[發(fā)明專利]一種用于牙頜模型的顏色信息掃描裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610252097.4
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN105662632A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 范然
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: A61C19/04
• 分類號: A61C19/04;A61C13/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于牙頜模型的顏色信息掃描裝置及方法，尤其涉及一種 僅用投影儀與黑白相機即可獲得消除光影差異的牙頜模型顏色信息的掃描方 法。

背景技術

牙頜模型的顏色信息或者紋理信息是數(shù)字化義齒修復中重要輔助信息，例 如醫(yī)生在牙頜石膏模型上留下的筆記。傳統(tǒng)對于牙頜模型的顏色記錄通常利用 高清晰攝像機拍攝進行，隨著光學測量、計算機視覺、三維幾何處理技術的發(fā) 展，利用三維掃描獲取牙頜模型的三維曲面信息已成為牙齒修復中形狀設計的 主流方式。三維掃描是集光、機、電和計算機技術于一體的高新技術，主要用 于對被掃描物體空間外形和結構，以獲得該物體表面的空間坐標。利用三維掃 描技術制備的三維掃描儀(3DScanner)作為一種快速的立體測量設備，因其 測量速度快、精度高，非接觸，使用方便等優(yōu)點，而成為將物體三維建模的重 要工具，得到越來越廣泛的應用。

一般的三維掃描儀采用投射條紋到物體表面，再用黑白相機采集圖像，通 過計算條紋在物體表面的變形，從而獲得的物體三維輪廓信息。現(xiàn)實中要求測 量的物體大多是彩色的，如一些彩色的文物，不僅要求能準確獲取物體的三維 輪廓信息，而且希望保留盡可能真實的表面顏色紋理信息。

現(xiàn)有的獲取彩色紋理的方法有二種：一種是把一般三維掃描儀的相機改為 彩色相機，這樣會增加噪聲，使得數(shù)據(jù)質量變差。另一種獲得彩色信息的辦法 是，通過在一般的掃描儀上額外增加了一個彩色相機，如單反相機。這樣保證 輪廓信息和較好的顏色紋理效果，然而，卻增加了不少成本。因此，有必要提 供一種能夠用黑白相機獲取牙頜模型顏色信息的掃描方法，以解決現(xiàn)有彩色三 維掃描儀成本較高的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種成本低、效果佳的用于 牙頜模型的顏色信息掃描裝置及方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種用于牙頜模型的顏色信息掃描裝置，包括投影儀、控制系統(tǒng)以及至少 一臺黑白相機，控制系統(tǒng)與上述投影儀、所有黑白相機均分別相連，所述的投 影儀僅投射紅、綠、藍三種單色光。

應用該裝置進行牙頜模型顏色信息掃描的方法，包括如下步驟：

1)控制系統(tǒng)控制投影儀向牙頜模型投射紅、綠、藍單色光中的一種，在每 種單色光下均采用黑白相機從不同角度拍攝牙頜模型照片，并傳輸至控制系統(tǒng)；

2)將牙頜模型于同一角度拍攝的：紅色光下采集的圖像的灰度值作為紅色 通道的值，綠色光下采集的圖像的灰度值作為綠色通道的值，藍色光下采集的 圖像的灰度值作為藍色通道的值，組合三通道的值獲得在該拍攝角度下牙頜模 型的單片數(shù)據(jù)；

3)對不同角度的單片數(shù)據(jù)上的顏色信息進行融合，消除方向光造成的光影 差異。

上述技術方案中，所述的步驟1)中可以采用一臺黑白相機從不同角度拍 攝牙頜模型照片；或者采用多臺分布于牙頜模型周圍不同角度的黑白相機分別 同時拍攝牙頜模型照片。

所述的步驟3)具體如下：利用幾何拼接算法將多片數(shù)據(jù)進行拼合，構建 空間八叉樹結構，在該結構中計算頂點的顏色差異屬性信息，利用泊松方程求 解差異擴散標量場，最終將差異信息反加到單片顏色數(shù)據(jù)中，實現(xiàn)邊界顏色差 異的過渡，消除不同單片數(shù)據(jù)之間的光影差異，獲得融合后的顏色。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案，通過僅采用黑白相機分別獲取被掃 描物體被紅、綠、藍三色光投射時的圖像，即可得到被掃描物體的彩色圖像， 大大降低了設備成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的部分結構示意圖；

圖2是牙頜模型顏色融合前后的效果圖。

具體實施方式

以下基于附圖對本發(fā)明的具體實施例進行進一步詳細說明。應當理解，此 處所描述的具體實施例僅僅作為實施例，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，本實施例的用于牙頜模型的顏色信息掃描裝置包括控制系統(tǒng)， 投影機101,兩個黑白相機102,以及目標牙頜模型103。