070A

KR20080070070A - 치과용 측색 장치

Info

Publication number: KR20080070070A
Application number: KR1020087014697A
Authority: KR
Inventors: 마사야 가쯔마따
Original assignee: 올림푸스 가부시키가이샤
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-07-29
Also published as: EP1963802A1; US20070140553A1; WO2007072956A1

Abstract

생활치와 치아 견본의 색의 차이를 매우 정확한 방법으로 나타내고 상대적으로 용이한 방법으로 색을 비교하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 치아 견본의 촬영 화상 데이터 및 상기 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득되는 측색 정보를 각 화소마다 저장하도록 구성된 셰이드 가이드 저장부; 상기 생활치와 비교할 때 기준으로 사용되는 기준 측색 정보를 얻고, 상기 기준 측색 정보와 상기 치아 견본의 각 화소에 대한 상기 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출하도록 구성된 화소 추출부; 상기 화소 추출부에 의해 추출된 화소를 포함하는 제3 화소 그룹과 추출되지 않은 화소를 포함하는 제4 화소 그룹을 서로 다른 색으로 나타내는 견본 비교 화상을 생성하도록 구성된 화상 생성부; 및 상기 화상 생성부에 의해 생성된 상기 견본 비교 화상을 표시하도록 구성된 표시 장치를 포함하는 치과용 측색 장치를 제공한다.

치아, 측색, 명도, 채도, 색상, 견본, 분광, 화상, 촬영

Description

치과용 측색 장치{DENTAL COLORIMETRY APPARATUS}

본 발명은 피사체를 고정밀도로 재현하도록 구성된 치과용 측색(dental colorimetry) 장치, 시스템, 방법 및 프로그램에 관한 것이다.

본 출원은 일본 특허 출원 제2005-365606호에 기초하며, 그 내용은 본 명세서에서 참조로 인용된다.

최근, 미용과 건강에 대한 관심이 커지고 있다. 미용 산업에서, 예컨대 피부에서 멜라닌 색소를 줄이기 위한 화이트닝(whitening)이 아름다움을 추구하여 유행하고 있다. 모니터 상에서 피부의 화상(image)을 확대하여 관찰하는 피부 진단 카메라 시스템은 종래의 피부 진단, 예를 들어, 피부과(dermatology), 에스테틱 살롱(aesthetic salon), 미용 카운셀링 등에 사용되고 있다. 피부과의 경우, 예를 들어, 피부 주름살(grooves and bumps)의 화상을 관찰하여 피부 표면의 특징을 진단하고 카운셀링해 준다.

치과 분야에서는 세라믹 크라운(ceramic crown)과 같은 치과 치료는 아름다움을 추구하는 또 다른 면이다. 세라믹 크라운을 적용하는 과정은, 환자의 원래 치아(tooth)의 색과 유사한 색의 크라운(세라믹으로 만든 치관 보철물)을 마련하고, 이 크라운을 환자의 치아 위에 덮어씌우는 것을 포함한다. 세라믹 크라운 치 료에 있어서는 보철물 크라운을 마련하는 것이 중요하다.

종래에는 이하에서 설명하는 과정으로 크라운을 마련한다.

먼저, 치과에서, 치과 의사가 환자의 구강(oral cavity)을 촬영한다. 예를 들면, 복수의 치아를 포함하는 전체 구강에 대한 사진을 촬영하여 생활치(vital tooth)의 표면을 촬영한다. 이러한 화상의 촬영은 치과용으로 설계된 디지털 카메라를 이용하여 이루어진다.

이어, 치과 의사는 상이한 색의 셰이드(shade)의 여러 견본[이하, "셰이드 가이드(shade guide)"라 한다] 중에서 환자의 생활치에 가장 가까운 색을 갖는 셰이드 가이드를 선택한다[이하, 이러한 과정을 "셰이드 테이크(shade take)"라 한다]. 셰이드 가이드는, 예를 들어, 상이한 색의 세라믹 재료를 치아의 모양으로 가공함으로써 구성된다. 치과 의사가 상기한 과정을 완료하면, 촬영한 사진과 고유의 식별 번호가 할당된 선택된 셰이드 가이드를, 크라운을 만드는 기공소(dental laboratory)로 보낸다. 이러한 정보를 기초로 기공소에서는 크라운을 제작한다.

하지만, 상기한 셰이드 테이크는 치과 의사의 주관적인 판단에 의존하기 때문에 완전히 정량적(quantitative)이지는 않다. 또한, 셰이드 가이드의 외관과 환자의 치아 색은 여러 요인들, 예컨대 잇몸의 색, 환경적인 조건, 조명(예컨대, 조명 방향과 색), 치과 의사의 피로도 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 최적의 셰이드 가이드를 선택하기는 어려우며 그러한 부담이 치과 의사에게 있다는 문제가 있다.

상기한 치과 의사의 부담을 줄이기 위하여, 생활치에 가장 가까운 색을 갖 는 셰이드 가이드를 자동으로 선택하는 기능을 제공함으로써 셰이드 테이크 과정을 지원하는 장치가 제안되었다.

예를 들어, 일본특허공개공보 제3710802호(이하, 특허 문헌 1이라 한다)에는, 복수의 치아 기준 색의 식별 정보 데이터와 치아 기준색에 대한 L*a*b* 색상 시스템의 색 정보 데이터를 연결시키는 데이터 테이블을 미리 저장하는 단계; 생활치의 화상에 대한 화상 데이터와 치아 기준 색의 색조(color tone)를 갖는 기준 오브젝트(reference object)(전술한 셰이드 가이드와 동등함)를 입력하는 단계; 화상 데이터 내에서 분석한 기준 오브젝트의 치아 기준 색의 L*a*b* 색 시스템의 색 정보 데이터와 치아 기준 색의 식별 정보 데이터가 실질적으로 일치하는 색 보정값을 계산함으로써 생활치의 색조를 보정하는 단계; 및 생활치의 보정된 색조의 색 정보 데이터와 일치 또는 근접하는 색 정보 데이터의 치아 기준 색의 식별 정보 데이터를 추출하여 출력하는 단계를 포함하는 기술이 기재되어 있다.

하지만, 특허 문헌 1에 기재된 발명은 생활치에 정의된 소정 영역에서의 L*a*b* 색 시스템의 색 정보 데이터와 기준 오브젝트에 정의된 소정 영역에서의 L*a*b* 색 시스템의 색 정보 데이터를 대략적인 방식으로 비교하므로 대략적인 비교 결과만을 얻고 그 소정 영역에 대한 상세한 비교 결과를 얻을 수 없다는 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 1에 기재된 발명에 의하면, 그 비교 결과가 수치로 나타나므로, 치과 의사 및 치기공사와 같은 사용자들이 영역들 사이의 차이를 이해하기 어렵다.

본 발명은 고밀정도로 그리고 상대적으로 쉽게 색을 비교하는 방식으로 생활치와 치아 견본의 색의 차이를 나타낼 수 있는 치과용 측색 장치, 시스템, 방법 및 프로그램을 제공한다.

본 발명의 제1 양상은, 각 화소에 대하여 생활치의 촬영 화상 데이터와, 그 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득된 측색 정보(colormetric information)를 저장하도록 구성된 저장부; 측색 정보를 비교할 때 기준으로서 사용되는 기준 측색 정보를 획득하도록 구성된 기준 획득부; 기준 측색 정보와 생활치의 각 화소의 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정의 조건을 만족하는 화소를 추출하도록 구성된 제1 추출부; 제1 추출부가 추출한 화소를 포함하는 제1 화소 그룹과 추출되지 않은 화소를 포함하는 제2 화소 그룹을 나타내는 생활치 비교 화상을 상이한 색으로 생성하도록 구성된 제1 화상 생성부; 및 제1 화상 생성부가 생성한 생활치 비교 화상을 표시하도록 구성된 표시 제어부를 포함하는 치과용 측색 장치를 제공한다.

이러한 구성에 따르면, 기준 획득부가 획득한 기준 측색 정보는 제1 추출부로 전달되고, 제1 추출부에서는 기준 측색 정보와 생활치의 측색 정보를 각 화소에 대하여 비교한다. 또한, 제1 추출부는 각 화소에 대한 비교 결과가 소정의 조건을 만족하는지를 결정하고, 소정의 조건을 만족하는 화소를 추출하며, 이러한 화소 정보를 제1 화상 생성부로 전달한다. 제1 화상 생성부에서는 제1 추출부가 추출한 화소를 포함하는 제1 화소 그룹과 제1 추출부가 추출하지 않은 화소를 포함하는 제2 화소 그룹을 상이한 색으로 나타내는 생활치 비교 화상을 생성한다. 생활치 비교 화상은 예를 들어, 표시 제어부에 의해 모니터의 화면상에 표시된다.

따라서, 이러한 양상에 따르면, 화소가 측색 정보와 기준 측색 정보 사이의 관계에 따라 소정 조건을 만족시키는 화소와 만족시키지 못하는 화소로 분리되고, 분리된 화소가 상이한 색으로 표시되는 방식으로 나타낸 생활치 비교 화상이 표시되므로, 사용자는 생활치의 어느 영역이 소정 조건을 만족시키는지 용이하게 인식할 수 있다.

"측색 정보"는, 예를 들어, 색도값(chroma value), 분광 곡선(spectral curve), 색온도, 특히 RGB값, L*a*b*값, CMYK값, XYZ값, LCH값, 분광 조성(spectral composition), 분광 반사율, 색온도값 등이다. 제2 저장부는 RGB값과 같은 적어도 하나의 값의 형태를 저장할 수 있기만 하면 된다.

"상이한 색(different color)"이란 예를 들어, 견본 비교 화상에서 제3 화소 그룹과 제4 화소 그룹의 차이를 시각적으로 인식 가능한 방식으로 나타내는 것을 말한다. 예를 들어, 상이한 색의 화소에 의해 또는 동일한 색이지만 상이한 명암의 농담에 의해 차이를 나타낼 수 있다. 또한, "상이한 색"은 하프톤(halftone) 또는 메시(mesh)를 이용하여 농담(dark and light)을 나타내는 것을 말한다.

상기 치과용 측색 장치는 각 화소마다 치아 견본의 촬영 화상 데이터와 그 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득한 측색 정보를 저장하도록 구성된 제2 저장부; 기준 측색 정보와 치아 견본의 각 화소의 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출하도록 구성된 제2 추출부; 제2 추출부가 추출한 화소를 포함하는 제3 화소 그룹과 추출되지 않은 화소를 포함하는 제4 화소 그룹을 나타내는 견본 비교 화상을 상이한 색으로 생성하도록 구성된 제2 화상 생성부를 더 포함할 수 있고, 여기서 표시 제어부는 제2 화상 생성부가 생성한 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상을 표시한다.

이러한 구성에 따르면, 기준 획득부가 획득한 기준 측색 정보는 또한 제2 추출부로 전달되고, 기준 측색 정보와 치아 견본의 측색 정보가 각 화소 마다 제2 추출부에서 비교된다. 또한, 제2 추출부는 각 화소의 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는지를 결정하고, 그 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출하며, 이러한 화소 정보를 제2 화상 생성부로 전달한다. 제2 화상 생성부에서는 제1 추출부가 추출한 화소를 포함하는 제3 화소 그룹과 제2 추출부가 추출하지 않은 화소를 포함하는 제4 화소 그룹을 상이한 색으로 나타낸 견본 비교 화상을 생성한다. 상기한 생활치 비교 화상과 함께 견본 비교 화상이 표시 제어부에 의해 예를 들어, 모니터의 화면상에 표시된다.

따라서, 이러한 양상에 따르면, 견본의 화소가 측색 정보와 기준 측색 정보 사이의 관계에 따라 소정 조건을 만족시키는 화소와 만족시키지 않는 화소로 분리되고, 분리된 화소가 상이한 색으로 표시되는 방식으로 나타낸 견본 비교 화상이 표시되므로, 사용자는 화면을 보면서 치아 견본의 어느 영역이 소정 조건을 만족시키는지 쉽게 인식할 수 있다.

또한, 생활치 비교 화상과 견본 비교 화상이 동일한 화면에 표시되므로, 생활치의 특징과 치아 견본의 특징을 이러한 화상에 기초하여 쉽게 비교할 수 있다.

전술한 치과용 측색 장치에 있어서, 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상에서, 제1 화소 그룹과 제3 화소 그룹을 동일한 색으로 나타내고, 제2 화소 그룹과 제4 화소 그룹을 동일한 색으로 나타낼 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 소정 조건을 만족시키지 못하는 화소의 색은 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상에서 동일한 색일 수 있으므로, 화면을 보는 사용자는 두 화상을 쉽게 비교할 수 있다.

전술한 치과용 측색 장치에 있어서, 제1 화상 생성부는 각 화소의 측색 정보에 따라 생활치 비교 화상에서 각 화소의 명도(brightness), 채도(chromaticity) 및 색상(hue) 중 적어도 하나를 변경할 수 있으며, 제2 화상 생성부는 각 화소의 측색 정보에 따라 견본 비교 화상에서 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 각 화소의 측색 정보에 따라 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상에서 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나를 변경할 수 있으므로, 사용자는 화면을 보면서 각 화소의 측색 정보가 어떻게 변하는지 시각적으로 확인할 수 있다. 이러한 방식으로, 치아 견본의 특성과 생활치의 특성을 더욱 구체적으로 확인할 수 있다.

전술한 치과용 측색 장치에 있어서, 제1 화상 생성부에 의해 생성된 생활치 비교 화상에서, 제1 화소 그룹에 포함되는 화소를 생활치의 촬영 화상 데이터에 의해 나타내며, 제2 화상 생성부에 의해 생성되는 견본 비교 화상에서, 제3 화소 그룹에 포함되는 화소를 치아 견본의 촬영 화상 데이터에 의해 나타낼 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상에서 소정 조건을 만족시키는 화소에 대하여, 촬영 화상 데이터를 사용한다. 이러한 방식으로, 소정 조건을 만족시키는 영역에 대하여, 치아 견본과 생활치의 색을 실질적으로 동일한 색으로, 촬영 화상에서 재생한다. 따라서, 사용자는 색의 사소한 차이도 확인할 수 있다. 그러한 경우, 소정 조건을 만족시키지 않는 것으로 결정된 화소, 즉 제2 및 제4 화소 그룹에 포함되는 화소는 명도, 채도 또는 색상이 감소되도록 나타내는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 촬영 화상 데이터를 사용하는 영역은 다른 영역에 비하여 강조되므로, 영역의 색을 쉽게 비교할 수 있다.

전술한 치과용 측색 장치에 있어서, 제1 화상 생성부는 각 화소의 측색 정보에 따라 생활치 비교 화상의 제2 화상 그룹에 포함되는 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나를 변경할 수 있으며, 제2 화상 생성부는 각 화소의 측색 정보에 따라 견본 비교 화상의 제4 화상 그룹에 포함되는 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상에서 소정 조건을 만족시키지 못하는 화소는 화소의 측색 정보에 따라 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나가 변경되도록 표현되므로, 사용자는 스크린을 보면서 소정 조건을 만족시키지 못하는 화소의 측색 정보를 구체적으로 인식할 수 있다.

전술한 치과용 측색 장치에 있어서, 표시 제어부는 생활치 비교 화상을 표시하는 화면상에 기준 측색 정보를 입력하기 위한 기준 입력부를 표시할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 기준 측색 정보를 입력하기 위한 기준 입력부가 생활치 비교 화상을 표시하는 화면상에 표시되므로, 사용자는 이 기준 입력부를 이용하여 원하는 기준 측색 정보를 입력할 수 있다.

전술한 치과용 측색 장치에 있어서, 표시 제어부는 생활치 비교 화상을 표시하는 화면상에 소정 조건을 입력하기 위한 조건 입력부를 표시할 수 있다.

전술한 치과용 측색 장치는, 측정될 생활치에 대한 영역 - 상기 영역은 촬영 장치로 촬영한 구강(oral cavity)의 촬영 화상에 포함됨 - 을 특정하도록 구성된 영역 특정부; 생활치의 특정 영역에서 적어도 하나의 측정 영역을 설정하도록 구성된 측정 영역 설정부; 및 미리 등록되어 있는 복수의 치아 견본으로부터 측정 영역의 분광(spectrum)을 근사화시키는 적어도 하나의 견본을 선택하도록 구성된 견본 선택부를 더 포함하고, 제2 추출부는 각 화소마다 기준 측색 정보와 견본 선택부에 의해 선택되는 치아 견본의 측색 정보를 비교한다.

이러한 구성에 따르면, 측정될 생활치의 영역은 영역 특정부를 이용하여 촬영 장치로 촬영한 구강의 촬영 화상에 특정되며, 측정 영역 설정부는 생활치의 특정 영역에서 적어도 하나의 측정 영역을 설정하고, 견본 선택부는 미리 등록되어 있는 복수의 치아 견본으로부터 측정 영역의 분광을 근사화시키는 적어도 하나의 치아 견본을 선택하고, 선택된 치아 견본 중 적어도 하나와 관련이 있는 측색 정보를 제2 저장부로부터 획득하여 제2 추출부로 전송한다. 이러한 방식으로, 기준 측색 정보와 견본 선택부에 의해 선택된 치아 견본의 측색 정보를 각 화소마다 비교한다. 따라서, 생활치와 가장 유사한 특성을 갖는 치아 견본을 비교할 수 있다.

본 발명의 제2 양상은, 구강의 화상을 촬영하도록 구성된 촬영 장치; 촬영 장치가 촬영한 화상을 처리하도록 구성된 치과용 측색 장치; 및 치과용 측색 장치에 의해 처리되는 화상을 표시하도록 구성된 표시 장치를 포함하고, 치과용 측색 장치는, 생활치의 촬영 화상 데이터 및 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득되는 측색 정보를 각 화소마다 저장하도록 구성된 제1 저장부; 측색 정보를 비교할 때 기준으로서 사용되는 기준 측색 정보를 획득하도록 구성된 기준 획득부; 기준 측색 정보와 생활치에 대한 각 화소의 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출하도록 구성된 제1 추출부; 제1 추출부에 의해 추출된 화소를 포함하는 제1 화소 그룹과 추출되지 않은 화소를 포함하는 제2 화소 그룹을 서로 다른 색으로 나타내는 생활치 비교 화상을 생성하도록 구성된 제1 화상 생성부; 및 제1 화상 생성부에 의해 생성되는 생활치 비교 화상을 표시하도록 구성된 표시 제어부를 포함하는 치과용 측색 시스템을 제공한다.

전술한 치과용 측색 시스템에 있어서, 상기 치과용 측색 장치는, 치아 견본의 촬영 화상 데이터 및 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득되는 측색 정보를 각 화소마다 저장하도록 구성된 제2 저장부; 기준 측색 정보와 치아 견본에 대한 각 화소의 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출하도록 구성된 제2 추출부; 및 제2 추출부에 의해 추출된 화소를 포함하는 제3 화소 그룹과 추출되지 않은 화소를 포함하는 제4 화소 그룹을 서로 다른 색으로 나타내는 견본 비교 화상을 생성하도록 구성된 제2 화상 생성부를 더 포함하고, 표시 제어부는 제2 화상 생성부에 의해 생성되는 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상을 표시한다.

본 발명의 제3 양상은, 생활치의 촬영 화상 데이터에 기초하여 얻어지는 측색 정보를 비교할 때 기준으로 사용되는 기준 측색 정보를 획득하는 기준 획득 단계; 생활치에 대한 각 화소의 측색 정보와 기준 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출하는 제1 추출 단계; 제1 추출 단계에서 추출된 화소를 포함하는 제1 화소 그룹과 추출되지 않은 화소를 포함하는 제2 화소 그룹을 서로 다른 색으로 나타내는 생활치 비교 화상을 생성하는 제1 화상 생성 단계; 및 상기 생활치 비교 화상을 표시하는 표시 제어 단계를 포함하는 치과용 측색 방법을 제공한다.

상기 치과용 측색 방법은, 각 화소의 상기 측색 정보 - 상기 측색 정보는 치아 견본에 대한 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득됨 - 와 기준 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출하는 제2 추출 단계; 및 제2 추출 단계에서 추출된 화소를 포함하는 제3 화소 그룹과 추출되지 않은 화소를 포함하는 제4 화소 그룹을 서로 다른 색으로 나타내는 견본 비교 화상을 생성하는 제2 화상 생성 단계를 더 포함하고, 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상은 표시 제어 단계에서 표시된다.

본 발명의 제4 양상은, 컴퓨터에 의해 실행될 치과용 측색 프로그램으로서, 생활치의 촬영 화상 데이터에 기초하여 얻어지는 측색 정보를 비교할 때 기준으로 사용되는 기준 측색 정보를 획득하는 기준 획득 처리; 생활치에 대한 각 화소의 상기 측색 정보와 상기 기준 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출하는 제1 추출 처리; 제1 추출 처리에 의해 추출된 화소를 포함하는 제1 화소 그룹과 추출되지 않은 화소를 포함하는 제2 화소 그룹을 서로 다른 색으로 나타내는 생활치 비교 화상을 생성하는 제1 화상 생성 처리; 및 생활치 비교 화상을 표시하는 표시 제어 처리를 포함하는 치과용 측색 프로그램을 제공한다.

상기 치과용 측색 프로그램은, 각 화소의 측색 정보 - 상기 측색 정보는 치아 견본에 대한 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득됨 - 와 기준 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출하는 제2 추출 처리; 및 상기 제2 추출 처리에서 추출된 화소를 포함하는 제3 화소 그룹과 추출되지 않은 화소를 포함하는 제4 화소 그룹을 서로 다른 색으로 나타내는 견본 비교 화상을 생성하는 제2 화상 생성 처리를 더 포함할 수 있고, 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상은 표시 제어 처리에서 표시된다.

전술한 치과용 측색 프로그램에 따르면, 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상에서, 제1 화소 그룹과 제3 화소 그룹을 동일한 색으로 나타내고, 제2 화소 그룹과 상기 제4 화소 그룹을 동일한 색으로 나타낼 수 있다.

전술한 치과용 측색 프로그램에 따르면, 제1 화상 생성 처리에서, 각 화소의 측색 정보에 따라 생활치 비교 화상에서 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나가 변경될 수 있고, 제2 화상 생성 처리에서, 각 화소의 측색 정보에 따라 견본 비교 화상에서 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나가 변경될 수 있다.

전술한 치과용 측색 프로그램에 따르면, 제1 화상 생성 처리에서 생성되는 생활치 비교 화상에서, 제1 화소 그룹에 포함되는 화소를 생활치의 촬영 화상 데이터로 나타낼 수 있고, 제2 화상 생성 처리에서 생성되는 견본 비교 화상에서, 제3 그룹에 포함되는 화소를 치아 견본의 촬영 화상 데이터로 나타낼 수 있다.

전술한 치과용 측색 프로그램에 따르면, 제1 화상 생성 처리에서, 각 화소의 상기 측색 정보에 따라 생활치 비교 화상의 제2 화상 그룹에 포함되는 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나가 변경될 수 있으며, 제2 화상 생성 처리에서, 각 화소의 측색 정보에 따라 견본 비교 화상의 제4 화상 그룹에 포함되는 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나가 변경될 수 있다.

전술한 치과용 측색 프로그램에 따르면, 표시 제어 처리에서, 생활치 비교 화상을 표시하는 화면상에 기준 측색 정보를 입력하기 위한 기준 입력부가 표시될 수 있다.

전술한 치과용 측색 프로그램에 따르면, 표시 제어 처리에서, 생활치 비교 화상을 표시하는 화면상에 소정 조건을 입력하기 위한 조건 입력부가 표시될 수 있다.

전술한 치과용 측색 프로그램에 따르면, 측정될 생활치에 대한 영역 - 상기 영역은 촬영 장치로 촬영한 구강의 촬영 화상에 포함됨 - 을 특정하는 영역 특정 처리; 생활치의 특정 영역에서 적어도 하나의 측정 영역을 설정하는 측정 영역 설정 처리; 및 미리 등록되어 있는 복수의 치아 견본으로부터 측정 영역의 분광을 근사화시키는 적어도 하나의 견본을 선택하는 견본 선택 처리를 더 포함할 수 있고, 제2 추출 처리에서, 기준 측색 정보와 치아 견본의 측색 정보를 각 화소마다 비교한다.

본 발명은 생활치와 치아 견본의 색차를 매우 정확하게 그리고 비교가 쉽도록 나타낼 수 있다는 점에서 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 촬영 장치와 크래들(cradle)의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 2는 도 1에 도시한 광원의 분광을 나타내는 그래프이다.

도 3은 신호 보정을 설명하기 위한 그래프이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 치과용 측색 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 5는 도 4에 도시한 분광 추정 연산부의 내부 구성의 개략도이다.

도 6A 및 도 6B는 입력 감마 보정을 설명하기 위한 그래프이다.

도 7은 화소 보간에서 R 신호 및 B 신호에 적용되는 저역 통과 필터의 일례를 나타내는 도면이다.

도 8은 화소 보간에서 G 신호에 적용되는 저역 통과 필터의 일례를 나타내는 도면이다.

도 9는 치아의 반사 분광(견본의 수, n=2)의 일례를 나타내는 그래프이다.

도 10은 잇몸의 반사 분광(견본의 수, n=5)의 일례를 나타내는 그래프이다.

도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치아 영역을 특정하는 방법을 설명하 는 도면이다.

도 12는 측정 영역 설정 처리에서 설정되는 측정 영역의 일례를 나타내는 도면이다.

도 13은 표시 화면의 일례를 나타내는 도면이다.

도 14는 표시 화면의 일례를 나타내는 도면이다.

도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 치과용 측색 장치에 의해 수행되는 처리를 나타내는 흐름도이다.

도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 치과용 측색 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 치과용 측색 장치에 의해 수행되는 처리를 나타내는 흐름도이다.

치과용 측색 시스템의 실시예에 대하여 도면을 참고로 이하에서 설명한다.

제1 실시예

도 1 및 4에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 치과용 측색 시스템은 촬영 장치(image-acquisition apparatus)(1), 크래들(cradle)(2), 치과용 측색 장치(3) 및 표시 장치(4)를 포함한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 촬영 장치(1)는 주요 구성 요소로서 광원(light source)(10), 촬영부(20), 촬영 제어부(30), 표시부(40) 및 조작부(operation unit)(50)를 포함한다.

광원(10)은 촬영 장치(1)의 끝에 근접하여 배치되어 있으며, 피사체를 조사하기 위한 적어도 네 개의 상이한 파장 대역의 조사광을 방사한다. 광원(10)은 상이한 파장 대역에서 발광하는 7개의 광원(10a 내지 10g)을 구비한다. 각각의 광원(10a 내지 10g)은 4개의 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 중심 파장은, 광원(10a)은 약 450nm, 광원(10b)은 약 465nm, 광원(10c)은 약 505nm, 광원(10d)은 약 525nm, 광원(10e)은 약 575nm, 광원(10f)은 약 605nm, 그리고 광원(10g)은 약 630nm이다. 이러한 LED에 대한 발광 분광 정보는 LED 메모리(11)에 저장되고, 후술하는 치과용 측색 장치(3)에서 사용된다.

이러한 광원(10a 내지 10g)은, 예를 들어, 링(ring) 모양으로 배치되어 있다. 이러한 배치는 여기에 한정되지 않으며, 예를 들어, 파장이 감소하는 순서, 그 반대의 순서 또는 무작위로 배치될 수 있다. 모든 LED가 단일 링으로 배치되는 것 이외에, LED가 복수의 그룹으로 나누어지고 각 그룹이 하나의 링을 형성하도록 배치될 수 있다. LED의 구성은 전술한 링 모양으로 한정되지 않으며, 후술하는 촬영부(20)에 의한 촬영을 방해하지 않는 한, 십자 배치, 사각형 배치, 수평선 배치, 수직선 배치 또는 무작위 배치와 같은 임의의 구성을 사용할 수 있다. 광원(10)의 발광 소자는 LED에 한정되지 않으며, 예를 들어, 레이저 다이오드(laser diode, LD)와 같은 반도체 레이저나 다른 형태의 발광 소자를 사용할 수 있다.

촬영 장치(1)에서, 광원(10)으로부터의 조명광(illumination light)을 피사체의 표면 위에 실질적으로 균일하게 조사하는 조명 광학 시스템(도시하지 않음)이 광원(10)의 피사체측에 마련되어 있다. LED의 온도를 검출하는 온도 센서(13)가 광원(10)의 근처에 마련되어 있다.

촬영부(20)는 촬영 렌즈(21), RGB 색 촬영 장치(22), 신호 처리부(23) 및 아날로그-디지털(A/D) 변환부(24)로 이루어진다. 촬영 렌즈(21)는 광원(10)에 의해 조명되는 피사체의 화상을 형성한다. RGB 색 촬영 장치(22)는 촬영 렌즈(21)에 의해 상이 형성된 피사체의 화상을 획득하여 화상 신호를 출력한다. RGB 색 촬영 장치(22)는, 예를 들어, CCD로 이루어질 수 있고, 그 센서 감도는 실질적으로 광시야 대역의 분광을 포함한다. CCD는 흑백 또는 컬러 장치일 수 있다. RGB 색 촬영 장치(22)는 CCD에 한정되지 않으며, CMOS 이미지 센서와 같은 다른 형태의 장치를 사용할 수 있다.

신호 처리부(23)는 RGB 색 촬영 장치(22)로부터 출력되는 아날로그 신호에 대하여 게인 보정(gain correction), 오프셋 보정(offset correction) 등을 행한다. A/D 변환부(24)는 신호 처리부(23)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 포커스를 조정하는 포커스 레버(focus lever)(25)는 촬영 렌즈(21)에 연결되어 있다. 포커스 레버(25)는 수동으로 포커스를 조정하는데 사용되며, 포커스 레버(25)의 위치를 검출하는 포커스 위치 검출부(26)가 마련되어 있다.

촬영 제어부(30)는 CPU(31), LED 구동부(32), 데이터 인터페이스(33), 통신 인터페이스 제어부(34), 화상 메모리(35) 및 조작부 인터페이스(36)로 이루어져 있다. 이러한 구성 요소는 각각이 로컬 버스(local bus)(37)에 연결되어 있으며, 그 로컬 버스(37)를 통하여 데이터의 송수신을 행하도록 구성되어 있다.

CPU(31)는 촬영부(20)를 제어하고, 촬영부(20)가 획득하고 처리한 피사체의 분광 화상을 로컬 버스(37)를 통하여 화상 메모리(35)에 저장하며, 후술하는 LCD 제어부(41)로 화상을 출력한다. LED 구동부(32)는 광원(10)에 마련되어 있는 각 LED의 발광을 제어한다. 데이터 인터페이스(33)는 LED 메모리(11)의 콘텐츠와 광원(10)에 구비되어 있는 온도 센서(13)로부터의 정보를 수신한다. 통신 인터페이스 제어부(34)는 외부와의 연결용으로 사용되는 통신 인터페이스 접점(61)에 연결되어 있으며, 예를 들어, USB 2.0 접속을 통하여 통신을 행하는 역할을 한다. 조작부 인터페이스(36)는 후술하는 조작부(50)에 마련되어 있는 다양한 조작 버튼에 연결되어 있으며 조작부(50)를 통하여 입력되는 명령을 로컬 버스(37)를 통하여 CPU(31)로 전달하기 위한 인터페이스로서 역할을 갖는다. 화상 메모리(35)는 촬영부(20)에서 촬영한 화상 데이터를 임시로 저장한다. 이 실시예에서, 화상 메모리(35)는 적어도 7개의 분광 화상과 하나의 RGB 컬러 화상을 저장하기에 충분한 용량을 갖는다.

표시부(40)는 LCD 제어부(41)와 액정 표시 장치(LCD)(42)로 구성된다. LCD 제어부(41)는 CPU(31)로부터의 화상 신호, 예를 들어, 촬영부(20)가 현재 촬영한 화상 또는 이전에 촬영한 화상에 기초하여 화상을 LCD(42)에 표시한다. 필요한 경우, 오버레이 메모리(overlay memory)(43)에 저장되어 있는 화상 패턴은 CPU(31)로부터 얻은 화상과 겹쳐져서 LCD(42)에 표시될 수 있다. 오버레이 메모리(43)에 저장되어 있는 패턴은, 예를 들어, 전체 치아의 화상을 수평적으로 얻기 위한 수평선, 이에 수직하는 교차선, 촬영 모드, 획득한 치아의 식별 번호 등일 수 있다.

조작부(50)에는 분광 화상 획득을 시작하는 명령과 동화상 획득을 시작 또는 종료하는 명령을 입력하기 위한 사용자용의 다양한 조작 스위치 및 조작 버튼이 구비되어 있다. 특히, 조작부(50)는 촬영 모드 스위치(51), 셔터 버튼(shutter button)(52), 뷰어(viewer) 제어 버튼(53) 등을 포함한다. 촬영 모드 스위치(51)는 표준 RGB 촬영과 다중 분광 촬영 모드 사이를 스위칭하기 위한 것이다. 뷰어 제어 버튼(53)은 LCD(42) 상에 표시되는 화상을 변경하기 위한 스위치이다.

촬영 장치(1)는 내장형 리튬 배터리(built-in lithium battery)(60)를 구비한다. 리튬 배터리(60)는 촬영 장치(1)의 각 구성 요소에 전력을 공급하며, 충전용 접속점(62)에 연결되어 있다. 이러한 리튬 배터리의 충전 상태를 나타내는 배터리 LED(63)가 구비되어 있다. 또한, 촬영 장치(1)에는 카메라의 상태를 나타내는 파워 LED(64)와 촬영하는 동안 경고를 나타내는 알람 버저(alarm buzzer)(65)가 구비되어 있다.

배터리 LED(63)는 세 개의 LED, 예컨대 적색, 황색 및 녹색 LED를 구비한다. 배터리 LED(63)는 리튬 배터리(60)가 선명한 녹색(glowing green)으로 충분히 충전되었음을, 선명한 황색으로 배터리의 충전이 낮음을, 즉 충전이 필요함을, 그리고 선명한 적색으로 충전이 매우 낮음을, 즉 충전이 긴급히 필요함을 나타낸다.

파워 LED(64)는 두 개의 LED, 예를 들어, 적색 및 녹색 LED를 구비한다. 파워 LED(64)는 선명한 녹색으로 촬영 준비가 완료되었음을, 점멸하는 녹색으로 촬영 준비를 하고 있음을(초기 워밍업 등), 그리고 선명한 적색으로 배터리가 현재 충전되고 있음을 나타낸다.

알람 버저(65)는 알람 소리를 냄으로써 촬영한 화상 데이터가 무효함을 나타낸다.

촬영 장치(1)를 지지하는 크래들(2)은 촬영부(20)를 조정하는 색 차트(100), 촬영 장치(1)가 정확한 위치에 장착되었는지 여부를 결정하는 마이크로 스위치(101), 전력 공급을 온/오프 하는 파워 스위치(102), 파워 스위치(102)의 온/오프 상태와 연동하여 온/오프되는 파워 램프(103), 그리고 촬영 장치(1)가 정확한 위치에 장착되었는지 여부를 나타내는 장착 램프(installed lamp)(104)를 포함한다.

장착 램프(104)는 예를 들어, 촬영 장치(1)가 정확한 위치에 장착되면 녹색으로 빛나고, 장착되지 않으면 적색으로 빛난다. 파워 연결부(power connector)(105)가 크래들(2) 상에 마련되어 있고, AC 어댑터(106)가 이에 연결되어 있다. 촬영 장치(1)에 구비된 리튬 배터리(60)의 충전이 감소하여 배터리 LED가 황색 또는 적색으로 빛날 때, 촬영 장치(1)가 크래들(2)에 위치하면 리튬 배터리의 충전이 시작되도록 크래들(2)이 설계되어 있다.

이러한 구성을 갖는 치과용 측색 시스템의 촬영 장치(1)는 다중 분광 촬영과 RGB 촬영 둘 다를 행할 수 있다. 다중 분광 촬영에 있어서, 7가지 파장 대역의 조명 광빔(7 원색의 조명 광빔)은 피사체에 순차적으로 조사되고, 피사체의 7개 분광 화상을 정지 화상(still image)으로서 획득한다. 가능한 한 가지 RGB 촬영 방법은 7 원색의 조명 광빔 이외에 자연광이나 실내광으로 조명되는 피검체의 촬영이 표준 디지털 카메라와 같은 장치에 구비되어 있는 RGB 컬러 CCD를 이용하여 수행되 는 방법이다. 세 개의 RGB 조명 빔으로서 7 원색의 조명 빔 중 하나 이상의 조명 빔을 선택하고 이를 순차적으로 조사함으로써, 프레임 순차 정지 화상(frame-sequential still image)을 또한 얻을 수 있다.

이러한 촬영 모드들 중에서, RGB 모드는 환자의 전체 얼굴 화상, 전체 턱의 화상 등을 촬영할 때와 같이 면적이 큰 화상을 촬영할 때 사용된다. 한편, 다중 분광 촬영은 환자의 치아의 하나 또는 둘의 색을 정확히 측정할 때, 즉 치아의 측색을 수행할 때 사용된다.

본 발명의 주요 주제인 다중 분광 촬영을 이용하는 치아의 측색 처리에 대하여 이하에서 설명한다.

다중 분광 촬영

먼저, 치과 의사는 크래들(2)로부터 촬영 장치를 들어 올리고, 발광하는 촬영 장치(1)의 케이스 측면에 구비되어 있는 실장 홀(mounting hole)(도면에 도시되지 않음)에 접촉 캡(contact cap)을 부착한다. 이 접촉 캡은 가요성 재료로 만들어지고 실질적으로 원통 모양이다.

이어, 치과 의사는 촬영 모드를 측색 모드로 설정하고, 피사체를 LCD(42) 상에 동화상으로 표시한다. 치과 의사는 LCD(42) 상에 표시되는 화상을 보면서, 장치를 위치시켜 측정할 피사체인 환자의 생활치를 촬영 영역의 적절한 위치에 배치하고 포커스 레버(25)를 이용하여 포커스를 조절한다. 접촉 캡은 측정할 생활치를 적절한 촬영 위치로 안내하는 모양으로 형성되어 있어, 이러한 위치 결정(positioning)을 용이하게 수행할 수 있다.

위치 결정과 포커스 조절이 완료되면, 치과 의사는 셔터 버튼(52)을 누르고, 누름으로 인한 신호가 조작부 인터페이스(36)를 통하여 CPU(31)로 보내지고, 다중 분광 촬영이 CPU(31)의 제어 하에서 수행된다.

다중 분광 촬영에서, LED 구동부(32)로 광원(10a 내지 10g)을 순차적으로 구동함으로써, 상이한 파장 대역의 LED 조사광을 피사체에 순차적으로 조사한다. 피사체로부터의 반사광은 촬영부(20)에서의 RGB 촬영 장치(22)의 표면상에서 화상을 형성하여 RGB 화상으로서 얻어진다. 획득한 RGB 화상은 신호 처리부(23)로 보내진다. 신호 처리부(23)는 입력 RGB 화상 신호에 대하여 소정의 화상 처리를 하고, 광원(10a 내지 10g)의 파장 대역에 응답하여 하나의 소정 색의 화상 데이터를 선택한다. 특히, 신호 처리부(23)는 광원(10a, 10b)에 대응하는 화상 신호로부터 B 화상 데이터를, 광원(10c, 10e)에 대응하는 화상 신호로부터 G 화상 데이터를, 그리고 광원(10f, 10g)에 대응하는 화상 신호로부터 R 화상 데이터를 선택한다. 따라서, 화상 처리부(23)는 조명광의 중심 파장과 실질적으로 일치하는 파장의 화상 데이터를 선택한다.

신호 처리부(23)에 의해 선택된 화상 데이터는 A/D 변환부(24)로 보내지고 CPU(31)를 통하여 화상 메모리(35)에 저장된다. 그 결과, LED의 중심 파장에 대응하는 RGB 화상으로부터 선택된 컬러 화상은 다중 분광 화상으로서 화상 메모리(35)에 저장된다. 촬영 중에 LED 조사 시간과 조사 강도, 촬영 장치의 전자 셔터 속도 등이 CPU(31)에 의해 제어되어, 각 파장의 촬영이 적절한 노출에 의해 수행되며, 촬영 도중 심각한 온도 변화가 있는 경우, 알람 버저(65)가 알람 소리를 낸다.

LED 조명 없이 생활치의 또 다른 화상을 획득하고 외부광(external-light) 화상으로서 화상 메모리(35)에 저장된다.

다음, 촬영을 완료하고 치과 의사가 촬영 장치(1)를 크래들(2)에 거치하면, 캘리브레이션(calibration) 화상 측정이 수행된다.

캘리브레이션 화상 측정에서, 색 차트(100)의 화상을 전술한 다중 분광 촬영에 이용한 것과 동일한 과정으로 얻는다. 따라서, 색 차트(100)의 다중 분광 화상은 색 차트 화상으로서 화상 메모리(35)에 저장된다.

이어, 어떠한 LED 조명 없이(암흑에서) 색 차트(100)의 촬영이 수행되고, 이러한 화상이 암전류 화상(dark-current image)으로서 화상 메모리(35)에 저장된다. 이 암전류 화상은 여러 번 촬영을 하고 촬영한 화상의 평균을 구함으로써 형성될 수 있다.

다음, 화상 메모리(35)에 저장되어 있는 전술한 외부광 화상과 암전류 화상을 이용하여 다중 분광 화상과 색 차트 화상 각각에 대하여 신호 보정을 각각 행한다. 다중 분광 화상에 대한 신호 보정은 예를 들어, 다중 분광 화상의 화상 데이터로부터 각 화소에서의 외부광 화상 데이터의 신호값을 빼 줌으로써 수행되고, 이는 촬영 중의 외부광의 효과를 제거한다. 마찬가지로, 색 차트 화상에 대한 신호 보정은 예를 들어, 색 차트 화상의 화상 데이터로부터 각 화소에서의 암전류 화상 데이터의 신호값을 빼 줌으로써 수행되며, 이는 온도에 따라 변화하는 CCD에서의 암전류 노이즈[암 노이즈(dark noise)]를 제거한다.

도 3은 색 차트 화상에 대한 신호 보정 결과의 일례를 나타낸다. 도 3에 서, 세로축은 센서 신호값을 나타내고 가로축은 입력광의 세기를 나타낸다. 굵은 선은 보정 전의 원래 신호를, 점선은 보정 후의 신호를 나타낸다.

도 4에 도시한 것처럼, 신호 보정 후, 다중 분광 화상과 색 차트 화상은 로컬 버스(37), 통신 인터페이스 제어부(34) 및 통신 인터페이스 접점(61)을 통하여 치과용 측색 장치(3)로 보내지고, 치과용 측색 장치(3)의 다중 분광 화상 메모리(110)에 저장된다.

이때, 상기 색 차트(100)의 다중 분광 화상과 암전류 화상은 촬영 장치(1)의 화상 메모리(35)에 저장되지 않고 로컬 버스(37), 통신 인터페이스 제어부(34) 및 통신 인터페이스 접점(61)을 통하여 바로 치과용 측색 장치(3)로 보내질 수 있으며, 치과용 측색 장치(3)의 다중 분광 화상 메모리(110)에 저장될 수 있다. 이 경우, 전술한 신호 보정은 치과용 측색 장치(3)에서 수행된다.

치과용 측색 장치(3)는 촬영 장치(1)의 통신 인터페이스 접점(61)을 통하여 다중 분광 화상과 색 차트 화상 출력을 수신하여 다중 분광 화상에 대하여 다양한 종류의 처리를 행한다. 이와 같이 하여, 고급 색 재현성을 갖는 치아(피사체)의 화상을 형성하고 치아에 대한 적절한 셰이드 가이들 선택하며 이러한 정보를 표시 장치(4) 상에 표시한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 치과용 측색 장치(3)는 색도 계산부(chroma calculating unit)(70), 셰이드 가이드 처리부(80), 다중 분광 화상 메모리(110), RGB 화상 메모리(111), 컬러 화상 생성 처리부(112), 화상 파일링부(image filing unit)(제1 저장부)(113), 셰이드 가이드 정보 기억부(제2 저장 부)(114), 및 화상 표시 GUI부(표시 제어부)(115)로 이루어져 있다.

색도 계산부(70)는 분광 추정 연산부(71), 관찰 분광 연산부(observation spectrum computing unit)(72) 및 색도값 연산부(73)로 이루어져 있다. 셰이드 가이드 처리부(80)는 셰이드 가이드 선택부(영역 특정부, 측정 영역 설정부, 견본 선택부)(81) 및 비교 처리부(82)를 포함한다. 이 비교 처리부(82)는 화소 추출부(제1 추출부 및 제2 추출부)(821) 및 화상 생성부(제1 화상 생성부 및 제2 화상 생성부)(822)로 이루어져 있다.

이러한 셰이드 가이드 정보 저장부(114)는 예를 들면, 색 견본이 행으로 배열되어 있는 각각의 제작자 생성 셰이드 가이드에 대하여 셰이드 가이드 번호와 연계하여 셰이드 가이드 획득 데이터를 저장하고, 또한 이 셰이드 가이드의 소정 영역과 잇몸에 관련된 셰이드 가이드 화상에 대한 분광 곡선(구체적으로 분광 반사율 곡선(spectral reflectance curve))을 저장한다. 셰이드 가이드 정보 저장부(114)는 촬영한 화상 데이터의 각 화소에 대하여 셰이드 가이드 촬영 화상 데이터에 기초하여 얻은 측색 정보(예를 들어, RGB값, L*a*b* 값, CMYK 값, XYZ 값, Yuv 값, L*C*h* 값 등)를 저장한다.

이러한 구성을 갖는 화상 처리 장치(3)에 있어서, 촬영 장치(1)로부터의 다중 분광 화상 및 색 차트 화상은 먼저 다중 분광 화상 메모리(110)에 저장되고, 이어서 색도 계산부(70)로 보내진다. 색도 계산부(70)에서는 먼저 분광 추정 연산부(71)에 의해 분광(이 실시예에서는 분광 반사율 곡선) 추정 처리 등이 행해진다.

도 5에 도시한 바와 같이, 분광 추정 연산부(71)는 변환표 생성부(711), 변 환표(712), 입력 감마 보정부(713), 화소 보간부(714), 화상내 불균일 보정부(715), 행렬 연산부(716) 및 분광 추정 행렬 생성부(717)로 이루어져 있다. 별개의 입력 감마 보정부(713)와 화소 보간부(714)가 다중 분광 화상과 색 차트 화상용으로 각각 마련되어 있다. 즉, 입력 감마 보정부(713a)와 화소 보간부(714a)는 다중 분광 화상용으로 마련되어 있고, 입력 감마 보정부(713b)와 화소 보간부(714b)는 색 차트 화상용으로 마련되어 있다.

이러한 구성을 갖는 분광 추정 연산부(71)에서, 먼저 다중 분광 화상 및 색 차트 화상을 별개의 입력 감마 화상부(713a, 713b)로 각각 보내어 입력 감마 보정을 행한 후, 대응하는 화소 보간부(714a, 714b)에서 화상 보간 처리가 행해진다. 이러한 처리 후에 얻은 신호는 화상내 불균일 보정부(715)로 보내지고, 색 차트 화상을 이용하여 다중 분광 화상에 대하여 화상내 불균일 보정 처리가 행해진다. 이어, 다중 분광 화상은 행렬 연산부(716)로 보내지고, 분광 추정 행렬 생성부(717)에서 생성한 행렬을 이용하여 분광 반사율을 계산한다.

각각의 장치에서 행해지는 화상 처리에 대하여 이하에서 좀 더 상세히 설명한다.

우선, 입력 감마 보정에 앞서, 변환표 생성부(711)가 변환표(712)를 생성한다. 구체적으로, 변환표 생성부(711)는 입력광 세기와 센서 신호값을 연계시키는 데이터를 포함하고 있으며, 이 데이터에 기초하여 변환표(712)를 생성한다. 변환표(712)는 입력광 세기와 출력 신호값 사이의 관계로부터 생성되고, 도 6A에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 입력광 세기와 센서 신호값이 실질적으로 비례하도록 생 성된다.

입력 감마 보정부(713a, 713b)는 이 변환표(712)를 참조하여 다중 분광 화상과 색 차트 화상에 대하여 입력 감마 보정을 각각 행한다. 변환표(712)는 현재의 센서값(A)에 대응하는 입력광 세기(D)를 얻고, 이 입력광 세기(D)에 대응하는 출력 센서값(B)을 출력하도록 생성된다. 그 결과는 도 6B에 도시되어 있다. 따라서, 다중 분광 화상과 색 차트 화상에 대하여 입력 감마 보정이 행해지면, 보정된 화상 데이터가 화소 보간부(714a, 714b)로 각각 보내진다.

화소 보간부(714a, 714b)에서는 입력 감마 보정이 행해진 다중 분광 화상 데이터와 색 차트 화상 데이터의 각각을 저역 통과 필터에 의해 곱함으로써 화소 보간을 행한다. 도 7은 R 신호와 B 신호에 적용되는 저역 통과 필터의 일례를 나타낸다. 도 8은 G 신호에 적용되는 저역 통과 필터의 일례를 나타낸다. 각각의 다중 분광 화상 데이터값을 이러한 화소 보간용 저역 통과 필터에 의해 곱함으로써, 예를 들어 144x144 화소의 화상이 288x288 화소 화상이 된다.

화소 보간이 행해진 화상 데이터 g_k(x,y)는 이어 화상내 불균일 보정부(715)로 보내진다.

화상내 불균일 보정부(715)는 이하의 수학식 1을 이용하여 다중 분광 화상 데이터의 화면의 중심에서 밝기(luminance)를 보정한다.

수학식 1에서, c_k(x,y)는 색 차트의 촬영 화상 데이터, g_k(x,y)는 입력 감마 보정 후의 다중 분광 화상 데이터, (x₀,y₀)는 중심 화소 위치, δ(=5)는 영역의 평균 크기, g'_k(x,y)는 화상내 불균일 보정후의 화상 데이터이다[여기서, k=1, ..., N(파장 대역의 수)].

전술한 화상내 불균일 보정은 다중 분광 화상 데이터의 각 데이터값에 대하여 행해진다.

화상내 불균일 보정 후의 다중 분광 화상 데이터 g'_k(x,y)는 행렬 연산부(716)로 보내진다. 행렬 연산부(716)는 화상내 불균일 보정부(715)로부터의 다중 분광 화상 데이터 g'_k(x,y)를 이용하여 분광(이 실시예에서는 분광 반사율) 추정 처리를 행한다. 이러한 분광 추정 처리에 있어서, 380nm 내지 780nm의 파장 대역에서 분광 반사율의 추정이 1nm 간격으로 행해진다. 즉, 이 실시예에서, 401 디멘죤(dimension)의 분광 반사율 데이터가 추정된다.

일반적으로, 각각의 단일 파장에 대한 분광 반사율을 얻기 위해, 크고 비싼 분광계(spectrometer) 등이 사용된다. 하지만, 이 실시예에서는 피사체가 치아로 한정되므로, 그러한 피사체의 소정의 특성을 이용하여 401 디멘죤의 분광 반사율 데이터를 소수의 대역으로 추정할 수 있다.

특히, 401 디멘죤의 분광 신호는 다중 분광 화상 데이터 g'_k(x,y)와 분광 추정 행렬 M_spe를 이용하여 행렬 계산을 행함으로써 계산된다.

상기한 분광 추정 행렬 M_spe은 분광 추정 행렬 생성부(717)에서, 카메라의 분광 감도 데이터, LED의 분광 데이터 및 피사체(치아)의 통계 데이터에 기초하여 생성된다. 이러한 분광 추정 행렬의 생성은 이에 한정되지 않으며, 문헌에서 알려진 방법을 사용할 수 있다. 일례가 "다중 분광 화상 데이터로부터 분광 반사율 곡선의 추정(Estimation of spectral reflectance curves from multispectrum image data)", S.K. Park 및 F.O. Huck, Applied Optics, Vol.16, pp.3107-3114(1977)에 기재되어 있다.

카메라의 분광 감도, LED의 분광 데이터, 피사체(치아)의 통계 데이터 등은 도 4에 도시한 화상 파일링부(113)에 미리 저장된다. 카메라의 분광 감도가 센서의 위치에 따라 변화하면, 위치 의존성 분광 감도 데이터를 얻거나, 또는 중심 위치에 대한 데이터에 적절한 보정을 행할 수 있다.

분광 반사율이 분광 추정 연산부(71)에서 계산되면, 연산 결과가 도 4에 도시한 것처럼 다중 분광 화상 데이터와 함께 셰이드 가이드 처리부(80)의 셰이드 가이드 선택부(81)와 색도 계산부(70)의 관찰 분광 연산부(72)로 보내진다.

셰이드 가이드 처리부(80)의 셰이드 가이드 선택부(81)에서는 먼저, 측정할 치아 영역을 특정하는 영역 특정 처리가 행해진다.

여기서, 측정할 치아에 대한 정보뿐만 아니라 이웃하는 치아, 잇몸 등에 대한 정보도 촬영 장치(1)에서 획득한 다중 분광 화상 데이터에 또한 포함된다. 따라서, 이 구강 화상 데이터로부터 측정할 치아 영역을 특정하는 처리는 영역 특정 처리에서 행해진다.

치아의 반사 분광의 일례(견본의 수, n=2)가 도 9에 도시되어 있으며, 잇몸의 반사 분광의 일례(견본의 수, n=5)가 도 10에 도시되어 있다. 도 9 및 도 10에 있어서, 가로축은 파장을, 세로축은 반사율을 나타낸다. 치아는 완전히 흰색이고 잇몸은 적색이기 때문에, 청색 파장 대역(예를 들어, 400nm 내지 450nm)과 녹색 파장 대역(예를 들면, 530nm 내지 580nm)에서의 두 분광 사이에는 도 9 및 도 10으로부터 명백한 바와 같이 큰 차이가 있다. 따라서, 이 실시예에 있어서, 치아가 특정 반사 분광을 갖는 것에 주목하면서, 이러한 특정 치아 반사 분광을 나타내는 화상 데이터 화소로부터 추출하여 치아 영역을 특정할 수 있다.

치아 영역 특정 방법 1

이 방법의 경우, 획득한 다중 분광 화상 데이터(화소 또는 화소 그룹)에 의해 나타나는 화상의 영역에서, n개의 파장 대역의 각 신호값에 의해 결정되는 파장 대역 특성값은 n 차원의 공간을 형성한다. 따라서, 이러한 n 차원 공간에서, 측정된 피사체의 특성을 나타내는 평면이 정의된다. n 차원 공간에서 나타나는 파장 대역 특성값이 이 평면에 투영되면, 측정될 평면(윤곽)은 그 파장 대역 특성값을 갖는 화상에서의 영역이 측정될 치아 영역에 포함되는지를 결정하여 특정된다.

도 11은 이 방법을 이용하여 측정될 치아 영역을 특정하기 위한 방법을 나타낸다. 도 11에 도시한 바와 같이, 7 차원 공간이 7개의 파장(λ1 내지 λ7)에 의해 형성된다. 측정될 치아를 최적으로 분리하는 분류 평면(classification plane)이 7 차원 공간에서 정의된다. 특히, 평면 투영에 대한 분류 분광[d1(λ), d2(λ)]이 결정된다. 이어, 소정 영역을 획득한 다중 분광 화상 데이터로부터 먼저 잘라 내고, 7 차원 공간에서 나타나는 특징값(feature value)을 파장 대역 특성값으로서 계산한다. 특징값은 잘라 낸 영역에서의 각 대역이 이 영역에서 평균화되어 7개의 신호값으로 변환될 때 얻어지는 7개의 신호값의 조합이다. 잘라 낸 영역의 크기는 예를 들어, 2화소 x 2화소이지만 이에 한정되지 않고, 1화소 x 1화소, 또는 3화소 x 3화소 또는 이보다 클 수 있다.

특징값은 도 11의 7차원 공간에서 단일 점으로 나타난다. 이 특징값에 의해 나타나는 7차원 공간에서의 단일 점은 분류 평면으로 투영되어 분류 평면상에서 하나의 점이 얻어진다. 분류 평면상에서의 그 점의 좌표는 분류 분광[d1(λ), d2(λ)]의 내적으로부터 얻어질 수 있다. 만약 분류 평면상의 그 점이 치아의 특성 분광에 의해 결정되어, 분류 평면상의 영역(T)에, 즉 측정된 피사체의 특성을 나타내는 평면 영역에 포함되는 경우, 잘라낸 영역은 치아의 윤곽 내에 포함되도록 결정된다. 한편, 분류 평면상의 점이 잇몸의 특성 분광에 의해 결정된 영역(G)에 포함되는 경우, 잘라낸 영역은 잇몸의 윤곽 내에 포함되도록 결정된다.

이 방법의 경우, 치아 영역은 잘라 낸 영역을 바꾸면서 이러한 결정을 순차적으로 행하여 특정된다. 특히, 측정될 치아 영역은 획득한 다중 분광 화상 데이 터가 나타내는 화상의 중심에 근처에 통상적으로 위치한다. 따라서, 측정될 치아 영역(즉, 측정될 치아의 윤곽)은 잘라낸 영역을 화상의 중심 부근에서 주변으로 옮겨 가면서, 잘라낸 영역이 치아 영역에 포함되는지 여부에 대한 상기 결정을 순차적으로 행하여 특정된다. 특히, 이 실시예는 표준 RGB 화상에 의해 형성되는 3차원 공간보다 더 많은 차원을 갖는 7차원 공간에서 특징값이 정의되므로, 측정될 영역(윤곽)을 더욱 정확하게 특정할 수 있어서 유리하다.

치아 영역 특정 방법 2

전술한 분류 분광에 기초한 영역 특정 방법 외에, 이 방법은 치아 영역으로서 치아에 고유한 신호값(분광)을 갖는 영역을 특정한다. 이는 예를 들어 청색 파장 대역과 녹색 파장 대역에 대응하는 신호값(분광)만을 추출하고 이 신호값들을 비교하여 달성된다. 이러한 방법에 따르면, 비교 견본의 수가 적어서, 짧은 기간에 영역 특정을 용이하게 행할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 분류 분광에 기초하여 영역 특정을 행하는 상기 경우와 유사하게, 분광 특성값이 갑자기 변화하는 변곡점(inflection point)의 위치를 검출하여 그 위치가 측정될 치아의 윤곽이 되도록 결정한다. 예를 들어, 검출될 피사체(치아)와 분리될 피사체(잇몸과 같이 치아를 제외한 피사체)를 비교하고, 특성 대역(λ1, λ2)을 선택하며, 이들의 비가 분광 특성값을 제공한다. 검출될 피사체가 치아인 경우, 두 점의 비는 예를 들어, λ1=450nm, λ2=550nm로 계산하여 그 비의 변곡점을 얻는다. 따라서, 이웃하는 치아와의 경계를 정하고 측정될 치아의 화소를 얻는 것이 가능해진다. 각 화소에 대하여 특정을 수행하는 것과 함께, 복수 의 화소로 이루어진 화소 그룹의 평균을 구하고 이 평균에 기초하여 각 화소 그룹에 대한 특정을 행할 수 있다.

전술한 치아 영역 특정 방법 1 및 2 중 어느 것을 사용하더라도, 이 실시예에서는 치아에 대한 영역 특정이 행해진다. 하지만, 잇몸에 대한 영역 특정도 할 수 있다. 전술한 영역 특정 방법 이외에, 예를 들어, 측정될 치아를 표시 장치(4)에 표시하고, 표시 장치(4)에 표시되는 윤곽을 사용자가 화면상에서 설정할 수 있다.

따라서, 측정될 치아의 화소가 특정되면, 측정될 치아 영역에서 측정 영역을 설정하기 위한 측정 영역 설정 처리가 행해진다. 도 12에 도시한 바와 같이, 이러한 측정 영역은 치아 표면의 상부(cervical area), 중앙(body), 하부(incisal area)에서 사각형 영역으로 정해진다. 예를 들어, 치아의 높이에 대하여 고정된 비율의 면적을 갖는 영역이 정해진다. 즉, 치아가 크건 작건 간에, 측정 영역 및 그 위치는 일정한 비율로 설정된다. 측정 영역의 모양은 도 12에 도시한 사각형으로 한정되지 않으며, 예를 들어, 원형, 타원, 또는 비대칭일 수 있다.

다음, 가장 가까운 셰이드 가이드를 선택하기 위한 셰이드 가이드 선택 처리가 전술한 바와 같이 설정되는 각 측정 영역에 대하여 행해진다. 이 셰이드 가이드 선택 처리에서, 측정될 치아의 색과 셰이드 가이드의 색을 비교하여 일치하는지 결정한다. 이러한 비교는 전술한 바와 같이 정해지는 각 측정 영역에 대하여 이루어지며, 측정 영역의 분광(이 실시예에서, 분광 반사율)과 셰이드 가이드 정보 저장부(114)에 미리 저장되어 있는 각 셰이드 가이드의 분광(이 실시예에서는 분광 반사율)을 비교하여 두 분광 사이의 차이가 최소인 셰이드 가이드를 결정하여 이루어진다.

이러한 셰이드 가이드 선택 처리는 예를 들어, 아래의 수학식 2에 기초하여 분광 결정값(Jvalue)을 얻음으로써 행해진다.

수학식 2에서, Jvalue는 분광 결정값, C는 정규화 계수, n은 견본 수(계산에 사용된 파장(λ)의 수), λ는 파장, f₁(λ)은 결정될 치아의 분광 반사율 곡선, f₂(λ)는 셰이드 가이드의 분광 반사율 곡선, E(λ)는 결정 감도 보정 곡선이다. 이 실시예에서, 분광 감도에 관련된 가중화는 파장 의존성이며 E(λ)를 이용하여 수행된다.

따라서, 수학식 2에서 f₂(λ)를 각 셰이드 가이드의 분광 곡선으로 대체하여 각 분광 결정값, 즉 Jvalue를 계산한다. 가장 작은 분광 결정값 즉 Jvalue를 나타내는 셰이드 가이드가 치아에 가장 가까운 셰이드 가이드 번호가 되도록 결정한다. 이 실시예에서, 복수의 후보(예를 들어, 3개)를 가장 작은 분광 결정값 Jvalue 순으로 추출한다. 물론, 후보의 수는 하나가 되도록 추출할 수 있다. 수학식 2에서 결정 감도 보정 곡선 E(λ)은 다양한 가중치를 가질 수 있다.

셰이드 가이드 번호를 전술한 바와 같이 선택하는 경우, 셰이드 가이드 선택부(81)는 셰이드 가이드 정보 저장부(114)로부터 선택한 셰이드 가이드 및 촬영한 화상 데이터의 각 화소에 대한 색도값(측색 정보) L2*a2*b2*를 획득한다. 획득한 색도값 L2*a2*b2*, 촬영한 화상 데이터 및 셰이드 가이드 번호는 화상 표시 GUI부(115) 및 비교 처리부(82)로 출력된다.

한편, 색도 계산부(70)의 관찰 분광 연산부(72)에서, 관찰에 사용되는 조명광하에서의 피사체의 분광은 분광 추정 연산부(71)에서 획득한 치아의 분광에 의해 관찰에 사용되는 조명광 분광 S(λ)를 곱하여 얻어진다. S(λ)는 D65 또는 D55 광원, 형광 광원 등과 같이 치아의 색을 관찰하는데 사용되는 광원의 분광이다. 이러한 데이터가 화상 파일링 기능부(image-filing functional unit)(112)에 미리 저장된다. 관찰용 조명광 하에서의 피사체의 분광은 관찰 분광 연산부(12)에서 생성되어 색도값 연산부(73)로 넘겨진다.

색도값 연산부(73)에서, 관찰용 조명광 하에서 피사체의 분광으로부터 색도값 L1*a1*b1*을 계산하고, 각 화소에 대한 색도값 L1*a1*b1*은 셰이드 가이드 처리부(80)의 비교 처리부(82)로 출력되는 한편, 소정 영역에 연관된 색도값은 평균화되어 화상 표시 GUI부(115)로 보내진다.

이러한 소정 영역은 예를 들어, 치아의 상부, 중앙 및 하부의 세 위치에서 설정된다.

한편, 관찰용 조명광 하에서의 피사체의 분광 G(x,y,λ)는 컬러 화상 생성 처리부(112)로 보내지고, 모니터상에 표시되는 RGB 화상(생활치의 촬영한 화상 데 이터)인 RGB2(x,y)가 생성된다. 컬러 화상 생성 처리부(112)에 의해 생성된 생활치의 RGB 화상 데이터는 화상 표시 GUI부(115)로 출력되고 셰이드 가이드 처리부(80)의 비교 처리부(82)로 전송된다. 생활치의 RGB 화상 데이터는 화상 파일링부(113)로 출력되어 그곳에 저장된다. 원하는 색을 갖는 RGB 화상 데이터는 컬러 화상 생성 처리부(112)에서 에지 강화(edge enhancement)와 같은 보정을 RGB 화상 데이터에 더 행함으로써 생성될 수 있다.

색도값 연산부(73)로부터 출력되는 생활치의 각 화소에 대한 색도값 L1*a1*b1*, 셰이드 가이드 선택부(81)에 의해 선택되는 셰이드 가이드 번호, 각 화소의 색도값 L2*a2*b2* 및 촬영한 화상 데이터(셰이드 가이드의 RGB 화상 데이터)는 비교 처리부(82)의 화소 추출부(821)로 전송된다.

색도값 연산부(73)로부터 수신한 생활치의 각 화소에 대한 색도값 L1*a1*b1*에 기초하여, 화소 추출부(821)(기준 획득부)는 기준 화소로서 미리 등록되어 있는 화소의 색도값을 디폴트 기준 색도값 L3*a3*b3*(본 발명의 "기준 측색 정보"와 등가)으로서 획득한다. 이 실시예에 따르면, 기준 화소는 생활치 화상의 중심 화소이다. 구체적으로, 생활치 화상이 288 x 288 화소로 표시되는 경우, 중심 화소, 즉 좌표 (x,y)=(144, 144)에서의 화소를 기준 화소로서 채택한다. 기준 화소는 임의의 좌표로 설정될 수 있고 사용자에 의해 미리 등록될 수 있다. 사용자는 예를 들어 설정 화면상에 특정 좌표값을 입력하거나, 설정 화면상에 표시되는 치아 화상에서 원하는 화소를 마우스(mouse)로 가리킴으로써 기준 화소를 등록할 수 있다.

기준 화소값, 즉, 기준 색도값은 도 13 및 14를 참고하여 후술하는 기준 입력부(기준 입력 수단)(200)에 의해 변경될 수 있다. 기준 색도값은 전술한 바와 같이 생활치의 화상으로부터 획득할 필요는 없지만, 절대값으로서 미리 등록될 수 있다.

전술한 바와 같이 기준 색도값 L3*a3*b3*을 획득한 후, 화소 추출부(821)는 셰이드 가이드의 각 화소의 색도값 L2*a2*b2*과 기준 색도값 L3*a3*b3*을 비교한다. 구체적으로, 화소 추출부(821)는 셰이드의 각 화소의 색도값 L2*a2*b2*과 기준 색도값 L3*a3*b3*의 차 ΔE*를 계산한다. 이어, 차 ΔE*가 소정 디폴트 임계값보다 작은 화소, 예를 들어, "3"과 같거나 작은 화소를 추출한다(이하, 이렇게 추출된 화소를 포함하는 화소 그룹을 "제3 화소 그룹"이라 한다).

차 ΔE*는 다음의 수학식 3으로 얻어질 수 있다.

마찬가지로, 화소 추출부(821)는 색도값 L1*a1*b1*과 기준 색도값 L3*a3*b3*의 차 ΔE*를 계산하고, 그 차 ΔE*가 소정 디폴트 임계값보다 작은 화소, 예를 들어 "3"과 같거나 작은 화소를 추출한다(이하, 추출된 화소를 포함하는 화소 그룹을 "제1 화소 그룹"이라 한다). 이러한 방식으로, 소정 조건을 만족하는 화소를 추출한 후, 화소 추출부(821)는 제1 및 제3 화소 그룹에 포함된 화소의 좌표 정보를 화상 생성부(822)로 출력한다. 이 실시예에 따른 "소정 조건"은 "화소와 기준 색도값들의 차가 임계값 '3'보다 작거나 같은"것이다. 임계값, 예를 들어 차 ΔE* =3은 치과 의사 또는 치기공사가 셰이드 가이드의 색을 실질적으로 일치시킬 때 생활치의 색을 객관적으로 결정할 수 있다는 것을 나타내는 경계값과 등가이다. 임계값, 즉 소정 조건은 도 13 및 도 14를 참고하여 후술하는 조건 입력부(202)에 의해 변경될 수 있다.

화소 추출부(821)로부터 제1 화소 그룹에 관련된 화소 좌표 정보와 제3 화소 그룹에 관련된 화소 좌표 정보를 수신한 후, 화상 생성부(822)는 제3 화소 그룹에 포함되어 있는 화소에 대한 셰이드 가이드의 촬영 데이터를 사용하여, 제3 화소 그룹에 포함되지 않은 화소, 즉 기준 색도값의 차가 임계값 "3"보다 큰 화소(이하, 이러한 화소를 "제4 화소 그룹"이라 한다)의 색도값에 대응하는 색으로 나타내는 견본 비교 데이터를 생성한다.

유사하게, 화상 생성부(822)는 제1 화소 그룹에 포함되어 있는 화소에 대한 생활치의 촬영 데이터를 사용하여, 제1 화소 그룹에 포함되지 않은 화소, 즉 기준 색도값들 사이의 차가 임계값 "3"보다 큰 화소(이하, 이러한 화소를 "제2 화소 그룹"이라 한다)의 색도값에 대응하는 색으로 나타내는 생활치 비교 데이터를 생성한다.

예를 들어, 0≤ΔE*≤3에 대응하는 화소는 제1 및 제3 화소 그룹에 속하며, 3<ΔE*에 대응하는 화소는 제2 및 제4 화소 그룹에 속하고, 제2 및 제4 화소 그룹의 목표 범위는 3<ΔE*<10에 대응하며, 목표 범위를 초과하는 범위가 10≤ΔE*에 대응하는 경우, 화상 생성부(822)는 이하에서 보는 바와 같이 제2 및 제4 화소 그룹에 포함되는 각 화소를 표시한다.

예를 들어, 화상 생성부(822)는 ΔE*=0에 대응하는 화소를 검정으로 설정하고, ΔE*=10에 대응하는 화소를 흰색으로 설정한다. 화상 생성부(822)는 3<ΔE*<10에 대응하는 화소를 회색(gray)으로 나타내고, ΔE*의 값이 커질수록 계조(gray level)를 증가시키고 10≤ΔE*에 대응하는 모든 화소를 흰색으로 나타낸다.

구체적으로, 화소가 3<ΔE*<10에 대응하는 경우, 화상 생성부(822)는 화소를 다음 수학식 4로 얻어지는 RGB값으로 나타낸다.

따라서, 범위 0≤ΔE*≤3 내의 화소는 제1 및 제3 화소 그룹에 포함되므로, 다양한 촬영 데이터, 예를 들어, 실제 화상에 포함되면서 0<ΔE*<3에 대응하는 화소는, 변화가 시각적으로 쉽게 인식될 수 있도록 계조(gray scale)로 나타내며, 10≤ΔE*에 대응하는 모든 화소는 흰색으로 나타낸다.

또 다른 표시로서, 0≤ΔE*<10에 대응하는 하소는 제1 및 제3 화소 그룹에 포함되고, 10≤ΔE*에 대응하는 화소는 제2 및 제4 화소 그룹에 포함되며, 제2 및 제4 화소 그룹에서의 목표 범위가 10≤ΔE*≤24에 대응하고, 목표 범위를 초과하는 범위가 24≤ΔE*에 대응하는 경우, 화상 생성부(822)는 이하에서 보는 바와 같이 제2 및 제4 화소에 포함된 각 화소를 표시한다.

예를 들어, 화상 생성부(822)는 ΔE*=0에 대응하는 화소를 검정으로 설정하고, ΔE*=24에 대응하는 화소를 흰색으로 설정한다. 화상 생성부(822)는 10<ΔE*<24에 대응하는 화소를 회색으로 나타내고, ΔE*의 값이 커질수록 계조를 증가시키고, 24≤ΔE*에 대응하는 모든 화소를 흰색으로 나타낸다.

구체적으로, 화소가 10<ΔE*<24에 대응하는 경우, 화상 생성부(822)는 화소를 다음 수학식 5로 얻어지는 RGB값으로 나타낸다.

따라서, 전술한 것과 유사하게, 범위 0≤ΔE*≤10 내의 화소는 제1 및 제3 화소 그룹에 포함되므로, 다양한 촬영 데이터, 예를 들어, 실제 화상에 포함되면서 10 <ΔE*< 24에 대응하는 화소는 변화가 시각적으로 쉽게 인식될 수 있도록 계조로 나타내며, 24≤ΔE*에 대응하는 모든 화소는 흰색으로 나타낸다.

전술한 계조 표현은 하프톤 또는 메시를 이용한 명암 표현으로 변경될 수 있다.

수학식 4 및 5에서, 색차 ΔE*에 곱해지는 각 계수는 ΔE*의 최대값을 255로 설정하는데 사용된다. 하지만, ΔE*의 최대값은 255로 한정되지 않으며, 운영 체제(OS)의 설정에 따라 변경될 수 있다.

화상 생성부(822)가 전술한 견본 비교 화상 및 생활치 비교 화상을 생성하 는 경우, 이러한 화상은 화상 표시 GUI부(115)로 출력된다.

화상 표시 GUI부(115)는 전술한 바와 같이 얻은 전부, 즉 견본 비교 화상, 생활치 비교 화상, 생활치의 RGB 화상, 셰이드 가이드의 RGB 화상 및 셰이드 가이드 번호에 기초하여 화면 화상 데이터를 생성하고, 도 13에 도시한 것과 같이 표시 장치(4)의 화면상에 표시한다.

도 13에 도시한 바와 같이, 화상 표시 GUI부(115)는 측정될 피사체인 생활치의 컬러 화상(A)을 표시 화면의 중앙 상부에 표시하며, 셰이드 가이드의 컬러 화상(B)을 컬러 화상(A)의 우측에 표시한다. 생활치 컬러 화상의 아래에는 화상 생성부(822)에서 생성되는 생활치 비교 화상(C)이 표시되고, 생활치 비교 화상(C)의 우측에는 견본 비교 화상(D)이 표시된다.

화면에서, 기준 색도값을 입력하기 위한 기준 입력부(200)가 생활치 견본 비교 화상(C)에 마련되어 있다. 이 실시예에서, 기준 입력부(200)는 상하로 이동가능한 세로 주사선(Y)과 좌우로 이동가능한 가로 주사선(X)을 포함한다. 세로 주사선(Y)과 가로 주사선(X)의 교차점은 화소 추출부(821)에서 기준 화소로 사용된다. 따라서, 세로 주사선(Y)과 가로 주사선(X)은, 두 선의 교차점이 생활치 비교 화상(C)의 중심 화소 (x,y)=(144, 144)와 일치하도록, 화면상에서 디폴트 위치에 배치되어 있다.

세로 주사선(Y)과 가로 주사선(X)은 사용자가 자유롭게 이동시킬 수 있으므로, 사용자는 세로 주사선(Y)과 가로 주사선(X)을 주사하여, 화소 추출부(821)에서 사용되는 기준 화소를 변경할 수 있다. 그 결과, 기준 색도값이 변경될 수 있다.

화상 표시 GUI부(115)의 표시 화면에는 기준 입력부(200)가 표시되는 비교 화상을 선택하기 위한 화상 선택부(201)가 구비되어 있다. 기준 입력부(200)는 비교 화상들 중 하나 위에 표시될 수 있으며(이하, 생활치 비교 화상과 견본 비교 화상을 함께 "비교 화상"이라 한다), 어느 것이든 화상 선택부(201)에서 사용자에 의해 선택된다. 이러한 방식으로, 기준 색도값은 생활치 비교 화상 및 견본 비교 화상 둘다에서 선택될 수 있다. 도 14는 견본 비교 화상(C)이 화상 선택부(201)를 이용하여 선택되었을 때의 예시 화면을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 기준 입력부(200)는 견본 비교 화상(D) 위에 표시된다.

도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 화상 표시 GUI부(115)는 기준 입력부(200)가 표시되지 않는 비교 화면상에 기준선(Q)을 표시한다. 달리 말하면, 도 13에 도시한 경우에 대해, 화상 표시 GUI부(115)는 견본 비교 화상(D) 위에 기준선(Q)을 표시한다. 기준선(Q)은 좌우로 이동 가능한 세로선(Y 축)으로 나타낸다. 이어, 기준선(Q)상의 화소의 색도값과 기준 색도값의 차 ΔE*는 견본 비교 화상(D)의 우측에 라인 그래프(line graph)(F)로서 표시된다. 이때, 라인 그래프(F)의 Y 축과 견본 비교 화상(D)의 Y 축(가로 주사선 X)을 서로 척도(scale)가 일치하도록 표시함으로써, 사용자는 특정한 차ΔE*에 대응하는 영역(화소)을 매우 용이하게 인식할 수 있다.

도 13에 도시한 바와 같이, 기준 입력부(200)가 표시되는 견본 비교 화상(C)에 있어서, 기준 입력부(200)의 가로 주사선(X)은 기준선(Q)의 역할을 한다. 가로 주사선(X) 상의 화소의 색도값과 기준 색도값의 차 ΔE*는 견본 비교 화상(C) 의 좌측에 라인 그래프(E)로서 표시된다. 이 경우에도, 라인 그래프(E)의 Y 축과 견본 비교 화상(C)의 Y 축(가로 주사선 X)의 척도는 일치하여 표시된다.

도 14에서 기준 입력부(200)는 견본 비교 화상(D) 위에 표시되므로, 기준 입력부(200)의 가로 주사선(X) 다음의 라인 그래프(F)는 견본 비교 화상(D)의 우측에 표시되고, 기준선(Q) 다음의 라인 그래프(E)는 견본 비교 화상(C)의 좌측에 표시된다.

화상 표시 GUI부(115)는 화면의 좌측 하부 영역에 생활치의 각 영역의 측색 정보를 리스트(G)로 표시한다. 구체적으로, 명도(L*), 색(C*) 및 색상(h)의 평균값의 목록을 생활치의 각 영역, 즉 이 실시예에서의 치아의 서비클 영역(cervical area), 바디 영역(body area), 인사이슬 영역(incisal area)에 대응하는 측색 정보로 표시한다. 유사하게, 화상 표시 GUI부(115)는 화면의 우측 하부 영역에 셰이드 가이드의 이들 영역의 측색 정보를 리스트(H)로 표시한다. 구체적으로, 측색 정보(L*, C*, h)의 평균값의 리스트를, 생활치에 가장 유사한 색을 갖는 것으로 선택된 셰이드 가이드(이 실시예에서는 분류 번호 A2에 대응하는 셰이드 가이드)의 서비클, 바디 및 인사이슬 영역 각각에 대응하는 측색 정보로 표시한다.

화상 표시 GUI부(115)는 분광 결정값(Jvalue)이 감소하는 순으로 셰이드 가이드 후보(J)로서 리스트(G)와 리스트(H) 사이에, 도 4에 도시한 셰이드 가이드 선택부(81)에 의해 선택된 세 개의 셰이드 가이드 번호를 표시한다. 또한, 생활치의 측색 정보의 세트와 셰이드 가이드의 측색 정보의 세트의 차의 평균값(M)이 각 셰이드 가이드에 대하여 표시된다. 셰이드 가이드 후보(J)로서, 제1 후보(A2), 제2 후보(B2) 및 제3 후보(B1)가 표시되어 있다. 도 13 및 도 14에 있어서, 셰이드 가이드의 측색 정보의 세트와 제1 후보(A2)의 생활치의 측색 정보의 세트와의 차의 평균값(M)으로서, 분광들 사이의 차의 평균값 [스펙트(spect)], 색도값들 사이의 차의 평균값(ΔE*), 명도값들 사이의 차의 평균값(ΔL*), 색들 사이의 차의 평균값(ΔC*) 및 색상 차의 평균값(Δh*)이 표시되어 있다.

측색 정보의 차의 평균값을 표시하고자 하는 셰이드 가이드 후보(J)는 임의로 선택될 수 있다. 사용자는 각 셰이드 가이드에 대한 측색 정보의 표시되는 차이 정보(M)를 절환하도록(switch) 셰이드 가이드 후보(J)를 절환할 수 있다.

전술한 "소정 조건"을 입력하기 위한 조건 입력부(202)는 화상 표시 GUI부(115)의 표시 화면에 마련되어 있다. 이 실시예에서, 조건 입력부(202)는 가로축을 따라 색차(ΔE*)를 나타내고, 이 가로축을 따라 이동 가능한 막대(P)가 구비되어 있다. 사용자는 막대(P)를 원하는 값으로 이동시켜, 도 4에 도시한 화소 추출부(821)에서 사용되는 소정 임계값을 변경시킬 수 있다. 도 13 및 14에서, 등록된 디폴트 임계값 "3"은 막대(P) 상에서 설정된다.

화상 표시 GUI부(115)는 생활치의 각 영역에서 셰이드 가이드의 제1 후보를 생활치의 컬러 화상의 우측에 리스트(R)로 표시한다.

사용자가 전술한 화면 상에서 기준 입력부(200)를 조작할 때, 도 4에 도시한 화소 추출부(821)에 의해 사용되는 기준 화소, 즉 기준 색도값을 업데이트하고, 새로 설정된 색도값에 기초하여 다시 계산을 한다. 이어, 사용자에 의해 업데이트한 기준 색도값에 기초하여 생활치 비교 화상 및 견본 비교 화상을 화상 생성 부(822)에서 생성하고, 도 13 및 14에 도시한 생활치 비교 화상(C)과 견본 비교 화상(D)을 새 화상으로 업데이트한다. 유사하게, 사용자가 조건 입력부(202)를 조작하는 경우, 새로 입력된 조건에 기초하여 화소 추출부(821)와 화상 생성부(822)는 유사한 처리를 수행한다. 이러한 방식으로, 도 13 및 14에 도시한 생활치 비교 화상(C)과 견본 비교 화상(D)은 새 화상으로 업데이트된다.

전술한 바와 같이, 이 실시예에 따른 치과용 측색 시스템에 있어서, 생활치의 촬영 화상에 기초하여 얻은 각 화소의 색도값과 치아 견본의 촬영 화상에 기초하여 얻은 각 화소의 색도값을 각 화소에 대한 기준 색도값과 비교하고, 그 차 ΔE*를 계산한다. 이 경우, 소정 임계값 "3"과 같거나 작은 차 ΔE*에 대응하는 화소는 촬영 데이터, 즉 실제 치아의 색 또는 치아 견본의 색으로 나타내는 반면, 소정 임계값 "3"보다 큰 차 ΔE*에 대응하는 화소는 색 차 ΔE*에 대응하는 계조로 나타낸다. 이어, 이러한 방식으로 나타낸 생활치 비교 화상(C)과 견본 비교 화상(D)은 동일한 화면 상에 표시된다.

이와 같이, 사용자는 동일 화면에 표시되는 생활치 비교 화상(C)과 견본 비교 화상(D)을 확인하여, 어느 영역이 조건을 만족시키고 만족시키지 않는지를 용이하게 결정할 수 있다. 특히, 이 실시예에서, 임계값은 생활치의 색과 셰이드 가이드의 색이 실질적으로 일치하는 경계값 "3"으로 설정되므로, 실질적으로 동일한 색을 갖는 화소의 분포를 용이하게 파악할 수 있다.

예를 들면, 사용자는 기준 색도값(생활치의 중심에 있는 화소)으로부터의 차 ΔE*가 3이거나 그보다 작은 화소가 생활치의 중심 영역에서 넓게 분포되고 셰 이드 가이드의 전체 중심 영역에서 드문 드문 분포되는 것을 도 13에 도시한 예시 화면에서 쉽게 확인할 수 있다.

촬영한 화상 데이터가 차 ΔE*가 3이거나 그보다 작은 화소에 사용되므로, 대응하는 영역에서의 사소한 색의 차이는 색을 비교하여 결정될 수 있다. 또한, 촬영한 화상 데이터가 사용되지 않는 다른 영역, 즉 차 ΔE*가 3보다 큰 화소는 차 ΔE*에 대응하는 검정에서 흰색까지의 계조로 나타낸다. 따라서, 사용자는 생활치의 색과 셰이드 가이드의 색을 화면을 보면서 쉽게 비교할 수 있다. 그 결과, 사용자는 기준 화상인 셰이드 가이드 화상의 주관적인 평가만을 허용하도록 하는 종래의 방법에 비하여, 어느 색을 더하여 생활치의 색조(color tone)를 일치시킬지를 용이하게 결정할 수 있다. 이러한 방식으로, 생활치에 더 가까운 색을 갖는 크라운을 생산할 수 있다.

이 실시예에 따른 치과용 측색 시스템에 있어서, 색도값의 차 ΔE*가 3보다 큰 화소에 대하여는 계조의 농도(darkness)는 화소의 차 ΔE*에 따라 변화한다. 따라서, 사용자는 계조에 의해 차 ΔE*의 변화를 파악할 수 있다.

도 13 및 14는 오직 하나의 견본 비교 화상(D)을 표시한 예시 화면을 나타낸다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 셰이드 가이드의 복수의 색도값을 기준 색도값과 비교하여, 복수의 셰이드 가이드의 색도값에 대응하는 복수의 견본 비교 화상을 생성할 수 있다. 이어, 생성된 견본 비교 화상은 동일 화면에 표시될 수 있다.

복수의 견본 비교 화상을 표시함으로써, 다수의 셰이드 가이드를 생활치와 비교할 수 있다. 이러한 방식으로, 생활치에 유사한 특성을 갖는 셰이드 가이드를 효율적으로 선택할 수 있다.

전술한 제1 실시예에서, 하나의 화소는 기준 색도값을 정하는 것으로 설정된다. 하지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않으며, 기준 화소는 2x2 화소 또는 3x3 화소와 같이 복수의 화소를 포함하는 영역일 수 있다. 이러한 방식으로, 복수의 화소를 포함하는 영역이 기준 척도값으로서 정해지는 경우, 그 영역에 포함되어 있는 화소의 색도값의 평균값이 기준 색도값으로 설정될 수 있다.

셰이드 가이드에 있어서, 각 화소의 색도값을 기준 색도값과 비교하는 대신, 복수의 화소를 포함하는 영역의 색도값의 평균값이 기준 색도값과 비교될 수 있다. 전술한 실시예에서, 색도값은 측색 정보로서 사용된다. 하지만, 다른 종류의 측색 정보가 전술한 것과 동일하게 사용될 수 있다.

상기 제1 실시예에 따르면, 색도값의 차 ΔE*가 3보다 큰 화소의 경우, 화소의 차 ΔE*는 계조에서의 변화로 나타낸다. 하지만, ΔE* 대신, 화소의 명도값 L*(예를 들어, 0≤L*≤100의 범위)을 이용한 농담 표현을 채용할 수 있다. 구체적으로, 제2 및 제4 화소 그룹에 포함되는 화소는 다음 수학식 6으로 얻어지는 RGB 값으로 나타낸다.

이러한 표현에 따르면, L*은 0부터 255까지의 그라데이션(gradation)을 갖는 회색으로 표시될 수 있다. 명도 L*의 범위는 40≤L*≤90으로서 생활치의 특성과 일치시킬 수 있다. 이 경우, L*<40이면, RGB값은 0으로 설정된다. L*>90이면, RGB값은 255로 설정된다. 40≤L*≤90이면, RGB값은 다음 수학식 7에 의해 결정된다.

상기 제1 실시예에 따르면, 생활치의 반사 분광 곡선을 근사화시킨 반사 분광 곡선을 갖는 셰이드 가이드가 후보로서 선택되고, 견본 비교 화상은 오직 그 선택된 셰이드 가이드에 대해서만 생성된다. 하지만, 이것 대신, 셰이드 가이드 정보 저장부(114)에 저장되어 있는 모든 셰이드 가이드에 대해 견본 비교 화상을 생성할 수 있다. 이러한 양상에 따르면, 생활치의 반사 분광을 가장 근사화시킨 반사 분광을 갖는 셰이드 가이드를 선택할 필요가 없기 때문에, 셰이드 가이드 선택부(81)는 필요하지 않을 수 있다.

이러한 모드에 추가하여, 사용자가 비교를 원하는 셰이드 가이드 번호를 입력하기 위한 셰이드 가이드 특정부가 화면에 마련되어 있다. 견본 비교 화상은 셰이드 가이드 특정부에 입력되는 셰이드 가이드 번호로 식별되는 셰이드 가이드에 기초하여 생성될 수 있다.

상기 제1 실시예에 따르면, 치과용 측색 장치(3)는 처리가 하드웨어에 의해 수행된다는 전제를 기초로 한다. 하지만, 구성은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리가 개별 소프트웨어에 의해 수행되는 구성을 채용할 수 있다. 이 경우, 치과용 측색 장치(3)는 CPU, RAM과 같은 주 저장 장치, 그리고 처리의 모두 또는 일부를 실현시키는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체를 포함한다. CPU는 저장 매체에 저장된 프로그램을 판독해서 정보 및 계산 처리를 수행하여, 전술한 치과용 측색 장치와 동일한 처리를 수행한다.

컴퓨터 판독가능한 기록 매체는 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등이다. 컴퓨터 프로그램은 통신 회선을 통하여 컴퓨터로 배포될 수 있고, 배포된 컴퓨터 프로그램을 수신한 컴퓨터는 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있다.

CPU가 치과용 측색 프로그램을 실행할 때 수행되는 치과용 측색 방법의 단계들에 대하여 도 15를 참고하여 이하에서 설명한다.

도 15의 단계 SA1에서, 생활치의 7개 대역 촬영 화상을 RGB 컬러 화상 데이터로부터 생성한다. 이어, 단계 SA2에서, 각 화소의 분광 곡선(구체적으로는 분광 반사율 곡선)을 생활치의 촬영 화상에 기초하여 계산한다. 단계 SA3에서, 생활치의 촬영 화상에 기초하여 색도값을 계산한다. 단계 SA4에서, 단계 SA2에서 계산한 분광 곡선과 셰이드 가이드 정보 저장부(114)에 저장된 각 셰이드 가이드의 분광 곡선을 비교하여, 생활치의 반사 분광 곡선을 가장 근사화시키는 셰이드 가이드를 선택한다.

단계 SA5에서, 화소에 등록된 색도값을 선택된 셰이드 가이드에 대응하는 측색 정보로서 셰이드 가이드 정보 저장부(114)로부터 얻고, 선택된 색도값과 기준 색도값의 차 ΔE*를 각 화소마다 계산한다. 단계 SA6에서, 각 화소에 대한 차 ΔE*가 "3"과 같거나 작은 지를 결정한다. 그 차 ΔE*가 3이거나 그보다 작은 경우, 처리는 단계 SA7로 진행되고, 대응하는 셰이드 가이드의 촬영 데이터를 대응하는 화소에 사용한다. 이와는 달리, 차 ΔE*가 3보다 큰 경우, 처리는 단계 SA8로 진행되고, 색도값에 대응하는 계조를 사용한다. 구체적으로, RGB값과 [차 ΔE* x 25.5]를 곱하여 얻어지는 값을 사용한다. 이어, 모든 화소에 이와 같은 결정을 행하여, 견본 비교 화상을 단계 SA9에서 생성한다. 다음, 단계 SA10에서, 생활치에 대한 각 화소의 색도값을 기준 색도값과 비교하고, 동일한 방법으로 생활치 비교 화상을 생성한다. 이어, 단계 SA11에서, 생성된 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상을 모니터(표시 장치)(4)에 표시한다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예에 따른 치과용 측색 시스템에 대하여 설명한다.

전술한 제1 실시예에 있어서, 색도값은 측색 정보로 사용되고, 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상은 색도값과 기준 색도값의 차 ΔE*에 기초하여 생성된다. 하지만, 이 실시예에서는 분광 곡선(구체적으로, 분광 반사율 곡선)이 측색 정보로 사용되고, 견본 비교 화상 및 생활치 비교 화상은 분광 곡선과 기준 분광 곡선의 차 Δspect에 기초하여 생성된다.

이 실시예에 따른 치과용 측색 시스템에 대하여 이하에서 설명하며, 전술한 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하고, 상이한 구성 요소에 대하여만 설명한다.

도 16은 이 실시예에 따른 치과용 측색 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다. 이 실시예에 따른 치과용 측색 장치는 분광 곡선에 기초하여 견본 비교 화상을 생성하므로, 색도값을 계산하는 색도값 연산부(73)(도 4 참조)는 필요하지 않다. 도 16에 도시한 바와 같이, 분광 추정 연산부(71)에서 계산되는 분광 곡선 f₁(λ)은 셰이드 가이드 처리부(80)의 셰이드 가이드 선택부(81)와 비교 처리부(82')로 전달된다. 셰이드 가이드 선택부(81)에서, 생활치를 가장 근사화시킨 특성을 갖는 셰이드 가이드를 분광 추정 연산부(71)로부터 획득한 분광 곡선 f₁(λ)에 기초하여 선택한다. 이어, 선택된 셰이드 가이드의 셰이드 가이드 번호를 화상 표시 GUI부(115)와 비교 처리부(82')의 화소 추출부(823)로 출력한다.

화소 추출부(823)는 분광 추정 연산부(71)로부터 획득한 생활치에 대한 화소의 분광 곡선 f₁(λ)으로부터 기준 화소의 분광 곡선 f₃(λ)(이하, "기준 분광 곡선 f₃(λ)"이라 한다)을 얻으며, 셰이드 가이드 선택부(81)에서 보내온 셰이드 가이드 번호로 식별되는 셰이드 가이드에 대한 화소의 분광 곡선 f₂(λ)을 셰이드 가이드 정보 저장부(114)로부터 수신한다. 이어, 화소 추출부(823)는 각 화소에 대한 분광 곡선 f₂(λ)과 기준 분광 곡선 f₃(λ)을 비교하고, 차 Δspect를 결정한다. 다음, 화소 추출부(823)는 차 Δspect가 등록되어 있는 소정의 임계값, 예를 들어, 4000과 같거나 작은 화소를 추출한다(이하, 여기서 추출되는 화소를 포함하는 화소 그룹을 "제3 화소 그룹"이라 한다).

유사하게, 화소 추출부(823)는 생활치의 각 화소에 대한 분광 곡선 f₁(λ)과 기준 분광 곡선 f₃(λ)을 비교하고, 차 Δspect를 계산한다. 다음, 화소 추출부(823)는 차 Δspect가 등록되어 있는 소정의 임계값, 예를 들어, 4000과 같거나 작은 화소를 추출한다(이하, 여기서 추출되는 화소를 포함하는 화소 그룹을 "제1 화소 그룹"이라 한다). 이러한 방식으로, 화소 추출부(823)는 소정 조건을 만족시키는 화소를 추출한 후 제1 및 제3 화소 그룹에 대응하는 좌표 정보를 화상 생성부(824)로 출력한다. 이 실시예에 따른 "소정 조건"은 임계값 4000과 같거나 작은 기준 분광 곡선에 대한 차이다.

제3 화소 그룹에 관련된 화소 좌표 정보와 제1 화소 그룹에 관련된 화소 좌표 정보를 화소 추출부(823)로부터 수신한 후, 화상 생성부(824)는 제3 화소 그룹에 포함되어 있는 화소에 대한 셰이드 가이드의 촬영 데이터를 사용하고, 제3 화소 그룹에 포함되지 않은 화소, 즉 기준 분광 곡선에 대한 차가 임계값 4000보다 큰 화소(이하, 이러한 화소를 "제4 화소 그룹"이라 한다)의 분광 곡선에 대응하는 색으로 나타내는 견본 비교 데이터를 생성한다.

유사하게, 화상 생성부(824)는 제1 화소 그룹에 포함되어 있는 화소에 대한 생활치의 촬영 데이터를 사용하여 제1 화소 그룹에 포함되지 않은 화소, 즉 기준 분광 곡선에 대한 차가 임계값 4000보다 큰 화소(이하, 이러한 화소를 "제2 화소 그룹"이라 한다)의 분광 곡선에 대응하는 색으로 나타내는 생활치 비교 데이터를 생성한다. 제2 및 제4 화소 그룹의 표현 방법은 전술한 제1 실시예와 따른 것과 동일하다.

전술한 바와 같이 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상을 생성한 후, 화상 생성부(824)는 이러한 화상을 화상 표시 GUI부(115)로 출력한다.

화상 표시 GUI부(115)는 표시 장치(4)에 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상을 표시한다. 이러한 방식으로, 화상 생성부(824)에서 생성되는 생활치 비교 화상은 화상(C)으로, 화상 생성부(824)에서 생성되는 견본 비교 화상은 화상(D)으로, 도 13 및 14에 도시한 것과 같은 방식으로 표시 장치(4)의 화면에 표시된다.

전술한 바와 같이, 이 실시예에 따른 치과용 측색 시스템에 따르면, 셰이드 가이드와 생활치를 분광 곡선에 기초하여 비교하므로, 도 4에 도시된 제1 실시예에 따른 치과용 측색 장치에 포함되는 색도값 연산부(73)는 필요하지 않고, 이에 따라 장치의 크기 및 처리 부하가 감소될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 치과용 측색 장치(3')에 있어서, 전술한 제1 실시예에 따른 치과용 측색 장치(3)와 유사하게, 처리가 소프트웨어에 의해 수행되는 구성을 채용할 수 있다.

이 실시예에 따른 치과용 측색 프로그램을 CPU가 실행할 때 수행되는 치과용 측색 방법의 단계들에 대하여 도 17을 참고하여 이하에서 설명한다.

도 17의 단계 SB1에서, 생활치의 7개 대역 촬영 화상을 RGB 컬러 화상 데이터로부터 생성한다. 이어, 단계 SB2에서, 각 화소의 분광 곡선(구체적으로는 분광 반사율 곡선)을 생활치의 촬영 화상에 기초하여 계산한다. 단계 SB3에서, 단계 SB2에서 계산한 분광 곡선과 셰이드 가이드 정보 저장부(114)에 저장된 각 셰이드 가이드의 분광 곡선을 비교하여, 분광 곡선을 가장 근사화시키는 셰이드 가이드를 선택한다. 단계 SB4에서, 화소와 관련하여 등록된 분광 곡선을 선택된 셰이드 가이드에 대응하는 측색 정보로서 셰이드 가이드 정보 저장부(114)로부터 얻고, 선택된 분광 곡선과 기준 분광 곡선 사이의 차 Δspect를 각 화소마다 계산한다.

차 Δspect를 계산하는 방법으로서, 다음의 수학식 8 내지 11 중 하나를 이용할 수 있다.

단계 SB5에서, 각 화소에 대한 차 Δspect가 4000과 같거나 작은 지를 결정 한다. 그 차 Δspect가 4000이거나 작은 경우, 처리는 단계 SB6로 진행되고, 해당 셰이드 가이드의 촬영 데이터를 해당 화소에 사용한다. 이와는 달리, 차 Δspect가 4000보다 큰 경우, 처리는 단계 SB7로 진행되고, 차 Δspect에 대응하는 계조를 사용한다. 이어, 모든 화소에 이와 같은 결정을 행하여 견본 비교 화상을 단계 SB8에서 생성한다. 다음, 단계 SB9에서, 생활치에 대한 각 화소의 분광 곡선을 기준 분광 곡선과 비교하고, 동일한 방법으로 생활치 비교 화상을 생성한다. 이어, 단계 SB10에서, 생성된 견본 비교 화상과 생활치 비교 화상을 표시 장치(4)에 표시한다.

제3 실시예

다음, 본 발명의 제3 실시예에 대하여 이하에서 설명한다. 이 실시예에 따른 치과용 측색 시스템의 특징은 전술한 제1 및 제2 실시예 모두에 따른 치과용 측색 장치의 기능을 갖는다는 것이다. 따라서, 이 실시예에 따른 치과용 측색 장치에 있어서, 비교 화상은 색도값 또는 분광 곡선에 기초하여 생성될 수 있다.

전술한 제1 내지 제3 실시예에 따르면, 기준 색도값 또는 기준 분광 곡선으로서, 생활치 또는 셰이드 가이드에 대한 화소의 색도값 또는 분광 곡선을 사용한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 사용자는 도 13 또는 14에 도시한 것처럼 기준 색도값 또는 기준 분광 곡선을 수작업으로 화면 상에서 입력할 수 있다.

전술한 실시예에 따르면, 색도값 또는 분광 곡선은 기준 측색 정보로 사용된다. 하지만, 정보는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 색 온도를 사용할 수 있 다.

전술한 실시예에서, 제1 및 제3 화소 그룹에 포함되는 화소는 촬영 화상 데이터로 나타내며, 제2 및 제4 화소 그룹에 포함되는 화소는 기준 측색 정보와의 비교 결과에 대응하는 계조로 나타낸다. 하지만, 화상 생성부(822, 824)에 따른 화소의 표현 방법은 전술한 예들에 한정되지 않는다. 달리 말하면, 견본 비교 화상이 제3 및 제4 화소 그룹이 시각적으로 구별되도록 하는 방식으로 표현되는 한, 그리고 생활치 비교 화상이 제1 및 제2 화소 그룹이 시각적으로 구별되도록 하는 방식으로 표현되는 한, 수용 가능하다.

예를 들면, 제1 및 제3 화소 그룹에 대하여, 촬영 화상 데이터를 사용하는 것 이외에, 이러한 그룹들은 제2 및 제4 화소 그룹을 나타내는 색과 다른 색으로 나타낼 수 있다. 이 경우, 제1 및 제3 화소 그룹은 상기 제2 및 제4 화소 그룹과 유사하게, 측색 정보와 기준 측색 정보의 비교 결과에 대응하는 농도를 갖는 소정 색(예를 들어, 적색 또는 주황색)으로 나타낼 수 있다. 이러한 양상은 색의 농도를 변화시키는 것에 한정되지 않고, 대신, 예를 들어, 명도를 변경시킬 수 있다. 즉, 표현 모드는 기준 측색 정보에 대한 차이를 반영할 수 있는 것이면 바람직하고, 그 차이의 변화가 그라데이션으로 나타낼 수 있는 것이면 더욱 바람직하다. 전술한 제1 내지 제3 실시예에서, 촬영 화상 데이터는 제1 및 제3 화소 그룹에 포함되는 화소에 사용된다. 하지만, 이와는 달리, 촬영 화상 데이터는 제2 및 제4 화소 그룹에 포함되는 화소에 사용될 수 있으며, 제1 및 제3 화소 그룹의 화소는 차이에 대응하는 계조를 변화시켜 나타낼 수 있다.

Claims

치과용 측색 장치(dental colorimetry apparatus)로서,

생활치(vital tooth)의 촬영 화상 데이터 및 상기 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득되는 측색 정보(colorimetric information)를 각 화소마다 저장하도록 구성된 제1 저장부;

상기 측색 정보를 비교할 때 기준으로서 사용되는 기준 측색 정보를 획득하도록 구성된 기준 획득부;

상기 기준 측색 정보와 상기 생활치의 각 화소의 상기 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소들을 추출하도록 구성된 제1 추출부;

상기 제1 추출부에 의해 추출된 화소들을 포함하는 제1 화소 그룹과 추출되지 않은 화소들을 포함하는 제2 화소 그룹을 서로 다른 색들로 나타내는 생활치 비교 화상을 생성하도록 구성된 제1 화상 생성부; 및

상기 제1 화상 생성부에 의해 생성된 상기 생활치 비교 화상을 표시하도록 구성된 표시 제어부

를 포함하는 치과용 측색 장치.
제1항에 있어서,

치아 견본(tooth sample)의 촬영 화상 데이터 및 상기 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득되는 측색 정보를 각 화소마다 저장하도록 구성된 제2 저장부;

상기 기준 측색 정보와 상기 치아 견본의 각 화소의 상기 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소들을 추출하도록 구성된 제2 추출부; 및

상기 제2 추출부에 의해 추출된 화소들을 포함하는 제3 화소 그룹과 추출되지 않은 화소들을 포함하는 제4 화소 그룹을 서로 다른 색들로 나타내는 견본 비교 화상을 생성하도록 구성된 제2 화상 생성부

를 더 포함하고,

상기 표시 제어부는 상기 제2 화상 생성부에 의해 생성된 상기 견본 비교 화상과 상기 생활치 비교 화상을 표시하는 치과용 측색 장치.
제2항에 있어서,

상기 견본 비교 화상과 상기 생활치 비교 화상에서, 상기 제1 화소 그룹과 상기 제3 화소 그룹을 동일한 색조(color tone)로 나타내고, 상기 제2 화소 그룹과 상기 제4 화소 그룹을 동일한 색조로 나타내는 치과용 측색 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1 화상 생성부는 각 화소의 상기 측색 정보에 따라 상기 생활치 비교 화상에서 각 화소의 명도(brightness), 채도(chromaticity) 및 색상(hue) 중 적어도 하나를 변경하고,

상기 제2 화상 생성부는 각 화소의 상기 측색 정보에 따라 상기 견본 비교 화상에서 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나를 변경하는 치과용 측색 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1 화상 생성부에 의해 생성된 상기 생활치 비교 화상에서, 상기 제1 화소 그룹에 포함된 상기 화소들은 상기 생활치의 상기 촬영 화상 데이터로 나타내고,

상기 제2 화상 생성부에 의해 생성된 상기 견본 비교 화상에서, 상기 제3 화소 그룹에 포함된 상기 화소들은 상기 치아 견본의 상기 촬영 화상 데이터로 나타내는 치과용 측색 장치.
제5항에 있어서,

상기 제1 화상 생성부는 각 화소의 상기 측색 정보에 따라 상기 생활치 비교 화상의 상기 제2 화상 그룹에 포함된 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나를 변경하고,

상기 제2 화상 생성부는 각 화소의 상기 측색 정보에 따라 상기 견본 비교 화상의 상기 제4 화상 그룹에 포함된 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나를 변경하는 치과용 측색 장치.
제1항에 있어서,

상기 표시 제어부는 상기 생활치 비교 화상을 표시하는 화면 상에 상기 기준 측색 정보를 입력하기 위한 기준 입력부를 표시하는 치과용 측색 장치.
제1항에 있어서,

상기 표시 제어부는 상기 생활치 비교 화상을 표시하는 화면 상에 상기 소정 조건을 입력하기 위한 조건 입력부를 표시하는 치과용 측색 장치.
제2항에 있어서,

측정될 생활치에 대한 영역 - 상기 영역은 촬영 장치에 의해 촬영된 구강(oral cavity)의 촬영 화상에 포함됨 - 을 특정하도록 구성된 영역 특정부;

상기 생활치의 특정된 영역에서 적어도 하나의 측정 영역을 설정하도록 구성된 측정 영역 설정부; 및

미리 등록되어 있는 복수의 치아 견본들로부터 상기 측정 영역의 분광(spectrum)을 근사화시키는 적어도 하나의 치아 견본을 선택하도록 구성된 견본 선택부

를 더 포함하고,

상기 제2 추출부는 각 화소마다 상기 기준 측색 정보와 상기 견본 선택부에 의해 선택된 상기 치아 견본의 측색 정보를 비교하는 치과용 측색 장치.
치과용 측색 시스템으로서,

구강의 화상을 촬영하도록 구성된 촬영 장치;

상기 촬영 장치에 의해 촬영된 상기 화상을 처리하도록 구성된 치과용 측색 장치; 및

상기 치과용 측색 장치에 의해 처리된 화상을 표시하도록 구성된 표시 장치

를 포함하고,

상기 치과용 측색 장치는,

생활치의 촬영 화상 데이터 및 상기 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득되는 측색 정보를 각 화소마다 저장하도록 구성된 제1 저장부;

상기 측색 정보를 비교할 때 기준으로서 사용되는 기준 측색 정보를 획득하도록 구성된 기준 획득부;

상기 기준 측색 정보와 상기 생활치의 각 화소의 상기 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소들을 추출하도록 구성된 제1 추출부;

상기 제1 추출부에 의해 추출된 화소들을 포함하는 제1 화소 그룹과 추출되지 않은 화소들을 포함하는 제2 화소 그룹을 서로 다른 색들로 나타내는 생활치 비교 화상을 생성하도록 구성된 제1 화상 생성부; 및

상기 제1 화상 생성부에 의해 생성된 상기 생활치 비교 화상을 표시하도록 구성된 표시 제어부

를 포함하는 치과용 측색 시스템.
제10항에 있어서,

상기 치과용 측색 장치는,

치아 견본의 촬영 화상 데이터 및 상기 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득되는 측색 정보를 각 화소마다 저장하도록 구성된 제2 저장부;

상기 기준 측색 정보와 상기 치아 견본의 각 화소의 상기 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소들을 추출하도록 구성된 제2 추출부; 및

상기 제2 추출부에 의해 추출된 화소들을 포함하는 제3 화소 그룹과 추출되지 않은 화소들을 포함하는 제4 화소 그룹을 서로 다른 색들로 나타내는 견본 비교 화상을 생성하도록 구성된 제2 화상 생성부

를 더 포함하고,

상기 표시 제어부는 상기 제2 화상 생성부에 의해 생성된 상기 견본 비교 화상과 상기 생활치 비교 화상을 표시하는 치과용 측색 시스템.
치과용 측색 방법으로서,

생활치의 촬영 화상 데이터에 기초하여 얻어지는 측색 정보를 비교할 때 기준으로 사용되는 기준 측색 정보를 획득하는 기준 획득 단계;

상기 생활치의 각 화소의 상기 측색 정보와 상기 기준 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소들을 추출하는 제1 추출 단계;

상기 제1 추출 단계에 의해 추출된 화소들을 포함하는 제1 화소 그룹과 추출되지 않은 화소들을 포함하는 제2 화소 그룹을 서로 다른 색들로 나타내는 생활 치 비교 화상을 생성하는 제1 화상 생성 단계; 및

상기 생활치 비교 화상을 표시하는 표시 제어 단계

를 포함하는 치과용 측색 방법.
제12항에 있어서,

각 화소의 상기 측색 정보 - 상기 측색 정보는 치아 견본의 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득됨 - 와 상기 기준 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소들을 추출하는 제2 추출 단계; 및

상기 제2 추출 단계에 의해 추출된 화소들을 포함하는 제3 화소 그룹과 추출되지 않은 화소들을 포함하는 제4 화소 그룹을 서로 다른 색들로 나타내는 견본 비교 화상을 생성하는 제2 화상 생성 단계

를 더 포함하고,

상기 견본 비교 화상과 상기 생활치 비교 화상은 상기 표시 제어 단계에서 표시되는 치과용 측색 방법.
컴퓨터에 의해 실행될 치과용 측색 프로그램으로서,

생활치의 촬영 화상 데이터에 기초하여 얻어지는 측색 정보를 비교할 때 기준으로 사용되는 기준 측색 정보를 획득하는 기준 획득 처리;

상기 생활치의 각 화소의 상기 측색 정보와 상기 기준 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소들을 추출하는 제1 추출 처리;

상기 제1 추출 처리에 의해 추출된 화소들을 포함하는 제1 화소 그룹과 추출되지 않은 화소들을 포함하는 제2 화소 그룹을 서로 다른 색들로 나타내는 생활치 비교 화상을 생성하는 제1 화상 생성 처리; 및

상기 생활치 비교 화상을 표시하는 표시 제어 처리

를 포함하는 치과용 측색 프로그램.
제14항에 있어서,

각 화소의 상기 측색 정보 - 상기 측색 정보는 치아 견본의 촬영 화상 데이터에 기초하여 획득됨 - 와 상기 기준 측색 정보를 비교하여, 비교 결과가 소정 조건을 만족시키는 화소들을 추출하는 제2 추출 처리; 및

상기 제2 추출 처리에 의해 추출된 화소들을 포함하는 제3 화소 그룹과 추출되지 않은 화소들을 포함하는 제4 화소 그룹을 서로 다른 색들로 나타내는 견본 비교 화상을 생성하는 제2 화상 생성 처리

를 더 포함하고,

상기 견본 비교 화상과 상기 생활치 비교 화상은 상기 표시 제어 처리에서 표시되는 치과용 측색 프로그램.
제15항에 있어서,

상기 견본 비교 화상과 상기 생활치 비교 화상에서, 상기 제1 화소 그룹과 상기 제3 화소 그룹을 동일한 색으로 나타내고, 상기 제2 화소 그룹과 상기 제4 화 소 그룹을 동일한 색으로 나타내는 치과용 측색 프로그램.
제15항에 있어서,

상기 제1 화상 생성 처리에서, 각 화소의 상기 측색 정보에 따라 상기 생활치 비교 화상에서 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나가 변경되고,

상기 제2 화상 생성 처리에서, 각 화소의 상기 측색 정보에 따라 상기 견본 비교 화상에서 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나가 변경되는 치과용 측색 프로그램.
제15항에 있어서,

상기 제1 화상 생성 처리에서 생성된 상기 생활치 비교 화상에서, 상기 제1 화소 그룹에 포함된 화소들을 상기 생활치의 상기 촬영 화상 데이터로 나타내고,

상기 제2 화상 생성 처리에서 생성된 상기 견본 비교 화상에서, 상기 제3 화소 그룹에 포함된 화소들을 상기 치아 견본의 상기 촬영 화상 데이터로 나타내는 치과용 측색 프로그램.
제18항에 있어서,

상기 제1 화상 생성 처리에서, 각 화소의 상기 측색 정보에 따라 상기 생활치 비교 화상의 상기 제2 화상 그룹에 포함된 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나가 변경되고,

상기 제2 화상 생성 처리에서, 각 화소의 상기 측색 정보에 따라 상기 견본 비교 화상의 상기 제4 화상 그룹에 포함된 각 화소의 명도, 채도 및 색상 중 적어도 하나가 변경되는 치과용 측색 프로그램.
제14항에 있어서,

상기 표시 제어 처리에서, 상기 생활치 비교 화상을 표시하는 화면 상에 상기 기준 측색 정보를 입력하기 위한 기준 입력부가 표시되는 치과용 측색 프로그램.
제14항에 있어서,

상기 표시 제어 처리에서, 상기 생활치 비교 화상을 표시하는 화면 상에 상기 소정 조건을 입력하기 위한 조건 입력부가 표시되는 치과용 측색 프로그램.
제15항에 있어서,

측정될 생활치에 대한 영역 - 상기 영역은 촬영 장치에 의해 촬영된 구강의 촬영 화상에 포함됨 - 을 특정하는 영역 특정 처리;

상기 생활치의 특정된 영역에서 적어도 하나의 측정 영역을 설정하는 측정 영역 설정 처리; 및

미리 등록되어 있는 복수의 치아 견본들로부터 상기 측정 영역의 분광을 근사화시키는 적어도 하나의 치아 견본을 선택하는 견본 선택 처리

를 더 포함하고,

상기 제2 추출 처리에서, 각 화소마다 상기 기준 측색 정보와 상기 치아 견본의 측색 정보를 비교하는 치과용 측색 프로그램.