KR20240009898A - 이미지 처리 방법, 전자 장치 및 컴퓨터 판독 가능저장 매체 - Google Patents
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Abstract
이미지 처리 방법, 이를 수행하는 전자 장치 및 이를 저장하는 컴퓨터 판독 가능저장 매체가 제공될 수 있다. 상기 이미지 처리 방법은 상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 포함하는 구강 이미지를 수신하는 단계, 상기 구강 이미지의 교합상태를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합 최소거리(Distance to Antagonist)를 연산하는 단계 및 상기 연산 단계를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합상태에 대응되는 상기 교합 최소거리가 조절되는 단계를 포함한다.
Description
본 개시는 이미지 처리 방법, 전자 장치 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 관한 것이다.
교합이 잘 맞지 않는 경우 등 턱관절에 피로감을 주어 턱관절 장애를 일으키는 경우에, 부정교합과 상관없이 안정적인 중심위(Central Relation)를 유도하기 위해서 스플린트(Splint)라는 교정 장치가 이용될 수 있다.
스플린트는 구강 내에 삽입돼야 하기 때문에, 환자의 구강 내 거리 및 공간을 고려하여 제품을 제작하여야 추가 가공을 최소화하고 환자에게도 편리한 제품을 제공할 수 있다. 각각의 교합상태에 따라 환자의 악궁 간 교합 최소거리(Distance to Antagonist)가 확인되어야, 스플린트 모델의 최적의 두께를 결정할 수 있고 추가 가공을 최소화할 수 있다.
다만, 교합상태 정보 일부만으로 환자의 구강 특성을 반영하여 악궁 간 교합 최소 거리를 계산하는 데, 많은 데이터 처리량과 시간이 소요되는 문제가 있다.
개시된 실시예들은, 입력되는 교합상태 또는 교합 최소거리에 대응하여 교합상태 및 교합 최소거리를 함께 표시하여, 추가 가공을 최소화하면서 스캔 데이터에 대한 스플린트 모델을 제공할 수 있다.
개시된 실시예에 따르면, 상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 포함하는 구강 이미지를 수신하는 단계, 상기 구강 이미지의 교합상태를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합 최소거리(Distance to Antagonist)를 연산하는 단계 및 상기 연산 단계를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합상태에 대응되는 상기 교합 최소거리가 조절되는 단계를 포함하는 이미지 처리 방법이 제공된다.
개시된 실시예에 따르면, 사용자 인터페이스 장치, 프로세서 및 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 명령어들을 실행하여, 상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 포함하는 구강 이미지를 수신하고, 상기 구강 이미지의 교합상태를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합 최소거리(Distance to Antagonist)를 연산하고, 상기 연산 동작을 기초로, 상기 구강 이미지의 교합상태에 대응되는 상기 교합 최소거리가 조절되는 전자 장치가 제공된다.
개시된 실시예에 따르면, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서, 상기 명령어들은, 컴퓨터로 하여금, 상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 포함하는 구강 이미지를 수신하는 단계, 상기 구강 이미지의 교합상태를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합 최소거리(Distance to Antagonist)를 연산하는 단계 및 상기 연산 단계를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합상태에 대응되는 상기 교합 최소거리가 조절되는 단계를 수행하게 하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공된다.
개시된 실시예들에 따르면, 환자의 특성을 반영하여 교합상태에 따른 교합 최소거리를 제공하여 환자에게 최적화된 스플린트 모델을 제공할 수 있다.
개시된 실시예들에 따르면, 교합 최소거리에 대한 유효범위를 설정하여 교합상태에 따른 교합 최소거리를 계산하는 데 소요되는 시간과 데이터 크기를 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치를 포함하는 이미지 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따라, 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따라, 전자 장치의 이미지 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따라, 스캔 데이터, 상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따라, 스캔 데이터의 교합상태를 설명하기 위한 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라, 전자 장치의 이미지 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 일 실시예에 따라, 치아 영역을 추출하는 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9은 일 실시예에 따라, 교합상태 조사범위를 조정하는 단계와 교합상태 조사범위 내 중간 교합 최소거리를 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10는 일 실시예에 따라, 교합상태 및 교합 최소거리가 표시되는 화면을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따라, 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따라, 전자 장치의 이미지 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따라, 스캔 데이터, 상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따라, 스캔 데이터의 교합상태를 설명하기 위한 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라, 전자 장치의 이미지 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 일 실시예에 따라, 치아 영역을 추출하는 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9은 일 실시예에 따라, 교합상태 조사범위를 조정하는 단계와 교합상태 조사범위 내 중간 교합 최소거리를 계산하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10는 일 실시예에 따라, 교합상태 및 교합 최소거리가 표시되는 화면을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '제1' 또는 '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치를 포함하는 이미지 처리 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따라, 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이미지 처리 시스템(1)은 스캐너(10)와 전자 장치(20)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, '대상체(object)'는 촬영의 대상이 되는 것으로서, 사람, 동물, 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 신체의 일부(장기 또는 기관 등), 또는 팬텀(phantom) 등을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들면, 대상체는, 구강을 본 뜬 석고 모델, 틀니나 의치 등의 덴쳐(denture), 이(teeth) 형상의 덴티폼(dentiform) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 치아, 치은, 구강의 적어도 일부 영역, 및/또는 구강 내에 삽입 가능한 인공 구조물(예를 들어, 브라켓 및 와이어를 포함하는 교정 장치, 임플란트, 어버트먼트, 인공 치아, 인레이 및 온레이 등을 포함하는 치아 수복물, 구강 내 삽입되는 교정 보조 도구 등), 인공 구조물이 부착된 치아 또는 치은 등을 포함할 수 있다.
스캐너(10)는, 대상체와 관련된 이미지를 획득하는 장치를 의미할 수 있다. 스캐너(10)는 구강의 치료에 이용되는 구강과 관련된 구강 이미지를 획득하는 스캐너(10)를 의미할 수 있다. 스캐너(10)는, 2차원 이미지 및 3차원 이미지 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 또한, 스캐너(10)는, 구강에 대한 적어도 하나의 2차원 이미지를 획득하고, 획득된 적어도 하나의 2차원 이미지에 기초하여 구강에 대한 3차원 이미지(또는 3차원 모델)를 생성할 수 있다. 또한, 스캐너는, 구강에 대한 적어도 하나의 2차원 이미지를 획득하고, 적어도 하나의 2차원 이미지를 전자 장치(20)로 전송할 수 있다.
전자 장치(20)는, 또한, 스캐너(10) 치아 모형 또는 구강 내부의 치아, 치은 및 구강 내에 삽입 가능한 인공 구조물(예를 들어, 브라켓 및 와이어 등을 포함하는 교정 장치, 임플란트, 인공 치아, 스플린트를 포함하는 구강 내 삽입되는 교정 보조 도구 등) 중 적어도 하나의 표면을 이미징할 수 있으며, 이를 위해 대상체에 대한 표면 정보를 로우 데이터(raw data)로 획득할 수 있다.
전자 장치(20)는, 수신된 적어도 하나의 2차원 이미지에 기초하여 구강에 대한 3차원 이미지를 생성할 수 있다. 여기서 '3차원 이미지'는 수신된 로우 데이터에 근거하여 대상체를 3차원적으로 모델링(modeling)하여 생성될 수 있으므로, '3차원 모델'로 호칭될 수 있다. 또한 본 발명에서 대상체를 2차원 또는 3차원적으로 나타내는 모델 또는 이미지를 통칭하여 '이미지'라 칭할 수 있다.
예를 들면, 스캐너(10)는 구강 내에 인입될 수 있는 형태를 가지는 구강 스캐너(intraoral scanner)가 될 수 있고, 실시예에 따라 구강 스캐너는 유선 장치 또는 무선 장치 일 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상은 구강 스캐너의 형태에 한되지 않는다.
일 실시예에 따라, 구강 스캐너는 손으로 잡아서 휴대 가능한 형태를 가지는 핸드 헬드(hand-held) 형 스캐너일 수 있다. 상기 구강 스캐너는 구강 내에 삽입되어 비 접촉식으로 치아를 스캐닝함으로써, 적어도 하나의 치아를 포함하는 구강에 대한 이미지를 가질 수 있으며, 적어도 하나의 이미지 센서(예를 들어, 광학 카메라 등)를 이용하여 환자의 구강 내부를 스캔할 수 있다.
일 실시예에 따라, 스캐너(10)는 치과치료에 이용 가능한 테이블 형 스캐너가 될 수 있다. 테이블 형 스캐너는 테이블의 회전을 이용하여 대상체를 스캔함으로써 대상체에 대한 표면 정보를 로우 데이터(raw data)로 획득하는 스캐너일 수 있다. 테이블 스캐너는 구강을 본 뜬 석고 모형이나 임프레션 모형 등의 대상체의 표면을 스캔할 수 있다.
전자 장치(20)는 스캐너(10)로부터 로우 데이터를 수신할 수 있고, 수신된 로우 데이터를 처리하여 로우 데이터에 대한 3차원 이미지를 출력할 수 있다. 실시예에 따라, 출력되는 3차원 이미지는 수신된 로우 데이터에 대한 스플린트(Splint) 3차원 이미지 데이터일 수 있다. 설명의 용이성을 위해 스캔 데이터에 대한 구체적인 설명은 도 4 및 도 5에서 후술한다.
전자 장치(20)는 스캐너와 유선 또는 무선 통신 망을 통하여 연결되며, 스캐너로부터 대상체를 스캔하여 획득된 2차원 이미지를 수신하고, 수신된 2차원 이미지에 근거하여 이미지를 생성, 처리, 디스플레이 및/또는 전송할 수 있는 모든 전자 장치가 될 수 있다.
전자 장치(20)는 전용 소프트웨어를 저장 및 실행하여 대상체의 3차원 이미지 또는 2차원 이미지를 수신, 처리, 저장, 및/또는 전송하기 위한 적어도 하나의 동작들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전용 소프트웨어는 수신된 스캔 데이터에 대하여 영역 추출 및 영역 설정 등의 처리 동작을 수행하고, 처리 동작을 기반으로 데이터 선택, 기준점 조정 및 정렬 등을 수행하여 스캔 데이터에 대한 스플린트 3차원 이미지를 생성, 저장 및 전송 등 적어도 하나의 동작들을 수행할 수 있다. 전자 장치(20)는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등의 컴퓨팅 장치가 될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 전자 장치(20)는 구강 이미지를 처리하기 위한 서버(또는 서버 장치) 등의 형태로 존재할 수 있다.
전자 장치(20)는 통신부(21), 프로세서(22), 사용자 인터페이스 장치(23), 디스플레이(24), 메모리(25) 및 데이터베이스(26)를 포함할 수 있다. 그러나, 도시된 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 전자 장치(20)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 전자 장치(20)가 구현될 수 있다. 이하, 상기 구성 요소들에 대해 살펴본다.
통신부(21)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신부(21)는 유선 또는 무선으로 네트워크와 연결되어 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 외부 장치는 스캐너(10), 서버, 스마트폰, 태블릿, PC 등일 수 있다.
통신부(21)는 다양한 유무선 통신 방법 중 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈은 칩셋(chipset)의 형태일 수도 있고, 또는 통신에 필요한 정보를 포함하는 스티커/바코드(e.g. NFC tag를 포함하는 스티커)등일 수도 있다. 또한, 통신 모듈은 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈일 수 있다.
예를 들면, 통신부(21)는 무선 랜(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless Fidelity), WFD(Wi-Fi Direct), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Wired Lan, NFC(Near Field Communication), 지그비(Zigbee), 적외선(IrDA, infrared Data Association), 3G, 4G, 및 5G 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
일 실시예에서, 스캐너(10)는 획득한 로우 데이터를 통신 모듈을 통하여 전자 장치(20)로 전송할 수 있다. 스캐너에서 획득된 이미지 데이터는 유선 또는 무선 통신망을 통하여 연결되는 전자 장치(20)로 전송될 수 있다.
프로세서(22)는 전자 장치(20)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU 등과 같은 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(22)는 각 기능에 대응되는 특화된 프로세서를 적어도 하나 포함하거나, 하나로 통합된 형태의 프로세서일 수 있다.
프로세서(22)는, 통신부(21)를 통해, 로우 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(22)는, 통신부(21)를 통해, 스캐너(10)로부터 로우 데이터를 수신할 수 있다. 이 경우, 프로세서(22)는 수신된 로우 데이터에 기초하여, 대상체의 표면의 형상을 3차원적으로 나타내는 3차원 이미지 데이터(예를 들어, 표면 데이터, 메시 데이터 등)를 생성할 수 있고, 이하 전자 장치(20)의 연산 대상이 되는 스캔 데이터는 3차원 이미지 데이터를 포함할 수 있다.
프로세서(22)는, 통신부(21)를 통해, 외부 장치로부터 라이브러리 데이터를 수신할 수 있다. 라이브러리 데이터는 전자 장치(20)에 기저장된 데이터 또는 외부 장치를 통해 획득한 로우 데이터 또는 3차원 이미지 데이터일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 여기서, 외부 장치는, 사진 또는 동영상 촬영이 가능한 카메라, 카메라 기능을 갖는 전자 장치일 수 있다. 또한, 외부 장치는, 환자의 구강 내부를 스캔할 수 있는 구강 스캐너일 수 있다.
프로세서(22)는 사용자로부터 소정 명령 또는 데이터를 입력 받기 위해 사용자 인터페이스 장치(23) 또는 디스플레이(24)를 제어할 수 있다.
프로세서(22)는 메모리(25)에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 메모리(25)에 저장된 이미지, 데이터 또는 파일을 읽어오거나, 새로운 파일을 메모리(25)에 저장할 수 있다. 프로세서(22)는 메모리(25)에 저장된 명령어들을 실행할 수 있다. 상기 저장된 프로그램은 전용 소프트웨어 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
프로세서(22)는 스캔 데이터에 포함되는 메시 데이터 및 데이터 등에 대한 연산 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(22)는 스캔 데이터를 구성하는 메시 데이터들의 법선 벡터의 평균을 구하거나, 이미지 교차점을 생성하거나, 데이터 사이의 복수의 거리값을 구하거나, 생성된 복수의 거리값 중 최소를 선택하는 동작 등을 수행할 수 있으나, 프로세서(22)의 동작은 상기 예시에 제한되지 않는다.
실시예에 따라, 프로세서(22)는 메시 데이터 내 연산의 대상이 되는 메시 데이터의 일부를 선택할 수 있다. 프로세서(22)는, 메시 데이터 중 선택된 일부에 대해 법선 벡터를 추출하고, 선택된 메시를 시점으로 하고 법선 벡터 방향으로 진행되는 직선을 생성하고, 생성된 직선에 대한 이미지 교차점을 생성할 수 있다.
상기 이미지 교차점은, 광선 추적법(Ray Tracing Algorithm)을 활용하여 생성될 수 있다. 예를 들면, 스캔 데이터에 광선과 같은 직선을 투과시켜 교차하는 점을 찾아 생성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
프로세서(22)는 스캔 데이터 내 대상체를 인식하거나, 일부 영역을 추출하거나, 인식된 대상체 또는 추출된 영역의 면적이나 부피를 연산할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(22)는 스캔 데이터의 곡률 정보, 교두 정보 등을 활용하여 치아의 종류를 구분하여 인식하거나, 치아와 치아 사이의 공간을 구분할 수 있다. 실시예에서 따라, 프로세서(22)의 인식 동작들은 상기 정보들의 활용 예시에 제한되지 않으며 객체 인식 인공지능 알고리즘의 추론을 통해서 인식 동작들이 수행될 수 있다. 교두 정보는 스캔 데이터 내 대합치가 접촉하는 교두점의 수, 배치 등을 포함할 수 있다.
프로세서(22)는 스캔 데이터의 교합 상태에 따라 교합 최소거리(Distance to Antagonist)를 연산할 수 있다. 상기 스캔 데이터는 상악 스캔 데이터와 하악 스캔 데이터를 포함할 수 있고, 프로세서(22)는 상악 스캔 데이터와 하악 스캔 데이터의 교합상태에 대응하는 상악 스캔 데이터와 하악 스캔 데이터의 교합 최소거리를 연산할 수 있다.
상기 교합 최소거리는 상악과 하악 사이의 특정 교합상태에 따른 대합치까지의 거리를 나타내는 것이다. 실시예에 따라, 교합 최소거리는 특정 교합상태에서 상악 내 구조물과 하악 내 구조물 간의 거리 중 최소거리를 의미할 수 있다.
프로세서(22)는 교합상태 조사범위를 조정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(22)는 계산된 교합 최소거리(Distance to Antagonist) 및 미리 설정된 최소거리 유효범위를 기초로 교합상태 조사범위를 조정할 수 있다. 프로세서(22)는 계산된 교합 최소거리가 최소거리 유효범위내에 포함되지 않으면, 계산된 교합 최소거리에 대응되는 교합상태보다 좁게 교합상태 조사범위를 조정할 수 있으나, 조정 동작은 상기 예시에 제한되지 않는다.
프로세서(22)는 최소거리 유효범위를 조정할 수 있다. 프로세서(22)는 교합상태 조사범위 내 조사되지 않은 교합상태에 대해 계산을 수행하기 위해, 교합상태 조사범위를 조정하고 중간 교합상태에 대해 교합 최소거리를 계산하는 동작을 반복하면서 최소거리 유효범위를 조정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 교합상태는 교합 오프닝(Bite Opening)의 형태로 표현될 수 있으며, 구체적인 설명은 도 6의 설명에서 후술한다.
프로세서(22)는 교합상태 조사범위 내 계산이 필요한 데이터를 탐색할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(22)는 조정된 교합상태 조사범위 내에 유효숫자 단위로 교합 최소거리 계산이 필요한 중간 교합상태를 탐색할 수 있으나, 탐색 동작은 상기 예시에 제한되지 않는다.
사용자 인터페이스 장치(23)는 사용자로부터 전자 장치(20)를 제어하기 위해 데이터를 입력 받는 장치를 의미할 수 있다. 디스플레이(24)는 전자 장치(20)의 동작에 따른 결과 이미지 또는 전자 장치(20)에서의 출력되는 3차원 이미지를 표시하기 위한 출력 장치를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(23)는, 예를 들면, 입력 장치는 사용자 입력을 수신하는 마우스, 조이스틱, 조작 패널, 터치 센서티브 패널을 포함할 수 있고, 디스플레이(24)는 화면을 표시하는 디스플레이 패널 등을 포함할 수 있다.
메모리(25)는 소프트웨어 또는 프로그램을 저장할 수 있고, 저장되는 소프트웨어 또는 프로그램은 전용 소프트웨어일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 메모리(1540)는 스캔 데이터를 호출하고 스캔 데이터의 교합을 조절하고, 스캔 데이터의 교합상태에 따른 교합 오프닝 및 교합 최소거리를 계산, 표시하는 전자 장치(20)의 동작 방법을 실행시키기 위한 적어도 하나의 명령어들 및 계산된 교합 오프닝, 교합 최소거리를 함께 저장할 수 있다.
데이터베이스(26)는, 전용 소프트웨어의 인공지능 알고리즘을 학습하기 시키기 위한 데이터 및 데이터셋을 저장하고, 전용 소프트웨어의 요청에 따라 학습을 위한 데이터를 제공할 수 있다. 인공지능 알고리즘은 데이터베이스(26)에 저장된 치아의 학습 데이터들을 딥 러닝 방식으로 학습하며 치아를 나타내는 데이터의 특성을 구별할 수 있다. 한편, 전용 소프트웨어는 스캔 데이터로부터 상악 치아 영역 데이터, 하악 치아 영역 데이터를 추출하거나 치아 특성에 따라 객체 인식함으로써, 후술할 교합 평면 정렬 단계, 내면 설정 단계, 윤곽 지정 단계 등을 수행할 때 추출 또는 인식된 치아 영역 데이터를 사용할 수 있다.
본 발명에서, 인공지능(artificial intelligence, AI)은 인간의 학습능력, 추론능력, 지각능력을 모방하고, 이를 컴퓨터로 구현하는 기술을 의미하고, 기계 학습, 심볼릭 로직의 개념을 포함할 수 있다. 기계 학습(machine learning, ML)은 입력 데이터들의 특징을 스스로 분류 또는 학습하는 알고리즘 기술일 수 있다. 인공지능의 기술은 기계 학습의 알고리즘으로써 입력 데이터들 분석하고, 그 분석의 결과를 학습하며, 그 학습의 결과에 기초하여 기반으로 판단이나 예측을 할 수 있다. 또한, 기계 학습의 알고리즘을 활용하여 인간 두뇌의 인지, 판단의 기능을 모사하는 기술들 역시 인공지능의 범주로 이해될 수 있다. 예를 들어, 언어적 이해, 시각적 이해, 추론/예측, 지식 표현, 동작 제어의 기술 분야가 포함될 수 있다.
본 발명에서, 기계 학습은 데이터를 처리한 경험을 이용해 신경망 모델을 훈련시키는 처리를 의미할 수 있다. 기계 학습을 통해 컴퓨터 소프트웨어는 스스로 데이터 처리 능력을 향상시키는 것을 의미할 수 있다. 신경망 모델은 데이터 사이의 상관 관계를 모델링하여 구축된 것으로서, 그 상관 관계는 복수의 파라미터에 의해 표현될 수 있다. 신경망 모델은 주어진 데이터로부터 특징들을 추출하고 분석하여 데이터 간의 상관 관계를 도출하는데, 이러한 과정을 반복하여 신경망 모델의 파라미터를 최적화 해나가는 것이 기계 학습이라고 할 수 있다.
예를 들어, 신경망 모델은 입출력 쌍으로 주어지는 데이터에 대하여, 입력과 출력 사이의 매핑(상관 관계)을 학습할 수 있다. 또는 신경망 모델은 입력 데이터만 주어지는 경우에도 주어진 데이터 사이의 규칙성을 도출하여 그 관계를 학습할 수도 있다.
본 발명에서, 인공지능 학습 모델, 기계 학습 모델 또는 신경망 모델은 인간의 뇌 구조를 컴퓨터 상에서 구현하도록 설계될 수 있으며, 인간의 신경망의 뉴런(neuron)을 모의하며 가중치를 가지는 복수의 네트워크 노드들을 포함할 수 있다. 복수의 네트워크 노드들은 뉴런이 시냅스(synapse)를 통하여 신호를 주고받는 뉴런의 시냅틱(synaptic) 활동을 모의하여, 서로 간의 연결 관계를 가질 수 있다. 인공지능 학습 모델에서 복수의 네트워크 노드들은 서로 다른 깊이의 레이어에 위치하면서 컨볼루션(convolution) 연결 관계에 따라 데이터를 주고받을 수 있다.
데이터베이스(26)는, 도면 상에서 전자 장치(20)에 포함된 것처럼 도시되었으나, 이에 제한되지 않고 전자 장치(20)의 외부에서 서버(또는 서버 장치) 등의 형태로 배치되어 학습을 위한 데이터를 제공하고, 학습 결과를 저장할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따라, 전자 장치의 이미지 처리 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4 및 도 5는 일 실시예에 따라, 스캔 데이터, 상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 전자 장치(20)는 스캔 데이터(100)를 로드한다(S100). 전자 장치(20)는 통신부(21)를 통해서 스캐너(10) 등을 포함하는 외부 장치로부터 수신된 이미지를 기초로 생성된 스캔 데이터(100)를 로드한다.
전자 장치(20)는 수신된 이미지를 기초로 처리되거나 프로세서(22) 또는 사용자 인터페이스 장치(23)에 기저장된 스캔 데이터(100)를 로드하고, 이를 디스플레이(24)를 통해 표시할 수 있다.
스캔 데이터(100)는 대상체에 대한 2차원 이미지 또는 대상체를 입체적으로 나타내는 3차원 모델 또는 3차원 이미지 데이터가 될 수 있고, 구체적으로 3차원 구강 모델일 수 있다. 실시예에 따라, 도 4 및 도 5에서의 구강 이미지는 스캔 데이터(100)에 대응되고 스캔 데이터(100)의 대상체를 2차원 또는 3차원적으로 표현한 것으로, 후술할 스캔 데이터(100)와 같이 상악 프렙전 이미지, 상악 프렙 이미지, 하악 프렙전 이미지, 하악 프렙 이미지, 상기 상악 관련 이미지와 하악 관련 이미지를 포함하는 교합 이미지를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 프렙(Prep, Preparation)은 크라운 및 브릿지 등의 보철 시에는 자연 치아 및 보철물 간의 간섭이 방지되도록, 치아의 법랑질과 상아질 일부를 삭제하는 일련의 준비 과정을 의미할 수 있다.
"3차원 구강 모델"은, 스캐너의 스캔 동작으로 획득된 로우 데이터에 기초하여 구강을 3차원적으로 모델링한 모델을 의미할 수 있다. 또한, "3차원 구강 모델"은, 스캐너가 치아, 인상체, 인공물 등과 같은 대상체를 스캔하여 획득된 데이터에 기초하여 3차원적으로 모델링된 구조체를 의미할 수 있다. 3차원 구강 모델은, 구강의 내부구조를 3차원적으로 모델링하여 생성된 것으로, 3차원 스캔 모델, 3차원 모델, 또는 치아 모델 등으로 호칭될 수 있다. 예를 들면, 3차원 구강 모델의 포맷은, STL(Standard Triangle Language), OBJ, 폴리곤 파일 형식 중 하나일 수 있고, 상기 예시에 제한되지 않는다. 또한, 3차원 구강 모델은, 3차원적인 형상에 대한 기하학 정보, 컬러, 텍스처, 재료 등의 정보를 포함할 수 있다.
또한, "폴리곤(polygon)"은, 3차원 구강 모델의 입체 형상을 표현할 때 사용되는 가장 작은 단위인 다각형을 의미할 수 있다. 예를 들면, 3차원 구강 모델의 표면은 삼각형 폴리곤들로 표현될 수 있다. 예를 들면, 폴리곤은 최소 3개의 정점(vertex)과 1개의 면(face)으로 구성될 수 있다. 정점은 위치, 컬러, 법선 등의 정보를 포함할 수 있다. 메시는 복수의 폴리곤들이 모여서 만들어진 3차원 공간 상의 대상체일 수 있다. 3차원 구강 모델을 표현하는 폴리곤의 수가 증가할수록, 대상체가 세밀하게 표현될 수 있다.
스캔 데이터(100)는 상악 스캔 데이터(101)와 하악 스캔 데이터(102) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로, 스캔 데이터(100)는 상악 프렙전 데이터, 상악 프렙 데이터, 하악 프렙전 데이터, 하악 프렙데이터, 상기 상악 관련 데이터와 하악 관련 데이터를 포함하는 교합 데이터 중 어느 하나를 로드할 수 있다.
본 발명에서, 프렙(Prep, Preparation)은 크라운 및 브릿지 등의 보철 시에는 자연 치아 및 보철물 간의 간섭이 방지되도록, 치아의 법랑질과 상아질 일부를 삭제하는 일련의 준비 과정을 의미하고. 프렙 데이터는 준비 과정을 통해 치아의 법랑질과 상아질 일부를 삭제된 데이터이고, 프렙전 데이터는 준비 과정을 통해 치아의 법랑질과 상아질 일부를 삭제되기 전 데이터일 수 있다.
스캔 데이터(100)는 상악 스캔 데이터(101) 및 하악 스캔 데이터(102) 내에 배치되는 치은 영역(200), 상악 치아 영역 데이터(301) 및 하악 치아 영역 데이터(302)를 포함할 수 있다.
전자 장치(20)는 상악 스캔 데이터(101), 하악 스캔 데이터(102) 및 상악 스캔 데이터(101)와 하악 스캔 데이터(102)를 포함하는 교합 데이터 중 적어도 하나를 로드할 수 있다.
전자 장치(20)는 수신된 스캔 데이터(100)의 형상을 분석하여 정렬한다(S200). 해당 단계에서 스캔 데이터(100)에 대한 교합 평면 및 정중선이 설정되고, 전자 장치(20)는 스캔 데이터(100)를 상악 스캔 데이터(101) 또는 하악 스캔 데이터(102)를 교합 평면에 따라 자동 정렬하고, 정중선에 의해 좌우 정렬되는 것을 이를 디스플레이(24)를 통해 표시할 수 있다.
또한, 해당 단계에서 사용자는, 스캔 데이터(100)에 수동으로 기준점을 지정하여 스캔 데이터(100)의 전면 방향과 교합 평면을 설정하고, 설정된 교합 평면을 따라 스캔 데이터(100)를 정렬할 수 있다. 예시적으로, 사용자는 해당 단계에서 사용자 인터페이스 장치(23)를 통해 스캔 데이터(100)의 일부 데이터를 선택할 수 있고, 선택된 데이터를 기준점으로 스캔 데이터(100)를 정렬할 수 있다.
전자 장치(20)는, 정렬된 스캔 데이터(100)에 대한 스플린트의 내면을 설정한다(S300).
해당 단계에서, 전자 장치(20)는 정렬된 스캔 데이터(100)의 언더컷(Undercut)을 고려하여, 스플린트가 삽입될 방향을 지정할 수 있다. 예를 들면, 스플린트(Splint) 제작시 전자 장치(20)는 스캔 데이터(100) 내 치아 영역의 면적을 연산하고, 스플린트가 삽입될 방향에 따른 언더컷 및 블록 아웃을 고려하여 스플린트가 삽입될 방향을 지정할 수 있다. 상기와 같은 스플린트의 삽입 방향 지정을 통해 스플린트의 삽입 효율 및 유지력을 향상시킬 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(23)로부터 입력된 내면 오프셋 거리, 표면 매끄럽기 등을 기초로, 전자 장치(20)는 출력될 스플린트의 내면을 설정할 수 있다. 상기 내면 오프셋 거리는, 스캔 데이터(100)와 스플린트의 내면 사이에 법선 방향으로의 이격 거리를 의미할 수 있다. 상기 표면 매끄럽기는 스플린트 내면의 거칠기를 의미할 수 있다.
전자 장치(20)는, 자동 정렬된 스캔 데이터(100)에 대한 스플린트의 윤곽을 지정한다(S400).
사용자 인터페이스 장치(23)로부터 입력된 협측 높이, 설측 높이 등을 기초로, 전자 장치(20)는 출력될 스플린트의 윤곽을 지정할 수 있다. 예를 들면, 스플린트(Splint) 제작시, 상기 협측 높이는 치아 영역의 하부면을 기준으로 볼을 향하는 치아 외벽의 높이이고, 예를 들면, 상기 협측 높이는 상악 스캔 데이터(101)의 치아 영역의 바닥면을 기준으로 치아 외벽을 타고 형성되는 높이를 의미할 수 있다. 상기 협측 높이가 높을수록, 형성되는 볼쪽 윤곽은 치은과 가까워진다. 상기 설측 높이는, 치아 영역의 하부면을 기준으로 혀를 향하는 치아 내벽의 높이이고, 예를 들면, 상기 설측 높이는 상악 스캔 데이터(101)의 치아 영역의 바닥면을 기준으로 치아 내벽을 타고 형성되는 높이를 의미할 수 있다. 상기 설측 높이가 높을수록, 형성되는 혀쪽 윤곽은 치은과 가까워진다.
전자 장치(20)는, 정렬된 스캔 데이터(100)에 대한 스플린트의 외면을 설정한다(S500).
사용자 인터페이스 장치(23)로부터 입력된 두께, 표면 매끄럽기 등을 기초로, 전자 장치(20)는 출력될 스플린트의 외면을 지정할 수 있다. 전자 장치(20)는 미리 정해진 교합 두께를 기초로, 스플린트가 교합 방향으로 갖는 두께를 설정하여 스플린트에 대한 3차원 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들면, 스플린트(Splint) 제작시 상기 두께는 스플린트의 내면에서부터 협측/설측 방향으로 두께를 의미할 수 있다. 상기 표면 매끄럽기는 스플린트 외면의 거칠기를 의미할 수 있다. 상기 미리 정해진 교합 두께는 스플린트가 교합 방향으로 연장되는 최대 두께값을 의미할 수 있다.
전자 장치(20)는, 단계 S300 내지 S500에서 설정 및 지정된 정보를 통해 스플린트를 포함하는 3차원 이미지 데이터를 생성한다(S600). 생성된 스플린트에 대한 3차원 이미지는 통신부(21)를 통해 외부 장치로 송신되어 스플린트로 출력될 수 있다. 상기 외부 장치는 3D 프린트일 수 있으나, 실시예에 따라 상기 예시에 제한되지 않는다.
실시예에 따라, 전자 장치(20)는 사용자의 중간 입력없이 단계 S200 내지 단계 S500를 한 번에 수행할 수 있다. 전자 장치(20)는 스캔 데이터(100)를 로드하고(S100), 사용자로부터 내면 오프셋 거리, 표면 매끄럽기, 협측 높이, 설측 높이, 두께 등을 입력 받고, 사용자의 중간 개입없이 단계 S200 내지 단계 S500를 자동으로 수행하여 스플린트에 대한 3차원 이미지 데이터를 생성할 수 있다(S600).
실시예에 따라, 전자 장치(20)는 메모리(25)에 저장된 내면 오프셋 거리, 표면 매끄럽기, 협측 높이, 설측 높이, 두께 등을 활용하여 사용자의 중간 개입없이 단계 S200 내지 단계 S500를 자동으로 수행할 수 있다.
전자 장치(20)는, 실시예에 따라 사용자의 중간 개입없이 단계 S200 내지 단계 S500를 자동으로 수행하여, 스플린트 제작에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
실시예에 따라, 전자 장치(20)는, 로드된 스캔 데이터(100) 외에 별도의 입력없이 인공지능 알고리즘의 추론 동작을 통해 스플린트에 대한 3차원 이미지 데이터를 생성할 수 있다(S600). 인공지능 알고리즘은 추론 동작 이전에 복수의 스캔 데이터와 대응되는 스플린트에 대한 학습을 수행하여, 로드된 스캔 데이터(100)에 적합한 스플린트의 3차원 이미지 데이터와 관련하여 추론 동작을 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 전자 장치(20)는, 스캔 데이터(100) 내 상악 스캔 데이터(101)와 하악 스캔 데이터(102) 간의 교합상태나 악궁 간 교합 최소거리(Distance to Antagonist)에 대한 사용자 입력을 통해, 단계 S300 내지 S500의 각 단계에서 교합상태나 악궁 간 교합 최소거리를 조절할 수 있다. 상기 조절 동작 중에 전자 장치(20)는 스캔 데이터(100)에 대해 계산 동작을 수행하여, 교합상태나 악궁 간 교합 최소거리를 함께 표시할 수 있다.
상기 조절 및 계산 동작을 통해 사용자는 환자의 구강 내 거리 및 공간을 고려하여 스플린트 제작할 수 있고, 이를 통해 전자 장치(20)는 제작 후 추가 가공이 최소화되고, 환자에 최적화된 스플린트를 제공할 수 있다. 상기 조절, 계산 표시 동작은 도 6 내지 도 10에 대한 설명에서 후술한다.
도 6은 일 실시예에 따라, 스캔 데이터의 교합상태를 설명하기 위한 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 전자 장치(20)는 상악과 하악의 실제 움직임을 고려하여 가상의 힌지(O)를 중심으로 상악 스캔 데이터(101)와 하악 스캔 데이터(102) 사이의 교합상태를 조절할 수 있다. 예시적으로, 상악 스캔 데이터(101)가 고정되고, 하악 스캔 데이터(102)가 힌지(O)에서 제2 방향(Y)으로 연장되는 축을 중심으로 회전되면서 스캔 데이터(100)의 교합상태가 조절될 수 있다.
실시예에 따라, 전자 장치(20)는 사용자 입력에 따라 하악 스캔 데이터(102) 내 중절치 사이의 중간점(P)을 제2 방향(Y) 축으로 회전시키면서, 상악과 하악의 교합상태를 조절할 수 있고, 중절치 사이 중간점(P)의 위치는 상악 스캔 데이터(101)와 하악 스캔 데이터(102) 사이의 교합상태를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 스캔 데이터(100)의 교합상태를 교합 오프닝(Bite Opening, BO) 형태로 계산할 수 있다. 교합 오프닝(BO)은 상악과 하악 사이 교합상태의 수직 관계를 설명하기 위한 지표로, 구강이 교합기에 마운팅(mounting)된 것을 전제로 교합상태에 대응하는 절치 유도 핀(Incisal Guide Pin, IP)의 위치 변화를 직선 거리로 계산한 것일 수 있으며, 실시예에 따라 교합 오프닝은 중간점(P)의 위치에 각각 대응되므로 교합상태는 교합 오프닝으로 표현될 수 있다.
예를 들어, 상악 스캔 데이터(101)와 하악 스캔 데이터(102)가 서로 교합 접촉 관계일 때 중간점(P)의 기준위치가 Po이고 이에 대응하는 절치 유도 핀(IP)의 기준위치가 IPo이고, 중간점(P)의 위치가 기준위치 Po에서 Px로 변동됨에 따라 이에 대응하는 절치 유도 핀(IP)의 위치가 기준위치 IPo에서 IPx로 변화될 때, 스캔 데이터(100)의 변동된 교합상태에 따른 교합 오프닝은 IPo와 IPx 사이의 직선 거리인 BO이다.
실시예에 따라, 전자 장치(20)는 사용자 입력에 따라 상악 스캔 데이터(101) 내 중절치 사이의 중간점을 제2 방향(Y) 축으로 회전시키면서, 상악과 하악의 교합상태를 조절할 수 있고, 중절치 사이 중간점의 위치는 상악 스캔 데이터(101)와 하악 스캔 데이터(102) 사이의 교합상태를 나타낼 수 있다.
실시예에 따라, 전자 장치(20)는 사용자 인터페이스 장치(23)를 통해 교합 오프닝을 입력 받으면, 전자 장치(20)는 디스플레이(24)를 통해 교합 오프닝에 대응되는 상악과 하악의 교합상태와 후술하는 전자 장치(20)의 동작에 따라 교합 오프닝에 대응하는 악궁 간 교합 최소거리를 표시한다. 또한 전자 장치(20)가 사용자 인터페이스 장치(23)를 통해 악궁 간 교합 최소거리를 입력 받으면, 전자 장치(20)는 디스플레이(24)를 통해 후술하는 전자 장치(20)의 동작에 따라 악궁 간 교합 최소거리에 대응하는 교합 오프닝과 교합 오프닝에 대응되는 상악과 하악의 교합상태를 표시한다.
도 7은 일 실시예에 따라, 전자 장치의 이미지 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 전자 장치(20)는 단계 S100와 단계 S600 사이에서, 사용자 입력에 따라 상악 스캔 데이터(101)와 하악 스캔 데이터(102) 사이의 교합을 조절하면서 계산된 스캔 데이터(100)의 교합상태, 교합 최소거리를 함께 표시할 수 있다.
전자 장치(20)는 스캔 데이터(100)에서 치아 영역을 추출할 수 있다(S10).
도 8을 추가적으로 참조하면, 전자 장치(20)는 스캔 데이터(100)에서 치아 영역(301, 302)을 인식하고 추출할 수 있다. 전자 장치(20)는 곡률 정보, 교두 정보 등을 치아 영역(301, 302)을 인식하거나, 객체 인식 인공지능 알고리즘을 통해 치아 영역(301, 302)을 인식하고 추출할 수 있으며 치아 영역(301, 302)에 대해 추론 동작을 수행하여 치아 영역(301, 302) 내 각각의 치아에 대한 치아 번호를 식별하고 인식할 수 있다. 전자 장치(20)는 치아 영역을 추출함으로써 교합 최소거리를 계산하는 데 불필요한 치은 등의 구조물을 제거하여 교합 최소거리 계산에 소요되는 시간과 데이터 크기를 줄일 수 있다.
전자 장치(20)는 스캔 데이터(100)에 대한 교합상태 유효범위 및 최소거리 유효범위를 설정한다(S20).
전자 장치(20)는, 스플린트를 구강에 삽입시킨다는 전제 하에, 스플린트 제작에 용이한한 교합상태 유효범위 및 최소거리 유효범위를 설정할 수 있다. 교합상태 유효범위는 -30.00mm 내지 30.00mm일 수 있다. 최소거리 유효범위는 -30.00mm 내지 30.00mm일 수 있고, 바람직하게는 00.00 내지 15.00mm일 수 있으며, 더 바람직하게는 0.00mm 내지 5.00mm일 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 수치 및 유효숫자 단위에 제한되지 않는다.
전자 장치(20)는 교합접촉 교합상태 및 최대 교합상태에 따른 교합 최소거리를 계산하고 저장한다(S30).
전자 장치(20)는, 스플린트 제작에 유효하고 효율적으로 교합상태 조사범위를 조정하기 위해, 교합접촉 교합상태 및 최대 교합상태를 선택할 수 있다. 실시예에 따라, 교합접촉 교합상태는 상악 스캔 데이터(101)와 하악 스캔 데이터(102)가 교합접촉 관계인 기준 상태이고, 최대 교합상태는 교합상태 유효범위 내 최댓값에 대응되는 상태일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 추출된 치아 영역(301, 302)을 기초로 교합 최소거리를 계산할 수 있다. 이하에서 하악 치아 영역(302)에 대한 법선 벡터를 생성하는 것 등을 포함하는 하악 치아 영역(302)에 대한 동작을 기초로 단계 S30 내지 단계 S70을 설명하나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않으며, 상악 치아 영역(301)에 대해서도 법선 벡터를 생성하는 것 등을 포함하는 후술하는 단계 S30 내지 단계 S70에서의 전자 장치(20)의 동작들에 대한 설명이 적용될 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 M개의 메시(Mesh)를 포함하는 하악 치아 영역(302)에 대하여 각각의 M개의 메시에 대응하는 법선 벡터를 추출할 수 있다.
전자 장치(20)는 M개의 메시를 시점으로 하고 법선 벡터 방향으로 진행되는 직선을 생성하고, 생성된 직선과 상악 치아 영역(301)의 교차점을 구할 수 있다. 실시예에 따라 생성되는 직선은 메시의 정점, 중점 등을 시점으로 진행될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
전자 장치(20)는 M개의 메시와 대응되는 복수의 교차점 사이의 거리값을 계산하고, 계산되는 복수의 거리값 중 최소를 교합상태에 따른 교합 최소거리로 할 수 있으며, 하기의 수학식 1과 같이 정할 수 있다.
상기 수학식 1에서, 상기 는 교합상태에 따른 교합 최소거리이고, 상기 은 제m 메시와 대응되는 제m 교차점 사이의 거리이다.
예를 들면, 전자 장치(20)는 M개의 메시 중 임의의 제x 메시와 대응되는 제x 교차점 사이의 제x 거리를 계산할 수 있고, 제x 거리가 M개의 메시에 대응되는 복수의 거리값 중 최소일 때 전자 장치(20)는 제x 거리를 교합상태에 따른 교합 최소거리 da로 선택할 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 전자 장치(20)는 하악 치아 영역(302)에 포함되는 M개의 메시 중 일부를 선택하여 선택된 메시의 법선 벡터를 추출하고, 선택된 메시를 시점으로 하고 법선 벡터 방향으로 진행되는 직선을 생성하고, 생성된 직선과 상악 치아 영역(301)의 교차점을 구할 수 있다. 일 실시예에서 상기 선택되는 M개의 메시 중 일부는 치아영역일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전자 장치(20)는 선택된 메시와 교차점을 통해 교합상태에 따른 교합 최소거리를 연산할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(20)는 스캔 데이터(100)의 생성을 위한 스캔 과정에서 불필요하게 취득된 자투리 영역(연속적이지 않은 작은 영역. 교합방향과 반대 방향으로 스캔되는 영역, 치은영역 등)을 제외하는 방식으로 메시를 선택할 수 있다. 상기 선택 과정을 통해, 전자 장치(20)는 스캔 데이터(100) 내 유효한 영역에 대해 연산을 수행하여 교합 최소거리 계산에 소요되는 시간과 효율을 높일 수 있다.
전자 장치(20)는, 실시예에 따라 계산된 교합 최소거리 da와 교합 최소거리 da에 대응되는 교합 오프닝을 함께 저장할 수 있다.
전자 장치(20)는, 실시예에 따라, 교합접촉 교합상태의 교합 오프닝과 이에 대응하는 교합 최소거리를 함께 저장하고, 교합상태 유효범위 내 최댓값에 대응하는 최대 교합상태의 교합 오프닝과 이에 대응하는 교합 최소거리를 함께 저장할 수 있다.
전자 장치(20)는 계산된 교합 최소거리 및 교합상태를 기초로, 교합상태 조사범위를 조정한다(S40).
도 9을 추가적으로 참조하면, 전자 장치(20)는 계산된 교합접촉 교합상태(So)와 최대 교합상태(Sf)를 기초로, 교합상태 조사범위(BO_EX)를 조정할 수 있다. 실시예에 따라, 교합접촉 교합상태(So)는 상악과 하악이 교합 접촉되는 기준 상태에 대응될 수 있고, 최대 교합상태(Sf)는 교합상태 유효범위(BO_Eff) 내 최댓값인 BO_high에 대응될 수 있다.
실시예에 따라, 교합접촉 교합상태(So)일 때 교합 오프닝이 BO_o이고 교합 최소거리가 DA_o로 계산되고, DA_o가 최소거리 유효범위(DA_Eff)의 최솟값 DA_low보다 작은 경우 전자 장치(20)는 교합상태 조사범위(BO_EX)의 최솟값(BO_min)을 BO_o로 설정하고 BO_o 미만의 교합상태에 대해서 교합 최소거리 계산 동작을 수행하지 않는다.
또한, 교합상태 유효범위(BO_Eff) 내 최댓값인 BO_high에 대응되는 최대 교합상태(Sf)의 교합 최소거리가 DA_f로 계산되고 DA_f가 최소거리 유효범위(DA_Eff)의 최댓값 DA_high보다 큰 경우, 전자 장치(20)는 교합상태 조사범위(BO_EX)의 최댓값(BO_max)을 BO_high로 설정하고 BO_high 초과의 교합상태에 대해서 교합 최소거리 계산동작을 수행하지 않는다.
전자 장치(20)는 교합상태 조사범위(BO_EX) 내 중간 교합상태에 대하여 중간 교합 최소거리를 계산하고 저장한다(S50).
전자 장치(20)는 교합상태 조사범위(BO_EX)의 최댓값(BO_max)과 최솟값(BO_min) 사이의 제1 중간 교합상태(S1)에 대응하는 제1 중간 교합 최소거리를 계산할 수 있다. 제1 중간 교합상태(S1)의 교합 오프닝은 BO_1이고, 제1 중간 교합상태(S1)의 제1 중간 교합 최소거리는 DA_1으로 계산될 수 있다. 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 BO_1과 DA_1를 함께 저장할 수 있다.
제1 중간 교합 최소거리의 계산 과정은 단계 S30의 교합 최소거리 계산의 설명으로 대체될 수 있으며, 본 명세서에서 교합상태 조사범위(BO_EX) 내 다른 중간 교합 최소거리의 계산 과정에도 적용될 수 있다.
전자 장치(20)는 교합상태 조사범위(BO_EX) 내 교합 최소거리 계산이 필요한 조사 교합상태의 유무를 확인한다(S60).
전자 장치(20)는 교합상태 조사범위(BO_EX) 내 교합 최소거리 계산이 필요한 조사 교합상태를 탐색할 수 있다. 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 교합상태 조사범위(BO_EX) 내에서 교합 오프닝의 유효숫자 단위로 탐색하고, 교합상태 조사범위(BO_EX) 내에서 교합 최소거리가 계산되지 않은 조사 교합상태를 확인할 수 있다. 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 유효숫자인 0.01mm 단위로 교합상태 조사범위(BO_EX) 내 교합상태를 조사할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 유효숫자 단위의 예시에 제한되지 않는다.
전자 장치(20)는, 조사 교합상태가 있다고 판단되는 경우, 단계들 S40 내지 S60을 반복하는 동작을 수행한다. 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 단계들 S40 내지 S60을 반복하는 동작 중에 최소거리 유효범위(DA_Eff)를 조정할 수 있다. 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 최소거리 유효범위(DA_Eff)를 -30.00mm 내지 30.00mm에서 00.00 내지 15.00mm로 조정할 수 있고, 00.00 내지 15.00mm에서 0.00mm 내지 5.00mm로 조정할 수 있다. 상기 조정 동작에 따라 변동되는 최소거리 유효범위(DA_Eff)에 대한 수치 범위는 사용자 입력에 따라 변동될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상은 상기 수치 범위의 예시에 제한되지 않는다.
전자 장치(20)는, 반복 동작을 통해, 최소거리 유효범위(DA_Eff) 내 최댓값 DA_high에 대응하는 제2 중간 교합상태(S2)의 교합 오프닝 값인 BO_2를 교합상태 조사범위(BO_EX)의 최댓값(BO_max)으로 조정하고, 최소거리 유효범위(DA_Eff) 내 최솟값 DA_low에 대응하는 교합접촉 교합상태(So)의 교합 오프닝 값인 BO_o를 교합상태 조사범위(BO_EX)의 최솟값(BO_min)으로 조정할 수 있다.
예를 들면, 전자 장치(20)는, 교합상태 조사범위(BO_EX) 내에서 유효숫자 단위로 탐색하여, 임의의 교합 오프닝 값 BO_x를 가지고 교합 최소거리가 계산되지 않은 제x 중간 교합상태(Sx)를 조사 교합상태로 탐색하고, 제x 중간 교합상태(Sx)에 대응하는 제x 중간 교합 최소거리 값인 DA_x를 계산하고, BO_x와 DA_x를 함께 저장할 수 있다.
전자 장치(20)는, 교합상태 또는 교합 최소거리를 수신하고, 수신된 교합상태에 대응되는 교합 최소거리 또는 수신된 교합 최소거리에 대응되는 교합상태를 표시한다(S70).
도 10을 추가적으로 참조하면, 실시예에 따라, 전자 장치(20)는 조사 교합상태가 없다고 판단되는 경우, 별도의 사용자 인터페이스 장치(23)의 입력없이 전자 장치(20) 내 기저장된 교합 오프닝 값 또는 교합 최소거리 값을 수신하여 로드할 수 있다.
실시예에 따라, 전자 장치(20)는 조사 교합상태가 없다고 판단되는 경우, 사용자 인터페이스 장치(23)를 통해 교합 오프닝 값 a 또는 교합 최소거리 값 b를 입력 받을 수 있다.
전자 장치(20)는, 임의의 교합 오프닝 값 a가 수신되면 교합상태 조사범위(BO_EX) 내에서 대응되는 저장된 교합 오프닝을 탐색하고, 저장된 교합 오프닝 값 a에 대응되는 스캔 데이터(100)의 교합 최소거리를 b로 조절하여 함께 표시한다.
전자 장치(20)는, 임의의 교합 최소거리 값 b가 수신되면 최소거리 유효범위(DA_Eff) 내에서 대응되는 저장된 교합 최소거리 값 b를 탐색하고, 저장된 교합 최소거리 값 b에 대응되는 스캔 데이터(100)의 교합 오프닝을 a로 조절하여 함께 표시한다.
전자 장치(20)는, 입력되는 교합 오프닝 값 a 또는 교합 최소거리 값 b에 따라 중절치 사이의 중간점(P)의 위치가 조절된 스캔 데이터(100)를 표시할 수 있다.
실시예에 따라, 전자 장치(20)는 사용자 인터페이스 장치(23)를 통한 별도의 입력없이, 기저장된 교합 오프닝 값 또는 교합 최소거리 값을 로드하고, 로드된 교합 오프닝 값 또는 교합 최소거리 값에 대응되는 교합 최소거리 값 또는 교합 오프닝 값을 표시할 수 있다.
전자 장치(20)는, 단계 S10 내지 S70을 통해 비용과 시간을 절감시키면서 스플린트 제작에 유효한 교합상태 및 교합 최소거리를 계산 및 표시하여, 사용자에게 효율적으로 스플린트 제작에 필요한 거리 정보를 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 이미지 처리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예는, 이미지 처리 방법을 실행하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체가 될 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어에 대한 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
여기서, 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (20)
- 상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 포함하는 구강 이미지를 수신하는 단계;
상기 구강 이미지의 교합상태를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합 최소거리(Distance to Antagonist)를 연산하는 단계; 및
상기 연산 단계를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합상태에 대응되는 상기 교합 최소거리가 조절되는 단계
를 포함하는 이미지 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 구강 이미지에 대한 교합 최소거리를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 교합 최소거리에 대응하는 상기 구강 이미지에 대한 교합 상태를 표시하는 단계를 더 포함하는 이미지 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 구강 이미지에 대한 교합상태를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 교합상태에 대응하는 상기 구강 이미지에 대한 교합 최소거리를 표시하는 단계를 더 포함하는 이미지 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 연산 단계는,
상기 구강 이미지에 대한 제1 교합상태에 대응하는 제1 교합 최소거리 및 상기 제1 교합상태와 상이한 제2 교합상태에 대응하는 상기 구강 이미지의 제2 교합 최소거리를 계산하고;
상기 제1 교합 최소거리 및 상기 제2 교합 최소거리를 기초로 교합상태 조사범위를 조정하고,
상기 교합상태 조사범위 내 중간 교합상태에 대한 중간 교합 최소거리를 계산하는 것을 포함하는 이미지 처리 방법. - 제4항에 있어서,
상기 연산 단계는, 상기 교합상태 조사범위 내 교합 최소거리 계산이 필요한 조사 교합상태를 확인하는 것을 더 포함하는 이미지 처리 방법. - 제5항에 있어서,
상기 연산 단계는,
상기 조사 교합상태가 있으면, 상기 교합상태 조사범위를 조정하는 것과 상기 중간 교합 최소거리를 계산하는 것을 반복하는 것을 더 포함하는 이미지 처리 방법. - 제4항에 있어서,
상기 연산 단계는,
상기 구강 이미지 내 치아 영역을 추출하여, 상기 상악 스캔 데이터에 대한 상악 치아 영역 및 상기 하악 스캔 데이터에 대한 하악 치아 영역을 추출하는 것을 더 포함하는 이미지 처리 방법. - 제7항에 있어서,
상기 제2 교합상태에 대한 상기 제2 교합 최소거리를 계산하는 것은, 상기 하악 치아 영역 내 복수의 메시(Mesh)에서 법선 방향으로 진행되는 직선이 상기 하악 치아 영역에 닿는 복수의 교차점을 생성하고, 상기 복수의 메시의 각각에 대응되는 상기 복수의 교차점 사이의 복수의 거리값을 계산하고, 상기 복수의 거리값 중 최소를 선택하는 것을 포함하는 이미지 처리 방법. - 제4항에 있어서,
상기 제1 및 제2 교합상태 및 상기 중간 교합상태는 교합 오프닝(Bite Opening) 형태로 계산되는 이미지 처리 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제1 교합상태는, 상기 구강 이미지가 교합접촉 관계인 상태와 대응되는 이미지 처리 방법. - 사용자 인터페이스 장치;
프로세서 및
상기 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하되,
상기 프로세서는, 상기 명령어들을 실행하여,
상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 포함하는 구강 이미지를 수신하고,
상기 구강 이미지의 교합상태를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합 최소거리(Distance to Antagonist)를 연산하고,
상기 연산 동작을 기초로, 상기 구강 이미지의 교합상태에 대응되는 상기 교합 최소거리가 조절되는 전자 장치. - 제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 구강 이미지에 대한 교합 최소거리를 수신하고,
상기 수신된 교합 최소거리에 대응하는 상기 구강 이미지에 대한 교합 상태를 표시하는 전자 장치. - 제11항에 있어서,
상기 연산 동작은,
상기 구강 이미지에 대한 제1 교합상태에 대응하는 제1 교합 최소거리 및 상기 제1 교합상태와 상이한 제2 교합상태에 대응하는 상기 구강 이미지의 제2 교합 최소거리를 계산하고;
상기 제1 교합 최소거리 및 상기 제2 교합 최소거리를 기초로 교합상태 조사범위를 조정하고,
상기 교합상태 조사범위 내 중간 교합상태에 대한 중간 교합 최소거리를 계산하는 것을 포함하는 전자 장치. - 제13항에 있어서,
상기 연산 동작은,
상기 교합상태 조사범위 내 교합 최소거리 계산이 필요한 조사 교합상태를 확인하는 것을 더 포함하는 전자 장치. - 제14항에 있어서,
상기 연산 동작은,
상기 조사 교합상태가 있으면, 상기 교합상태 조사범위를 조정하는 것과 상기 중간 교합 최소거리를 계산하는 것을 반복하는 것을 더 포함하는 전자 장치. - 제13항에 있어서,
상기 연산 동작은,
상기 구강 이미지 내 치아 영역을 추출하여, 상기 상악 스캔 데이터에 대한 상악 치아 영역 및 상기 하악 스캔 데이터에 대한 하악 치아 영역을 추출하는 것을 더 포함하는 전자 장치. - 제16항에 있어서,
상기 제2 교합상태에 대한 상기 제2 교합 최소거리를 계산하는 것은, 상기 하악 치아 영역 내 복수의 메시(Mesh)에서 법선 방향으로 진행되는 직선이 상기 하악 치아 영역에 닿는 복수의 교차점을 생성하고, 상기 복수의 메시의 각각에 대응되는 상기 복수의 교차점 사이의 복수의 거리값을 계산하고, 상기 복수의 거리값 중 최소를 선택하는 것을 포함하는 전자 장치. - 제13항에 있어서,
상기 제1 및 제2 교합상태 및 상기 중간 교합상태는 교합 오프닝(Bite Opening) 형태로 계산되는 전자 장치. - 제18항에 있어서,
상기 제1 교합상태는, 상기 구강 이미지가 교합접촉 관계인 상태와 대응되는 전자 장치. - 컴퓨터에 의해 판독 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서,
상기 명령어들은, 컴퓨터로 하여금,
상악 스캔 데이터 및 하악 스캔 데이터를 포함하는 구강 이미지를 수신하는 단계;
상기 구강 이미지의 교합상태를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합 최소거리(Distance to Antagonist)를 연산하는 단계; 및
상기 연산 단계를 기초로, 상기 구강 이미지의 교합상태에 대응되는 상기 교합 최소거리가 조절되는 단계
를 수행하게 하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2023/010061 WO2024014912A1 (ko) | 2022-07-13 | 2023-07-13 | 이미지 처리 방법, 전자 장치 및 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| KR20220086432 | 2022-07-13 |
Publications (1)
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Family
ID=89713674
Family Applications (5)
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Family Applications Before (2)
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Family Applications After (2)
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