KR20180073189A

KR20180073189A - 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법 및 구강 스캐너

Info

Publication number: KR20180073189A
Application number: KR1020160176772A
Authority: KR
Inventors: 김진홍
Original assignee: 오스템임플란트 주식회사
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-07-02
Also published as: KR101902391B1

Abstract

구강 내부의 영상 데이터 처리 방법 및 구강 스캐너가 개시된다. 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법은, 구강 내부를 구강 스캐너를 통해 촬영한 영상 데이터에서 과도 노출에 해당하는 글레어링 영역을 추출하고, 글레어링 영역을 보정하는 과정에 관한 것이다. 이 때, S/W 처리 방식에 의하면, 글레어링 영역의 주변 영역으로부터 밝기 보정값을 추출하여 글레어링 영역에 적용함으로써 과도 노출 상태인 글레어링 영역을 보정할 수 있다. 또한, H/W 처리 방식에 의하면, 글레어링 영역에 광을 조사하는 DLP 조명을 픽셀 단위로 OFF 함으로써 글레어링 영역을 보정할 수 있다.

Description

구강 내부의 영상 데이터 처리 방법 및 구강 스캐너{Image Data Processing Method OF Oral Cavity, And Intraoral Scanner}

본 발명은 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법 및 구강 스캐너에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구강 내부의 영상 데이터에서 과도 노출이 발생한 글레어링 영역을 S/W 또는 H/W로 수정하는 방식에 관한 영상 데이터 처리 방법 및 구강 스캐너에 관한 것이다.

치과 치료를 위해 사용자의 구강 내부를 스캔한 영상 데이터를 수집하는 것이 필요하다. 구강 스캐너가 사용자의 구강 내부를 스캔 하기 위해서는, 먼저 구강 스캐너의 내부 조명에서 발생한 광이, 설계된 광경로를 따라 사용자의 구강 내부를 비출 필요가 있다.

그러면, 구강 내부에서 반사된 광은 다시 광경로를 따라 구강 스캐너의 카메라 센서에 도달하여 구강 내부의 영상 데이터가 생성될 수 있다. 이 때, 사람의 치아 및 잇몸에는 수분으로 인한 광택이 존재하기 때문에, 조명으로부터 출력된 광은 광택에 의해 그대로 반사되어 다시 구강 스캐너 내부의 카메라 센서로 도달할 수 있다. 이로 인해서, 글레어링(Glaring) 현상이 발생될 수 있다. 이러한 글레어링 현상은 구강 스캐너의 밝은 조명이 거울에 반사되어 눈에 직접 비추어지는 것과 같다.

그리고, 광택이 아니더라도 구강 스캐너의 조명으로부터 출력된 광이 구강 내부에서 반사된 경우, 카메라의 센서가 허용하는 노출을 벗어나게 된 경우(과다 노출)에도 글레어링 현상이 발생될 수 있다.

이와 같은, 글레어링 현상이 발생되는 경우, 기존에는 다음과 같은 과정을 통해 보정하였다.

구체적으로,, 글레어링 현상을 억제하기 위해 카메라의 센서 노출시간을 짧게 조절하거나, 구강 스캐너의 조명을 어둡게 만들면 영상에 포함된 글레어링 현상이 어느 정도 감소될 수 있다. 하지만, 일정한 주기로 고속 영상을 촬영해야 하는 경우, 센서의 노출시간을 조명 상황에 따라 계속적으로 조절하면, 변칙적인 촬영 타이밍을 발생시키기 때문에, 필요한 영상을 정상적으로 획득하지 못하거나 또는 획득한 영상에서도 불규칙한 품질이 발생할 수 있다.

뿐만 아니라, 조명을 어둡게 하면 센서의 민감도에 따라 정상적인 밝기로 판단되는 부분도 동시에 어두워지기 때문에, 영상의 밝기가 전체적으로 감소하여 품질이 낮아지는 문제가 발생될 수 있다. 이로 인해서, 다시 카메라의 센서 노출 시간을 늘려야 하는 번거로움이 있다.

본 발명은 구강 내부의 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역에 글레어링 영역의 주변 영역으로부터 추출된 밝기 보정값을 적용하여 글레어링 영역을 수정함으로써, 글레어링 영역을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 구강 내부의 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역에 대해 픽셀 단위로 광을 조사하는 구강 스캐너의 내부 조명을 제어함으로써 글레어링 영역을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법은 사용자의 구강 내부를 스캔한 영상 데이터를 구강 스캐너로부터 획득하는 단계; 상기 획득한 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역(Glaring area)이 존재하는 지 여부를 판단하는 단계; 상기 영상 데이터에서 글레어링 영역이 존재하는 경우, 상기 글레어링 영역에 매핑(Mapping)되는 적어도 하나의 픽셀(Pixel)의 노출을 제어할 수 있도록 상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 영상 데이터의 기본 단위에 대한 제1 밝기를 결정하는 단계; 상기 기본 단위에 대한 제1 밝기와 과도 노출을 판단하기 위한 제2 밝기를 비교하는 단계; 상기 제1 밝기와 제2 밝기를 비교한 결과에 기초하여, 상기 영상 데이터에서 글레어링 영역을 판단하는 단계를 포함하고, 상기 기본 단위는, 픽셀 단위 또는 블록(Block) 단위일 수 있다.

상기 구강 스캐너의 내부 조명은, DLP 조명을 포함하고, 상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계는, 상기 글레어링 영역에 매핑되는 픽셀의 위치와 동일한 위치를 조사하는 DLP 조명을 픽셀 단위로 전부 OFF하거나 또는 일부 OFF하도록 상기 DLP 조명에 대한 제어 신호를 전달할 수 있다.

상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계는, 상기 구강 스캐너에서 영상 데이터를 촬영하는 카메라의 노출 시간과 상기 영상 데이터의 프레임률 중 적어도 하나에 기초하여 상기 글레어링 영역에 매핑되는 픽셀의 위치와 동일한 위치를 조사하는 DLP 조명을 픽셀 단위로 전부 OFF하거나 또는 일부 OFF하도록 상기 DLP 조명에 대한 제어 신호를 전달할 수 있다.

상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계는, 상기 글레어링 영역에 매핑되는 픽셀의 위치와 동일한 위치를 조사하는 DLP 조명에 대한 펄스 폭을 변조하는 제어 신호를 전달할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법은 사용자의 구강 내부를 스캔한 영상 데이터를 구강 스캐너로부터 획득하는 단계; 상기 획득한 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 영상 데이터에서 글레어링 영역이 존재하는 경우, 상기 글레어링 영역에 대한 주변 영역으로부터 밝기 보정값을 추출하는 단계; 및 상기 밝기 보정값을 상기 글레어링 영역에 적용하여 상기 영상 데이터를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 영상 데이터의 기본 단위에 대한 제1 밝기를 결정하는 단계; 상기 기본 단위에 대한 제1 밝기와 과도 노출을 판단하기 위한 제2 밝기를 비교하는 단계; 상기 제1 밝기와 제2 밝기를 비교한 결과에 기초하여, 상기 영상 데이터에서 글레어링 영역을 판단하는 단계를 포함하고, 상기 기본 단위는, 픽셀 단위 또는 블록 단위일 수 있다.

상기 밝기 보정값은, 상기 주변 영역의 평균 밝기, 중간 밝기 중 어느 하나로 결정될 수 있다.

상기 주변 영역은, 상기 글레어링 영역과 관련된 구강 내부의 오브젝트와 서로 동일한 오브젝트의 경계를 통해 결정될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법은 사용자의 구강 내부를 스캔한 영상 데이터를 구강 스캐너로부터 획득하는 단계; 상기 획득한 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 영상데이터에서 글레어링 영역이 존재하는 경우, 상기 글레어링 영역에 대한 주변 영역으로부터 추출한 밝기 보정값을 상기 글레어링 영역에 적용하는 단계; 상기 밝기 보정값이 적용된 글레어링 영역에 매핑되는 적어도 하나의 픽셀의 노출을 제어할 수 있도록 상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 구강 스캐너의 내부 조명은, DLP 조명을 포함하고, 상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계는, 상기 구강 스캐너에서 영상 데이터를 촬영하는 카메라의 노출 시간과 상기 영상 데이터의 프레임률 중 적어도 하나에 기초하여 상기 글레어링 영역에 매핑되는 픽셀의 위치와 동일한 위치를 조사하는 DLP 조명을 픽셀 단위로 전부 OFF하거나 또는 일부 OFF하도록 상기 DLP 조명에 대한 제어 신호를 전달할 수 있다.

본 발명은 구강 내부의 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역에 글레어링 영역의 주변 영역으로부터 추출된 밝기 보정값을 적용하여 글레어링 영역을 수정함으로써, 글레어링 영역을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있다.

본 발명은 구강 내부의 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역에 대해 픽셀 단위로 광을 조사하는 구강 스캐너의 내부 조명을 제어함으로써 글레어링 영역을 보다 효과적으로 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 스캐너와 영상 데이터 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 글레어링 영역이 존재하는 경우, 구강 스캐너의 내부 조명을 제어하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 글레어링 영역이 존재하는 경우, 주변 영역에 기초하여 글레어링 영역을 보정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부를 스캔한 영상 데이터에서 글레어링 영역을 판단하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터에서 오브젝트의 경계를 고려하여 글레어링 영역을 판단하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 스캐너의 내부 조명을 이용하여 구강 내부를 스캔하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 스캐너의 내부 조명을 픽셀 단위로 제어하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 스캐너의 내부 조명의 OFF를 펄스폭 변조를 통해 제어하는 과정을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 스캐너와 영상 데이터 처리 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참고하면, 구강 스캐너(101)와 영상 데이터 처리 시스템(102)을 포함할 수 있다. 구강 스캐너(101)는 사용자의 구강 내부를 스캔하여 구강 내부의 영상 데이터를 획득할 수 있다. 영상 데이터 처리 시스템(102)은 프로세서를 이용하여 구강 스캐너(101)가 획득한 영상 데이터를 처리할 수 있다.

구강 스캐너(101)는 내부 조명의 광원을 구동하여 광을 출력한 후, 광경로를 따라 외부로 조사된 광을 통해 사용자의 구강 내부를 비출 수 있다. 그러면, 구강 내부에서 반사된 광은 다시 광경로를 따라 구강 스캐너(101)의 이미지 센서에 도달함으로써 구강 내부의 영상 데이터가 획득될 수 있다.

이 때, 사용자의 구강 내부에 있는 치아나 잇몸에 존재하는 수분으로 인해서 광이 과도하게 반사되는 광택이 발생할 수 있다. 이러한 광택으로 인해서 구강 내부의 영상 데이터에 과도하게 노출이 발생되는 글레어링 영역이 존재할 수 있다.

이와 같이 발생되는 글레어링 영역을 보정하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 처리 시스템(102)은 영상 데이터의 글레어링 영역을 보정할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따르면, 글레어링 영역은 소프트웨어적으로 처리되어 수정될 수 있다.

또는, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 영상 데이터의 글레어링 영역을 비추는 구강 스캐너의 내부 조명을 제어함으로써 글레어링 영역을 보정할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따르면, 글레어링 영역은 영상 데이터를 생성하기 위해 광을 조사하는 구강 스캐너를 통해 수정될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 글레어링 영역이 존재하는 경우, 구강 스캐너의 내부 조명을 제어하는 과정을 도시한 도면이다.

도 2는 H/W 방식에 따라 구강 스캐너의 내부 조명인 DLP 조명을 제어함으로써 영상 데이터에 포함된 글레어링 영역을 보정하는 경우를 설명한다.

단계(201)에서, 구강 스캐너(101)는 내부 조명을 통해 구강 내부에 광을 조사할 수 있다

단계(202)에서, 구강 스캐너(101)는 구강 내부에서 반사된 광을 이용하여 구강 내부의 영상 데이터를 획득할 수 있다.

단계(203)에서, 구강 스캐너(101)는 획득한 영상 데이터를 영상 데이터 처리 시스템(102)에 전달할 수 있다. 영상 데이터 처리 시스템(102)은 프로세서를 통해 영상 데이터를 처리할 수 있다.

단계(204)에서, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 영상 데이터에서 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 일례로, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 영상 데이터에 포함된 복수의 픽셀들 각각의 노출 정도를 판단할 수 있다. 이 때, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 픽셀의 RGB값을 이용하여 HSV(Hue Saturation Value) 또는 HSL(Hue Saturation Lightness)로 색공간 변환하여 픽셀의 밝기를 결정할 수 있다. 이 때, 픽셀 또는 픽셀들로 구성된 블록으로부터 추출된 밝기가 기준 밝기를 초과하는 경우, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 해당 픽셀 또는 블록이 과도 노출이라고 판단할 수 있으며, 과도 노출로 판단된 픽셀 또는 블록들로 구성된 영역을 글레어링 영역으로 설정할 수 있다.

만약, 영상 데이터에서 글레어링 영역이 존재하는 경우, 단계(205)에서, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 내부 조명에 대한 제어 신호를 구강 스캐너(101)에 전달할 수 있다. 일례로, 내부 조명은 구강 내부에 픽셀 단위로 광을 조사하는 DLP(Digital Light Processing)가 사용될 수 있다. 본 발명은 구강 내부의 전체 밝기를 조정하기 보다는, 구강 내부의 영상 데이터를 생성하기 위해 사용되는 구강 스캐너(101)의 내부 조명을 제어할 수 있기 때문에, 구강 내부의 영상 데이터를 생성하기 위한 카메라 센서의 노출 시간도 조절할 필요가 없다.

그러면, 단계(206)에서, 구강 스캐너(101)는 내부 조명을 픽셀 단위로 전부 또는 일부를 OFF할 수 있다. 즉, 구강 스캐너(101)는 제어 신호를 이용하여 의 내부 조명에서 글레어링 영역에 대응하는 픽셀을 비추는 위치를 일부 OFF하거나 또는 전부 OFF할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 글레어링 영역이 존재하는 경우, 주변 영역에 기초하여 글레어링 영역을 보정하는 과정을 도시한 도면이다.

도 3은 S/W 방식에 따라 글레어링 영역의 주변 영역의 밝기 보정값을 이용하여 영상 데이터에 포함된 글레어링 영역을 보정하는 경우를 설명한다.

단계(301)에서, 구강 스캐너(101)는 내부 조명을 통해 구강 내부에 광을 조사할 수 있다

단계(302)에서, 구강 스캐너(101)는 구강 내부에서 반사된 광을 이용하여 구강 내부의 영상 데이터를 획득할 수 있다.

단계(303)에서, 구강 스캐너(101)는 획득한 영상 데이터를 영상 데이터 처리 시스템(102)에 전달할 수 있다.

단계(304)에서, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 영상 데이터에서 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 일례로, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 영상 데이터에 포함된 복수의 픽셀들 각각의 노출 정도를 판단할 수 있다. 이 때, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 픽셀의 RGB값을 이용하여 HSV 또는 HSL로 색공간 변환하여 픽셀의 밝기를 결정할 수 있다. 이 때, 픽셀 또는 픽셀들로 구성된 블록으로부터 추출된 밝기가 기준 밝기를 초과하는 경우, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 해당 픽셀 또는 블록이 과도 노출이라고 판단할 수 있으며, 과도 노출로 판단된 픽셀 또는 블록들로 구성된 영역을 글레어링 영역으로 설정할 수 있다.

만약, 영상 데이터에서 글레어링 영역이 존재하는 경우, 단계(305)에서 영상 데이터 처리 시스템(102)은 글레어링 영역의 주변 영역으로부터 추출한 밝기 보정값을 글레어링 영역에 적용함으로써 글레어링 영역을 보정할 수 있다. 여기서, 밝기 보정값은 주변 영역의 밝기를 평균한 평균 밝기로 결정될 수 있다. 단계(305)가 수행된 이후에, 다시 단계(304)가 수행되어 보정된 영상 데이터에서 글레어링 영역이 여전히 존재하는지 여부가 판단될 수 있다. 그 이후의 과정은 단계(304), 단계(305)와 동일하게 진행될 수 있다.

위에서 설명한 것은 S/W를 통해 글레어링 영역을 보정하는 과정을 설명한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, S/W와 H/W 방식을 조합하여 글레어링 영역을 보정할 수 있다. 단계(306) 및 단계(307)은 H/W 방식에 따라 글레어링 영역을 보정하는 것을 나타낸다.

만약, 영상 데이터에서 글레어링 영역을 보정한 이후라도, 단계(306)에서, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 내부 조명에 대한 제어 신호를 구강 스캐너(101)에 전달할 수 있다. 일례로, 내부 조명은 구강 내부에 픽셀 단위로 광을 조사하는 DLP(Digital Light Processing)가 사용될 수 있다. 본 발명은 구강 내부의 전체 밝기를 조정하기 보다는, 구강 내부의 영상 데이터를 생성하기 위해 사용되는 구강 스캐너(101)의 내부 조명을 제어할 수 있기 때문에, 구강 내부의 영상 데이터를 생성하기 위한 카메라 센서의 노출 시간도 조절할 필요가 없다.

그러면, 단계(307)에서, 구강 스캐너(101)는 내부 조명을 픽셀 단위로 전부 또는 일부를 OFF할 수 있다. 즉, 구강 스캐너(101)는 제어 신호를 이용하여 의 내부 조명에서 글레어링 영역에 대응하는 픽셀을 비추는 위치를 일부 OFF하거나 또는 전부 OFF할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 구강 내부를 스캔한 영상 데이터에서 글레어링 영역을 판단하는 과정을 도시한 도면이다.

도 4를 참고하면, 사용자의 구강 내부인 사용자의 치아를 촬영한 영상 데이터가 도시된다. 사용자의 치아를 가로지르는 방향에 따라 밝기를 측정하는 경우, 치아의 일부 영역이 노출 과다로 결정될 수 있으며, 이러한 노출 과다로 판단된 영역이 글레어링 영역으로 결정될 수 있다.

도 4A와 같이, 구강 스캐너(101)가 사용자의 구강 내부를 스캔함으로써 획득한 영상 데이터는 복수의 픽셀들로 구성될 수 있다. 영상 데이터 처리 시스템(102)은 영상 데이터를 구성하는 픽셀들 각각의 노출 정도를 평가할 수 있다.

일례로, 영상 데이터 처리 시스템(102)은 픽셀의 RGB를 HSL로 색공간을 변환할 수 있다. 이 때, 도 4B와 같이, 색공간이 변환된 픽셀의 밝기가 미리 설정된 기준 밝기를 초과하는 경우, 상기 픽셀은 노출 과다로 판단될 수 있다. 또는, 픽셀의 RGB 평균을 통해 도출된 픽셀의 평균 밝기가 미리 설정된 기준 밝기를 초과하는 경우, 상기 픽셀은 노출 과다(Overexposed Level)로 판단될 수 있다. 그리고, 픽셀의 RGB 평균을 통해 도출된 픽셀의 평균 밝기가 미리 설정된 기준 밝기를 초과하지 않는 경우, 노출 적정(Normal Level)으로 판단될 수 있다. 본 발명에서, 글레어링 영역은 노출 과다로 판단된 픽셀들로 구성된 영역을 의미한다.

이와 같은 과정은 픽셀 단위에 따라 진행될 수도 있지만, 블록 단위와 같이 복수의 픽셀들로 구성된 기본 단위에 따라 진행될 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터에서 오브젝트의 경계를 고려하여 글레어링 영역을 판단하는 과정을 도시한 도면이다.

도 5를 참고하면, 사용자의 치아에서 과도 노출로 판단된 영역은 글레어링 영역으로 결정될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 글레어링 영역의 주변 영역으로부터 추출된 밝기 보정값을 이용하여 글레어링 영역을 수정할 수 있다. 즉, 밝기 보정값에 기초하여 글레어링 영역의 밝기가 감소하는 방향으로 변경될 수 있다. 다시 말해서, 글레어링 영역에 밝기 보정값을 적용함으로써 글레어링 영역의 밝기가 감소하여 글레어링 영역의 밝기가 주변 영역의 밝기와 유사하게 변경될 수 있다.

이 때, 주변 영역은 글레어링 영역으로 판단된 오브젝트의 경계를 고려하여 결정될 수 있다. 도 5에서 글레어링 영역은 사용자의 구강 내부에서 특정 치아에 존재하면,글레어링 영역의 주변 영역은 글레어링 영역에서 일정 거리만큼 일정 범위 내에서 오브젝트의 경계로 한정될 수 있다. 즉, 도 5에서, 글레어링 영역에 대한 주변 영역은 글레어링 영역이 발생한 치아의 경계로 한정될 수 있다.

그러면 영상 데이터 처리 시스템은 영상 데이터에서 과도 노출로 판단된 글레어링 영역의 주변 영역으로부터 밝기 평균인 밝기 보정값을 추출하고, 밝기 보정값을 글레어링 영역에 적용함으로써 글레어링 영역의 밝기를 줄일 수 있다. 이로 인해, 글레어링 영역은 수정될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 스캐너의 내부 조명을 이용하여 구강 내부를 스캔하는 과정을 도시한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 구강 스캐너의 내부 조명은 DLP(Digital Light Processing) 기술이 사용될 수 있다. DLP는 도 6과 같이 RGB 각각에 대응하는 램프의 조명(601, 602, 603)을 반사하는 복수의 거울들(604, 605, 606, 607, 608, 609, 610)로 구성되어 있다. 여기서, 거울들은 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)기술로 제작될 수 있다.

램프의 조명(601, 602, 603)에서 출력된 광을 움직이는 거울(604, 605, 606, 607, 608, 609, 610)을 사용하여 화면(611)쪽으로 반사시키면 프로젝터가 된다. DLP는 거울(604, 605, 606, 607, 608, 609, 610)을 제어하는 기술이므로, 거울(604, 605, 606, 607, 608, 609, 610)의 반사각을 조절하는 것만으로, 광의 경로는 구강 스캐너의 내부 조명을 구성하는 화면이 아닌 다른 방향으로 변경될 수 있다. DLP에서 광의 출력이 화면(611)에 도달하는 것을 방지하기 위해, 특정 픽셀에 해당하는 거울을 제어하여 조명(601, 602, 603)으로부터 출력된 광이 흡수제(Absorber)로 진행되도록 할 수 있으며, 이로 인해 해당 조명으로부터 출력된 광이 도달하는 픽셀은 OFF가 될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 스캐너의 내부 조명을 픽셀 단위로 제어하는 과정을 도시한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따라, 구강 내부의 영상 데이터에서 글레어링 영역이 식별되면, 영상 데이터 처리 시스템은 글레어링 영역에 대응하는 픽셀을 OFF하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이에 따라, 구강 스캐너의 내부 조명은 제어 신호에 따라 해당 픽셀에 도달하는 광의 경로를 흡수제(710)에 도달하도록 거울을 제어함으로써, 해당 픽셀을 OFF할 수 있다.

예를 들어, 화면(712)에서 글레어링 영역에 대응하는 픽셀을 OFF하고자 하는 경우, 구강 스캐너의 내부 조명(701, 702, 703)을 통해 출력된 광의 경로가 흡수제(710)에 도달하도록 영상 데이터 처리 시스템으로부터 전달된 제어 신호를 이용하여 거울(704, 705, 706, 707, 708, 709)를 제어할 수 있다. 그러면, 광은 경로가 변경되어 흡수제(710)로 진입하고, 이로 인해서 해당 광이 도달할 픽셀은 OFF가 될 수 있다.

글레어링 영역의 면적이 일정 면적보다 작은 경우, 글레어링 영역에 대응하는 픽셀이 OFF가 되더라도 글레어링 영역의 주변 영역에 도달하는 주변 광이 난반사되거나 회절되어 글레어링 영역에도 주변광의 일부가 도달하기 때문에 글레어링 영역은 완전히 소등(Black out)되지 않는다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구강 스캐너의 내부 조명의 OFF를 펄스폭 변조를 통해 제어하는 과정을 도시한 도면이다.

도 6 내지 도 7에서 설명한 DLP는 구강 스캐너의 내부 조명을 픽셀 단위로 ON/OFF할 수 있다. 이 때, 픽셀 단위로 광을 비추는 내부 조명은 펄스폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation)에 따라 구현될 수 있다.

펄스폭 변조에 따라, 해당 픽셀이 연속적으로 ON되지 않고, 일정 간격에 따라 ON/OFF가 반복되어 실제로는 깜빡이는 현상이 발생된다. 하지만, 사람의 눈은 깜빡이는 것을 인지하지 못하고 잔상으로 인해 픽셀이 OFF가 되더라도 픽셀에 ON이 된 것으로 인지할 수 있다.

도 8을 참고하면, 광이 도달하는 픽셀의 ON/OFF를 펄스폭 변조를 통해 제어하는 과정이 도시된다. 케이스 1(801)의 경우, ON이 되는 펄스의 폭이 좁고, 펄스간 간격이 넓기 때문에, 해당 픽셀은 OFF에 가까운 밝기로 된다. 그리고, 케이스 2(802)의 경우, 케이스 1(801)보다 ON이 되는 펄스의 폭이 넓고, 펄스간 간격이 좁기 때문에 해당 픽셀은 케이스 1(801)보다 밝게 표시된다. 그리고, 케이스 3(803)의 경우, 케이스 2(802)보다 ON이 되는 펄스의 폭이 더 넓고, 펄스간 간격이 더 좁기 때문에 해당 픽셀은 케이스 2(802)보다 더 밝게 표시된다.

이러한 펄스폭이나 펄스간 간격은 구강 스캐너에 포함된 카메라의 노출 간격과 카메라를 통해 생성하고자 하는 영상 데이터의 프레임율에 따라 다르게 결정될 수 있다.

만약, DLP의 펄스폭이나 펄스간격, 다시 말해 펄스의 주기가 카메라의 노출 시간과 상이하거나 동기화되지 않으면 DLP에서 출력된 광의 밝기가 매 프레임마다 카메라에 다르게 인식되어 깜박임으로 보일 수 있다. 따라서, 카메라의 촬영 타이밍과 DLP 조명은 서로 동기화가 될 필요가 있다. 즉, 카메라의 노출시간과 동일한 PWM의 주기가 설정되어야 사용자의 입장에서 깜빡이지 않는 것으로 인식될 수 있다. 그러나, 카메라와 DLP 조명 간에 동기화가 불가능한 경우, PWM에서 펄스 주기가 카메라 노출시간의 1/2 이하로 처리되거나, 또는 카메라의 고정된 노출시간이 PWM에서 펄스 주기의 2배 이상으로 설정될 필요가 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 처리 시스템은 글레어링 영역에 대응하는 픽셀을 완전히 OFF할 수도 있고, 또는 해당 픽셀을 일부 OFF하여 부분적으로 노출하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 구강 스캐너의 내부 조명은 제어 신호에 따라 픽셀에 도달하는 광의 경로를 변경하여 픽셀을 완전히 OFF하거나 또는 일부 OFF할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 구강 내부의 영상 데이터에서 과도 노출이 발생한 글레어링 영역을 수정하는 방식에 관한 영상 데이터 처리 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, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 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 저장매체 및 전송매체를 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.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

101: 구강 스캐너
102: 영상 데이터 처리 시스템

Claims

사용자의 구강 내부를 스캔한 영상 데이터를 구강 스캐너로부터 획득하는 단계;
상기 획득한 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역(Glaring area)이 존재하는 지 여부를 판단하는 단계;
상기 영상 데이터에서 글레어링 영역이 존재하는 경우, 상기 글레어링 영역에 매핑(Mapping)되는 적어도 하나의 픽셀(Pixel)의 노출을 제어할 수 있도록 상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계
를 포함하는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단하는 단계는,
상기 영상 데이터의 기본 단위에 대한 제1 밝기를 결정하는 단계;
상기 기본 단위에 대한 제1 밝기와 과도 노출을 판단하기 위한 제2 밝기를 비교하는 단계;
상기 제1 밝기와 제2 밝기를 비교한 결과에 기초하여, 상기 영상 데이터에서 글레어링 영역을 판단하는 단계
를 포함하고,
상기 기본 단위는, 픽셀 단위 또는 블록(Block) 단위인 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 구강 스캐너의 내부 조명은, DLP 조명을 포함하고,
상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계는,
상기 글레어링 영역에 매핑되는 픽셀의 위치와 동일한 위치를 조사하는 DLP 조명을 픽셀 단위로 전부 OFF하거나 또는 일부 OFF하도록 상기 DLP 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제3항에 있어서,
상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계는,
상기 구강 스캐너에서 영상 데이터를 촬영하는 카메라의 노출 시간과 상기 영상 데이터의 프레임률 중 적어도 하나에 기초하여 상기 글레어링 영역에 매핑되는 픽셀의 위치와 동일한 위치를 조사하는 DLP 조명을 픽셀 단위로 전부 OFF하거나 또는 일부 OFF하도록 상기 DLP 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제3항에 있어서,
상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계는,
상기 글레어링 영역에 매핑되는 픽셀의 위치와 동일한 위치를 조사하는 DLP 조명에 대한 펄스 폭을 변조하는 제어 신호를 전달하는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
사용자의 구강 내부를 스캔한 영상 데이터를 구강 스캐너로부터 획득하는 단계;
상기 획득한 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 영상 데이터에서 글레어링 영역이 존재하는 경우, 상기 글레어링 영역에 대한 주변 영역으로부터 밝기 보정값을 추출하는 단계;
상기 밝기 보정값을 상기 글레어링 영역에 적용하여 상기 영상 데이터를 처리하는 단계
를 포함하는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제6항에 있어서,
상기 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단하는 단계는,
상기 영상 데이터의 기본 단위에 대한 제1 밝기를 결정하는 단계;
상기 기본 단위에 대한 제1 밝기와 과도 노출을 판단하기 위한 제2 밝기를 비교하는 단계;
상기 제1 밝기와 제2 밝기를 비교한 결과에 기초하여, 상기 영상 데이터에서 글레어링 영역을 판단하는 단계
를 포함하고,
상기 기본 단위는, 픽셀 단위 또는 블록 단위인 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제6항에 있어서,
상기 밝기 보정값은, 상기 주변 영역의 평균 밝기, 중간 밝기 중 어느 하나로 결정되는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제6항에 있어서,
상기 주변 영역은,
상기 글레어링 영역과 관련된 구강 내부의 오브젝트와 서로 동일한 오브젝트의 경계를 통해 결정되는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
사용자의 구강 내부를 스캔한 영상 데이터를 구강 스캐너로부터 획득하는 단계;
상기 획득한 영상 데이터에서 과도 노출과 관련된 글레어링 영역(glaring area)이 존재하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 영상 데이터에서 글레어링 영역이 존재하는 경우, 상기 글레어링 영역에 대한 주변 영역으로부터 추출한 밝기 보정값을 상기 글레어링 영역에 적용하는 단계;
상기 밝기 보정값이 적용된 글레어링 영역에 매핑되는 적어도 하나의 픽셀의 노출을 제어할 수 있도록 상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계
를 포함하는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제10항에 있어서,
상기 글레어링 영역이 존재하는지 여부를 판단하는 단계는,
상기 영상 데이터의 기본 단위에 대한 제1 밝기를 결정하는 단계;
상기 기본 단위에 대한 제1 밝기와 과도 노출을 판단하기 위한 제2 밝기를 비교하는 단계;
상기 제1 밝기와 제2 밝기를 비교한 결과에 기초하여, 상기 영상 데이터에서 글레어링 영역을 판단하는 단계
를 포함하고,
상기 기본 단위는, 픽셀 단위 또는 블록 단위인 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제10항에 있어서,
상기 밝기 보정값은, 상기 주변 영역의 평균 밝기, 중간 밝기 중 어느 하나로 결정되는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제10항에 있어서,
상기 주변 영역은,
상기 글레어링 영역과 관련된 구강 내부의 오브젝트와 서로 동일한 오브젝트의 경계를 통해 결정되는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제10항에 있어서,
상기 구강 스캐너의 내부 조명은, DLP 조명을 포함하고,
상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계는,
상기 구강 스캐너에서 영상 데이터를 촬영하는 카메라의 노출 시간과 상기 영상 데이터의 프레임률 중 적어도 하나에 기초하여 상기 글레어링 영역에 매핑되는 픽셀의 위치와 동일한 위치를 조사하는 DLP 조명을 픽셀 단위로 전부 OFF하거나 또는 일부 OFF하도록 상기 DLP 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.
제10항에 있어서,
상기 구강 스캐너의 내부 조명에 대한 제어 신호를 전달하는 단계는,
상기 글레어링 영역에 매핑되는 픽셀의 위치와 동일한 위치를 조사하는 DLP 조명에 대한 펄스 폭을 변조하는 제어 신호를 전달하는 구강 내부의 영상 데이터 처리 방법.