一种用于根据表面映射传感器像素阵列至照明像素阵列的方法通过分配每个像素至对应组来形成组映射，通过投影和记录组索引图像的序列每个组有所述照明阵列上的p个相邻像素并且每个有序集合具有k个组。每个组索引图像在所述组的至少两个中不具有照明像素并且在少于(k-1)个组中具有从2至(p-1)个相邻照明像素。组索引图像的所述序列使用来自所述k个组中的每个的像素。将至少p个多线图像投影和记录，其中每个多线图像在每个组内投影一条线。在所述多线图像中的线根据所述组映射而相关并且所述相关性存储在存储器中。整数k和p大于或等于3。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用光学多线方法的3D 口内测量专利
本公开一般涉及表面形状成像领域，并且更特别地涉及口内表面成像和测量。背景在医学、工业和其它应用中，用于从各种类型的物体获得表面轮廓信息的技术已经被开发。光学3维(3D)测量方法使用从引导至表面上的光的图案获得的图像来提供形状和深度信息。各种类型的成像方法产生一系列光图案并且使用焦点或三角测量以检测在照明区域上的表面形状的改变。条纹投影成像使用有图案的或有结构的光和三角测量以获得各种类型的结构的表面轮廓信息。在条纹投影成像中，干涉条纹或光栅的线的图案从给定的角度朝向物体的表面而投影。来自表面的所投影的图案从另一个角度看作为轮廓图像，从而利用三角测量以基于轮廓线的外观来分析表面信息。相移(其中所投影的图案递增地空间移位用于在新位置获得额外的测量)通常被应用作为条纹投影成像的部分、用于完成表面的轮廓映射并且增大轮廓图像的分辨率。条纹投影成像已经用于固态、高度不透明物体的表面轮廓成像并且已经用于对人体的一些部分的表面轮廓成像和用于获得关于皮肤结构的详细数据。然而，许多技术障碍阻止了牙齿的条纹投影成像的有效使用。牙齿表面成像的一个特定挑战涉及牙齿半透明度。半透明或亚半透明材料通常对于条纹投影成像已知是特别麻烦的。在半透明结构中的次表面散射可以减少总的信噪(S/N)比并且将光强度移位从而导致不正确的高度数据。另一个问题涉及各种牙齿表面的大量反射。高反射材料(特别是中空反射结构)可以减少该类型成像的动态范围。从光学的透视图，牙齿本身的结构对于条纹投影成像提出了许多额外的挑战。牙齿在不同的时间并且沿着不同的表面和表面的部分可以是湿的或干的。牙齿形状常常是不规则的、带有锋利的边缘。如之前所提出的，牙齿以复杂的方式与光交互。穿透于牙齿表面之下的光倾向于在半透明牙齿材料之内进行散射。此外，来自在牙齿表面之下的不透明特征的反射可以发生，这增加了使所感测的信号降低的噪声。已经试图使条纹投影可用于牙齿的轮廓成像的一种校正测量是涂层的应用，这改变了牙齿表面本身的反射特性。牙齿轮廓成像系统在表面轮廓成像之前将涂料或反射粉末涂至牙齿表面。为了条纹投影成像的目的，该增加的步骤增强牙齿的不透明度并且减少之前所提出的散射光效应。然而，这存在缺点。涂覆涂层粉末或液体的步骤给牙齿轮廓成像过程增加成本和时间。因为涂层的厚度在整个牙齿表面上常常是不均匀的，所以容易导致测量误差。此外，所涂覆的涂层在促进轮廓成像的同时可以倾向于掩盖牙齿的其它问题并且可以因此减少可以获得的有用信息的总量。 即使使用牙齿的涂层或其它类型的表面处理，然而，结果由于牙齿表面明显的轮廓可以是令人失望的。提供足够量的光到所有牙齿表面上并且感测从所有牙齿表面反射回的光可以是困难的。牙齿的不同表面可以相对于彼此成90度定向，这使得难以导引足够的光用于准确地对牙齿的所有部分成像。可以了解的是希望提供牙齿的准确表面轮廓成像而无需对牙齿表面涂覆额外的涂层或进行其它处理的装置和方法。一些优点可包括改进速度以及降低传统方法的成本和不便。概要本专利技术的目的是发展牙齿和相关口内结构的表面轮廓检测的技术。本专利技术的实施方案通过布置光图案照明牙齿表面来提供关于牙齿的3D表面信息，所述光图案有助于使数字成像阵列上的像素位置与来自照明装置的像素位置更接近地映射。有利地，本专利技术可以与已知的照明和成像部件布置一起使用并且对比传统轮廓检测方法，适于帮助减少所感测的图案的歧义。这些目的仅以说明的实例给出，并且此类目的可为本专利技术的示例性的一个或多个实施方案。由本公开的专利技术固有实现的其它希望的目标和优点可发生或对于本领域的那些技术人员变得明显。本专利技术由所附的权利要求限定。根据本专利技术的一个方面，提供了用于根据表面映射传感器像素阵列至照明像素阵列的方法，该方法至少部分在计算机上执行并且包括:通过分配传感器阵列上的多个像素中的每个像素至有序组集合的对应组来形成组映射，其中将每个组限定为照明像素阵列上的P个相邻像素集合并且每个有序集合具有k个组，通过:投影和记录两个或多个组索引图像的序列，其中相对于每个有序k个组的集合，每个投影的组索引图像在组的至少两个中不具有照明像素并且在少于(k-Ι)个组中具有从2至(p-1)个相邻照明像素，并且其中所投影的组索引图像的序列使用来自k个组中的每个的照明像素；投影至少P个多线图像至表面上和记录所述至少P个多线图像，其中每个多线图像在每个组之内投影一条线；根据组映射使所记录的多线图像中的线与所投影的多线图像中的线相关；以及将相关性存储在计算机可访问的存储器中，其中k和P是大于或等于3的整数。附图简述本专利技术的前述和其它的目的、特征和优点从本专利技术的实施方案的下列更具体的描述中将明显，如在附图中所示的。附图的元件不一定相对于彼此按比例绘制。图1是示出根据表面映射传感器像素阵列至照明阵列的示意图。图2A示出用单线光照明的牙齿表面。图2B示出用多线光照明的牙齿表面。图3是示出根据本专利技术的实施方案的用于获得表面轮廓图像数据的序列的逻辑流程图。图4是示出成像装置的示意图。图5是示出图像投影和记录序列的逻辑流程图。图6是示出在成像传感器阵列上的像素行的部分的示意图。图7是示出用于组映射的同相二进制投影的图案的示意图。图8是示出第二异相集的二进制投影图案的示意图。图9示出单个投影的二进制图案。图1OA示出用于形成多线图像的照明阵列的部分。图1OB示出用于形成多线图像的照明阵列的另一部分。图11是示例性多线图像的平面图。图12是牙齿上的投影的多线图像的平面图。图13是牙齿上的投影的多线图像的另一平面图。图14是示出如何组合来自二进制图案图像和多线图像的数据的示意图。图15A和图15B比较没有涂层的和有涂层的牙齿的结果。图16是组合图15A和图15B的结果的差异图。图17是示出根据本专利技术的实施方案的用于形成轮廓图像的步骤的逻辑流程图。图18A示出投影在可选的块图像中的照明图案。图18B示出使用图18A的照明图案获得的牙齿图像。图19A示出投影在组索引图像中的照明图案。图19B示出使用图19A的照明图案获得的牙齿图像。图20A示出投影在多线图像中的照明图案。图20B示出使用图20A的照明图案获得的牙齿图像。图21A是示出根据本专利技术的实施方案如何形成索引图像的示意图。图21B是示出如何形成多线图像的示意图。图22A和图22B是比较用于组索引图像和多线图像的像素照明图案的示意图。详细描述本申请是2011 年 11 月 10 日提交的标题为 “3D INTRAORAL MEASUREMENTS USINGOPTICAL MULTILINE METHOD”的Milch的共同转让的美国序列号13/293,308的部分继续，其整体通过引用并入本文。下列是参考附图的本专利技术的优选实施方案的详细描述，所述附图中相同的附图标记识别几个附图的每个中的结构的相同元件。任何地方所使用的术语“第一”(first)、“第二”(SeCOnd)等等不必要表示任何顺序的、序列的或优先级关系，而是简单地用于更清楚地相互区分一个元件或元件集合。 图1的示意图用单线光L的实例示出如何使用图案化的光来获得表面轮廓信息。根据照明阵列10获得的映射导引光图案至表面20上并且线的对应图像L’在图像传感器阵列30上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于根据表面映射传感器像素阵列至照明像素阵列的方法，其包括：通过分配所述传感器阵列上的多个像素中的每个像素至有序组集合的对应组来形成组映射，其中将每个组限定为所述照明像素阵列上的p个相邻像素集合并且每个有序集合具有k个组，通过：投影和记录两个或多个组索引图像的序列，其中相对于每个有序k个组的集合，每个投影的组索引图像在所述组的至少两个中不具有照明像素并且在少于(k‑1)个组中具有从2至(p‑1)个相邻照明像素，并且其中所投影的组索引图像的所述序列使用来自所述k个组中的每个的照明像素；投影至少p个多线图像至所述表面上和记录所述至少p个多线图像，其中每个多线图像在每个组之内投影一条线；根据所述组映射使所述记录的多线图像中的线与所述投影的多线图像中的线相关；以及存储、显示或传递所述相关性，其中k和p是大于或等于3的整数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.10 US 13/293308;2012.06.18 US 13/5255901.一种用于根据表面映射传感器像素阵列至照明像素阵列的方法，其包括: 通过分配所述传感器阵列上的多个像素中的每个像素至有序组集合的对应组来形成组映射，其中将每个组限定为所述照明像素阵列上的P个相邻像素集合并且每个有序集合具有k个组，通过:投影和记录两个或多个组索引图像的序列，其中相对于每个有序k个组的集合，每个投影的组索引图像在所述组的至少两个中不具有照明像素并且在少于(k-l)个组中具有从2至(p-Ι)个相邻照明像素，并且其中所投影的组索引图像的所述序列使用来自所述k个组中的每个的照明像素； 投影至少P个多线图像至所述表面上和记录所述至少P个多线图像，其中每个多线图像在每个组之内投影一条线； 根据所述组映射使所述记录的多线图像中的线与所述投影的多线图像中的线相关；以及 存储、显示或传递所述相关性，其中k和P是大于或等于3的整数。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括根据所述存储的相关性来产生表面轮廓数据。3.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述组映射还包括投影和记录至少第一和第二块图像，其中每个块图像具有同时照明的数量m个连续组的像素和同时去能的m个连续组的像素的图案，并且其中所述第二块图像的所述图案从所述第一块图像的所述图案移位m/2个组。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述照明像素阵列是液晶装置。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述照明像素阵列是数字微镜阵列装置。6.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述组映射还包括获得和记录至少一个暗场图像和至少一个平场图像。7.根据权利要求2所述的方法，其还包括根据所述表面轮廓数据来显示所述表面。8.根据权利要求1所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：JR米尔奇，
申请(专利权)人：卡尔斯特里姆保健公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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