專利名稱：圖像組合裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于組合多個圖像的圖像組合裝置。具體來說，本發明 涉及適于在用于執行牙齒、皮膚等的色度測量的色度測量裝置(colorimetry apparatus)中使用的圖像組合裝置、圖像組合方法以及圖像 組合程序。本申請基于日本專利申請2005-365215，其內容通過引用并入于此。
技術背景近年來，對美容和保健方面的關注己經日益增長了。例如，在美容 行業中，用于減少皮膚黑色素的增白已經變為追求美容中的常作內容。被設計成允許在監測器上觀察皮膚表面的放大圖像的皮膚診斷攝像 機系統被用于常規皮膚診斷中；例如，它們被用于皮膚病學、美容院 (aesthetic salons)、美容咨詢等中。例如，對于皮膚病學的情況來說，通 過觀察皮膚中的凹坑和突起，可以診斷皮膚表面的特征并且可以給出咨 詢。在牙科領域方面，諸如陶瓷牙冠的牙齒處理是追求美容的另一方面。 施加陶瓷牙冠的過程涉及首先制備具有與病人的固有牙齒的顏色接近的 顏色的牙冠(由陶瓷制成的修復牙冠)，并接著將該牙冠覆蓋在病人的牙 齒上。 '常規地講，通過下述處理制備牙冠。首先，在牙科診所中，牙科醫生或其他人獲取病人口腔的圖像。更 具體地說，獲取包括多個牙齒在內的整個口腔的圖像、用作用于牙冠制 備的基準的病人的活髓牙(vital tooth)表面等的圖像。隨后，從具有不同顏色的多個牙齒樣本(下文中，稱為"比色板(shade guide)")中，牙科醫生選擇與病人的活髓牙顏色最接近的比色板(以下，這種過程稱為"比色提取(shade take)")。比色板例如是由多種不同顏色 的陶瓷制成的牙狀樣本。當完成上述過程時，牙科醫生向制造牙冠的牙科實驗室發送獲取的 圖像和與在比色提取中選定的比色板相關聯的特定標識號。接著，基于 這種信息在牙科實驗室中制作牙冠。然而，上述比色提取具有的問題在于，因為依賴于牙科醫生的主觀 判斷，所以完全沒有量化。而且，比色板的外觀和病人的牙色可能因各 種因素而不同，如牙齦的色調、環境條件、照度(例如，照明方向和顏 色)、牙科醫生的疲勞度等。因此，非常難于選擇最佳比色板，這帶給了 牙科醫生顯著的負擔。從而，為了縮減牙科醫生或其他人的負擔，已經提出了在諸如比色 提取的過程中提供支持的裝置；在這種裝置中，例如，自動選擇與病人 的活髓牙顏色最接近的比色板。例如，日本專利公報3710802號公開了這樣一種技術，該技術包括 在計算機中預先存儲其中多種牙基色的標識信息數據對應于Lh葉^匕色 系統中的牙基色的顏色信息數據的數據表，輸入通過同時獲取活髓牙和 具有牙基色的基準樣本(對應于上述"比色板")所制備的圖像數據，計 算色彩修正值，該色彩修正值用于使在圖像數據中分析出的Lh葉外匕色 系統中基準樣本的牙基色的顏色信息數據與數據表中的與該牙基色的標 識信息數據相對應的牙基色的顏色信息數據大致匹配，以及從數據表中 提取與活髓牙的經修正的顏色的顏色信息數據相對應或類似的顏色信息 數據的牙基色的標識信息數據并輸出提取的數據。然而，在日本專利公報3710802號中公開的發明中，因為按數字值 表達活髓牙的顏色和基色等的比較結果，所以用戶難于直觀地理解色差 程度。發明內容本發明的一個目的是提供一種可以按容易比較的方式向用戶顯示諸 如活髓牙的測量物體的顏色和與該測量物體相比較的比較物體的顏色的圖像組合裝置、圖像組合方法以及圖像組合程序。根據本發明的第一方面，提供了一種圖像組合裝置，該圖像組合裝 置用于通過組合包含測量物體的圖像的第一獲取圖像和包含要與該測量 物體相比較的比較物體的圖像的第二獲取圖像來形成圖像，所述圖像組 合裝置包括圖像提取單元，該圖像提取單元用于從所述第一獲取圖像 提取測量物體圖像并且從所述第二獲取圖像提取比較物體圖像；組合基 準線設置單元，該組合基準線設置單元用于在所述測量物體圖像和所述 比較物體圖像中的每一個圖像上設置組合基準線；組合單元，該組合單 元用于沿所述組合基準線來組合所述測量物體圖像和所述比較物體圖 像，以形成組合圖像；以及修正單元，該修正單元用于在所述測量物體 圖像和所述比較物體圖像的輪廓沒有對準時，修正所述測量物體圖像和 所述比較物體圖像中的至少一個，以在所述組合圖像中，在所述組合基 準線上對準它們的輪廓。根據這種構造，將所述測量物體圖像和所述比較物體圖像連接并顯 示為單個圖像。因此，用戶可以通過觀看連接區的邊界部分而直接比較 兩個圖像的顏色。從而，用戶還可以識別顏色中的細微差別。在這種情 況下，即使所述測量物體圖像和所述比較物體圖像的尺寸不同并且它們 的輪廓在所述組合單元組合出的所述組合圖像中沒有對準，也可由所述 修正單元執行修正，以使它們的輪廓在所述組合基準線上對準。因此， 可以向用戶提供自然的組合圖像。所述提取單元中的術語"提取"不僅包括從所述第一獲取圖像提取 所述測量物體圖像作為單獨圖像的概念，而且包括在所述第一獲取圖像 中指定所述測量物體圖像的輪廓的概念。關于所述比較物體圖像，術語 "提取"包括相同的概念。上述"組合"方法沒有被特別限制。例如，組合可以通過連接沿所 述組合基準線剪切的圖像片段來執行。另選的是，可以通過交疊圖像以 使在單獨圖像上設置的所述組合基準線彼此對準，并且改變所述組合基 準線的邊界的兩側的相互能見度來組合圖像。所述測量物體是其顏色要與具有不同顏色并且預先制備的多種顏色樣本相比較的物體。例如，除了諸如活髓牙、皮膚等的人體部分以外， 所述測量物體的其他示例還包括諸如窗簾和地毯的室內陳設品、諸如袋 子和沙發的皮件、電子組件，以及上了漆的汽車、墻等。在所述圖像組合裝置中，所述組合基準線設置單元可以將穿過所述 測量物體圖像的重心的線設置為所述測量物體圖像上的所述組合基準 線，并且將穿過所述比較物體圖像的重心的線設置為所述比較物體圖像 上的所述組合基準線。根據這種構造，在所述測量物體圖像和所述比較物體圖像中，將穿 過圖像重心的線設置為所述組合基準線。從而，可以維持所述組合圖像 中的兩個圖像的面積比率，以使大致相同，并且可以提供平衡組合圖像。在所述圖像組合裝置中，所述組合基準線設置單元可以在所述測量 物體圖像的沿垂直軸向的長度是該測量物體圖像的沿垂直軸向上的最大 長度的位置處設置所述組合基準線，并且在所述比較物體圖像的沿垂直 軸向的長度是該比較物體圖像的沿垂直軸向上的最大長度的位置處設置 所述組合基準線。根據這種構造，在所述測量物體圖像和所述比較物體圖像中，每一 個所述組合基準線都在所述圖像的沿垂直軸向中的長度最大的位置處沿 垂直軸向設置。因此，當通過下述組合基準線移位單元移位所述組合基 準線時，該裝置可以容易地跟隨這種移位并且可以立即形成移位后的組 合圖像。所述圖像組合裝置還可以包括組合基準線移位單元，該組合基準線 移位單元用于利用外部裝置移位所述組合圖像中的所述組合基準線。根據這種構造，用戶可以將所述組合基準線移位至希望位置。因此， 可以改變所述組合圖像中的所述測量物體圖像與所述比較物體圖像的面 積比率，并且可以隨意改變比較顏色的位置。當通過所述組合基準線移位單元移位所述組合基準線時，在沒有進 一步處理的情況下不使用所述組合基準線，并且基于被用戶移位的所述 組合基準線在所述測量物體圖像和所述比較物體圖像上重置所述組合基 準線。因此，考慮到總平衡，可以將所述組合基準線設置在恰當位置處。結果，可以將移位的組合圖像中的兩個圖像的面積比率維持在合適值處， 并且可以縮減輪廓的畸變。在所述圖像組合裝置中，所述修正單元可以縮小或放大所述測量物 體圖像和所述比較物體圖像中的至少一個。根據這種構造，可以通過簡單的修正處理來對準所述組合圖像中的 輪廓。例如，在所述圖像組合裝置中，所述測量物體可以是活髓牙，而所 述比較物體可以是比色板。根據本發明，提供了一種牙科色度測量系統，該牙科色度測量系統 包括根據本發明第一方面的圖像組合裝置；色度值計算單元，該色度值計算單元用于計算所述測量物體圖像中靠近所述組合基準線的色度值；差計算單元，該差計算單元用于計算所述測量物體圖像的靠近所述 組合基準線的色度值與所述比較物體圖像的靠近所述組合基準線的色度 值之差；以及顯示控制單元，該顯示控制單元用于在顯示所述組合圖像 的畫面上顯示所述測量物體圖像的靠近所述組合基準線的所述色度值、 所述比較物體圖像的靠近所述組合基準線的所述色度值，以及所述色度 值之差中的至少一個。根據這種構造，與用戶直接觀看所述測量物體和所述比較物體的顏 色相比，用戶可以將靠近邊界的色度測量信息理解為數字值。因此，可 以執行因可視觀察而造成的主觀顏色比較和因數字值而造成的客觀顏色 比較。所述圖像組合裝置特別適于在牙科色度測量裝置中使用。 根據本發明的第二方面，提供了一種圖像組合方法，該圖像組合方 法用于通過組合包含測量物體的圖像的第一獲取圖像和包含要與該測量 物體相比較的比較物體的圖像的第二獲取圖像來形成圖像，所述圖像組 合方法包括以下步驟圖像提取步驟，該圖像提取步驟用于從所述第一 獲取圖像提取測量物體圖像并且從所述第二獲取圖像提取比較物體圖 像；組合基準線設置步驟，該組合基準線設置步驟用于在所述測量物體 圖像和所述比較物體圖像中的每一個圖像上設置組合基準線；組合步驟，該組合步驟用于沿所述組合基準線來組合所述測量物體圖像和所述比較物體圖像，以形成組合圖像；以及修正步驟，該修正步驟用于在沒有對準所述測量物體圖像和所述比較物體圖像的輪廓時，修正所述測量物體 圖像和所述比較物體圖像中的至少一個，以使在所述組合圖像中，在所 述組合基準線上對準它們的輪廓。根據本發明的第三方面，提供了一種圖像組合程序，該圖像組合程 序用于通過組合包含測量物體的圖像的第一獲取圖像和包含要與該測量 物體相比較的比較物體的圖像的第二獲取圖像來形成圖像，所述圖像組合程序使計算機執行以下處理圖像提取處理，該圖像提取處理用于從 所述第一獲取圖像提取測量物體圖像并且從所述第二獲取圖像提取比較 物體圖像；組合基準線設置處理，該組合基準線設置處理用于在所述測 量物體圖像和所述比較物體圖像中的每一個圖像上設置組合基準線；組 合處理，該組合處理用于沿所述組合基準線來組合所述測量物體圖像和 所述比較物體圖像，以形成組合圖像；以及修正處理，該修正處理用于 在沒有對準所述測量物體圖像和所述比較物體圖像的輪廓時，修正所述 測量物體圖像和所述比較物體圖像中的至少一個，以在所述組合圖像中， 在所述組合基準線上對準它們的輪廓。本發明提供的優點在于，可以以容易比較的方式向用戶顯示諸如活 髓牙的測量物體的顏色和與該測物體比較的比較物體的顏色。
圖1是用輪廓示出了根據本發明一實施方式的圖像獲取裝置和托架 的構造的框圖。圖2是示出了圖l所示光源的光譜的圖。 圖3是用于說明信號修正的圖。圖4是用輪廓示出根據本發明所述實施方式的牙科色度測量裝置的 構造的框圖。圖5是圖4所示光譜估計計算單元的內部構造的示意圖。 圖6A和6B是用于說明輸入伽瑪修正的圖。圖7是示出了在像素插值計算中應用于R信號和B信號的低通濾波 器的實施例的圖。圖8是示出了在像素插值計算中應用于G信號的低通濾波器的實施 例的圖。圖9是示出了活髓牙的反射光譜(樣本數，n = 2)的實施例的圖。 圖IO是示出了牙齦的反射光譜(樣本數，n = 5)的實施例的圖。 圖11是用于說明根據本發明所述實施方式的指定活髓牙區域的方法 的圖。圖12是示出了在測量區限定處理中限定的測量區域的實施例的圖。圖13是示出了顯示畫面的實施例的圖。圖14是示出了顯示畫面的實施例的圖。圖15是用輪廓示出圖4所示圖像組合單元的構造的框圖。圖16是用于說明用于限定組合基準線的過程的圖。圖17是示出了通過組合單元制備的組合圖像的實施例的圖。圖18是示出了在通過修正單元修正之后的組合圖像的實施例的圖。圖19是用于說明用于在用戶移動先前組合基準線的情況下重新限定組合基準線的過程的圖。圖20是用于說明圖15所示的組合基準線設置單元的操作的圖。 圖21是示出了當垂直組合基準線的數量為一條并且水平組合基準線的數量為一條時的組合圖像的圖。圖22是示出了當垂直組合基準線的數量為兩條而水平組合基準線的數量為一條時的組合圖像的圖。圖23是示出了當垂直組合基準線的數量為三條而水平組合基準線的數量為一條時的組合圖像的圖。圖24是示出了當垂直組合基準線的數量為四條而水平組合基準線的數量為一條時的組合圖像的圖。
具體實施方式
下面，參照附圖，對將本發明的圖像組合裝置用于牙科色度測量系統中的情況下的實施方式進行說明。如圖1和圖4所示，根據這種實施方式的牙科色度測量系統包括 圖像獲取裝置l、托架2、牙科色度測量裝置3、以及顯示裝置4。如圖1所示，圖像獲取裝置1包括作為其主要構成組件的光源10、圖像獲取單元20、圖像獲取控制單元30、顯示單元40、以及操作單元 50。光源IO靠近圖像獲取裝置1的尖端設置，并且發射具有至少四種不 同波長帶的照明光，用于照明物體。更具體地說，光源10設置有按不同 波長帶發光的七個光源10a到10g。每一個光源10a到10g都包括四個發 光二極管(LED)。如圖2所示，其中心波長如下光源10a大約為450nm; 光源10b大約為465 nm;光源10c大約為505 nm;光源10d大約為525腦； 光源10e大約575 nm;光源10f大約為605 nm;而光源10g大約為630 nm。 將關于這些LED的發射光譜信息存儲在LED存儲器11中，并且在后面 將說明的牙科色度測量裝置3中使用。這些光源10a到10g例如按環形形式設置。這些排布結構沒有被特 別限定；例如，四個LED可以按波長增長次序、按逆序或隨機地排列。 除了將全部LED設置成形成單一環形以外，還可以將它們設置成，使得 LED被分成多組，并且每一個組都形成一個環形。LED的構造不限于上 述環形形狀；而可以采用任何構造，如十字狀排布結構、矩形排布結構、 或隨機排布結構，只要它們不妨礙后面要說明的圖像獲取單元20的圖像 獲取即可。光源10的發光組件不限于LED;例如，可以使用另一類型的 發光組件或諸如激光器二極管(LD)的半導體激光器。在圖像獲取裝置1中，在光源10的物體側設置有用于將來自光源 10的照明光大致均勻地照射在物體的表面上的照明光學系統。在光源10 的附近設置有用于檢測LED的溫度的溫度傳感器13。圖像獲取單元20包括圖像拾取透鏡21、 RGB彩色圖像獲取裝置 22、信號處理器23、以及模擬-數字(A/D)轉換器24。圖像拾取透鏡21 形成被光源10照明的物體的圖像。RGB彩色圖像獲取裝置22獲取物體 的通過圖像拾取透鏡21成像的圖像并且輸出圖像信號。RGB彩色圖像獲200680047615.3說明書第9/27頁取裝置22例如由CCD形成，并且其傳感器響應率大致覆蓋光譜的寬可 視區。CCD可以是單色或彩色器件。RGB彩色圖像獲取裝置22不限于 CCD;可以使用其他類型的器件，如CMOS圖像傳感器。信號處理器23使從RGB彩色圖像獲取裝置22輸出的模擬信號經受 增益修正、偏差修正等。A/D轉換器24將從信號處理器23輸出的模擬 信號轉換成數字信號。用于調節焦距的焦距操作桿25連接至圖像拾取透 鏡21。這種焦距操作桿25被用于手動調節焦距、并且設置了用于檢測焦 距操作桿25的位置的位置檢測器26。圖像獲取控制單元30包括CPU31、 LED驅動器32、數據接口 33、 通信接口控制器34、圖像存儲器35、以及操作單元接口36。這些組件各 自連接至局域總線37并且被設置成使得能夠經由局域總線37發送和接 收數據。CPU 31控制圖像獲取單元20，經由局域總線37在圖像存儲器35 中記錄物體的通過圖像獲取單元20獲取并處理的光譜圖像，并且將該圖 像輸出至后面將說明的LCD控制器41。 LED驅動器32控制設置在光源 10中的每一個LED的光發射。數據接口33接收LED存儲器11的內容 和來自溫度傳感器13的信息，LED存儲器11和溫度傳感器13都設置在 光源10處。通信接口控制器34被連接至用于外部連接的通信接口接觸 點61，通信接口接觸點61還具有用于例如經由USB 2.0連接執行通信的 功能。操作單元接口 36連接至設置在后面將說明的操作單元50上的各 種操作按鈕，并且充任用于經由局域總線37向CPU 31轉發經由操作單 元50輸入的指令的接口 。圖像存儲器35臨時存儲在圖像獲取單元20中 獲取的圖像數據。在這種實施方式中，圖像存儲器35具有用于存儲至少 七個光譜圖像和一個RGB彩色圖像的足夠容量。顯示單元40包括LCD控制器41和液晶顯示器(LCD) 42。 LCD 控制器41在LCD 42上顯示基于從CPU 31發送來的圖像信號的圖像， 例如通過圖像獲取單元20當前獲取的圖像或者先前獲取的圖像。如需要， 可以將存儲在疊加存儲器43中的圖像圖案疊加在從CPU 31獲取的圖像 上并且顯示在LCD 42上。存儲在疊加存儲器43中的圖像圖案例如是用于水平地獲取整個牙齒的圖像的水平線、與其垂直的交叉線、圖像獲取 模式、獲取的牙齒的標識號等。操作單元50設置有各種操作開關和操作按鈕，用于用戶輸入用于開 始光譜圖像獲取的指令和用于開始或終止移動圖像獲取的指令。更具體地說，操作單元50包括圖像獲取模式開關51、快門按鈕52、取景器 控制按鈕53等。圖像獲取模式開關51用于在標準RGB圖像獲取和多光 譜圖像獲取之間切換。取景器控制按鈕53是用于改變LCD 42上顯示的 圖像等的開關。圖像獲取裝置1具有用作蓄電池的內置鋰電池60。向圖像獲取裝置 1的每一個組件供電的所述鋰電池60連接至連接點62以充電。設置了用 于表示所述鋰電池的充電狀態的電池LED 63。另外，在圖像獲取裝置l 中還設置了用于在圖像獲取期間表示攝像機的狀態的電源LED 64和用 于表示警告的警報蜂鳴器65。電池LED 63設置有三個LED，例如，紅光LED、黃光LED以及綠 光LED。電池LED63用發綠光表示鋰電池60已充分地充電；用發黃光 表示電池電荷較低，換句話說，需要充電；而用發紅光表示電池電荷極 其低，換句話說，迫切需要充電。電源LED64設置有兩個LED，例如，紅光LED和綠光LED。電源 LED用發綠光表示已經完成了圖像獲取準備，用閃爍綠光表示當前在進 行圖像獲取準備(初始加熱等)而用發紅光表示電池當前在充電。警報蜂鳴器65通過發出警報聲音來表示獲取的圖像數據無效。支承圖像獲取裝置1的托架2包括用于校準圖像獲取單元20的比 色圖表100;用于確定圖像獲取裝置1是否安裝在正確位置中的微動開關 101;用于打開或關閉電源的電源開關102、根據電源開關102的開和關 狀態而打開和關閉的電源燈103;以及用于通過根據微開關101而打開和 關閉來表示圖像獲取裝置1是否安裝在正確位置中的安裝燈104。安裝燈104例如在圖像獲取裝置1安裝在正確位置中時發綠光，而 在沒有安裝在正確位置時發紅光。電源連接器105設置在托架2上，并 且AC適配器106與之連接。托架2被設計成當設置在圖像獲取裝置1中的鋰電池60的電荷減少并且電池LED 63發黃光或紅光時，將圖像獲 取裝置1放置在托架2中時開始對鋰電池進行充電。具有這種構造的牙科色度測量系統的圖像獲取裝置1可以執行多光 譜圖像獲取和RGB圖像獲取。在多光譜圖像獲取中，七個波長帶的照明 光束(七種原色的照明光束)順序地輻射在物體上，并且獲取物體的七 個光譜圖像作為靜止圖像。 一種RGB圖像獲取方法是其中如標準數字攝 像機一樣利用設置在裝置中的RGB彩色CCD執行對利用自然光或室內 光(而非七種原色的照明光)照明的物體的圖像獲取的方法。通過從七 種原色的照明光束中選擇一個或更多個照明光束，作為三色RGB照明光 束并且順序地照射它們，也可以獲取幀連續的靜止圖像。在這些圖像獲取模式中，RGB模式在獲取大面積圖像時使用，如在 獲取病人整個面部圖像、整個顎部圖像等時使用。另一方面，多光譜圖 像獲取在準確地測量病人的一個或兩個牙齒的顏色時使用，換句話說， 在執行牙齒的色度測量時使用。下面，將對作為本發明的主要主題的利用多光譜圖像獲取對牙齒進 行的色度測量處理進行說明。多光譜圖像獲取首先，牙科醫生從托架2上舉起圖像獲取裝置，并且將接觸帽接合 至設置在圖像獲取裝置外殼的發射光的一側處的安裝孔(該圖中未示 出)。這個接觸帽由柔性材料制成并且具有大致圓筒形狀。接著，牙科醫生將圖像獲取模式設置成"色度測量模式"，由此在 LCD 42上將物體顯示為移動圖像。在查看顯示在LCD 42上的圖像的同 時，牙科醫生定位該裝置，以使病人的作為要測量的物體的活髓牙設置 在圖像獲取區域中的合適位置處并且利用焦距操作桿25調節焦距。接觸 帽被形成為將要測量的活髓牙向合適的圖像獲取位置引導的形狀，由此， 可以容易地執行這種定位。一旦完成了定位和聚焦調節，牙科醫生就按壓快門按鈕52，由此， 經由操作單元接口 36向CPU36發送針對該效果的信號，并且在CPU31 的控制下執行多光譜圖像獲取。在多光譜圖像獲取中，通過利用LED驅動器32順序地驅動光源10a 到10g，不同波長帶的LED輻射光順序地輻射到物體上。來自物體的反 射光在圖像獲取單元20中的RGB彩色圖像獲取裝置22的表面上形成圖 像，并且被獲取為RGB圖像。將獲取的RGB圖像發送至信號處理器23。 信號處理器23使輸入的RGB圖像信號經受預定圖像處理，并且根據該 RGB圖像信號，選擇響應于光源10a到10g的波長帶的一種預定顏色的 圖像數據。更具體地說，信號處理器23從與光源10a和10b相對應的圖 像信號中選擇B圖像數據，從與光源10c和10e相對應的圖像信號中選 擇G圖像數據，以及從與光源10f和10g相對應的圖像信號中選擇R圖 像數據。因此，信號處理器23選擇具有與照明光的中心波長大致匹配的 波長的圖像數據。將通過信號處理器23選定的圖像數據發送至A/D轉換器24，并且 經由CPU31存儲在圖像存儲器35中。結果，將從RGB圖像中選定的與 LED的中心波長相對應的彩色圖像存儲在圖像存儲器35中，作為多光譜 圖像。在圖像獲取期間，LED輻射時間和輻射強度、圖像獲取裝置的電 子快門速度等受CPU31控制，以使利用合適曝光來執行相應波長的圖像 獲取；如果在圖像獲取期間存在劇烈的溫度變化，則警報蜂鳴器65發出 音響警報。活髓牙的另一圖像是在沒有照明LED的情況下獲取的，并且存儲在 圖像存儲器35中，作為外部光圖像。接下來， 一旦牙科醫生完成了圖像獲取并且將圖像獲取裝置1放置 在托架2中，就執行校準圖像測量。校準圖像測量用于利用和上述多光譜圖像獲取使用的過程相同的過 程獲取比色圖表100的圖像。因此，將比色圖表100的多光譜圖像存儲 在圖像存儲器35中，作為比色圖表圖像。接下來，在沒有任何LED照明的情況下(在黑暗下)執行比色圖表 IOO的圖像獲取，并且將這個圖像存儲在圖像存儲器35中，作為暗電流 圖像。這種暗電流圖像可以通過執行多次圖像獲取并且平均化獲取的圖 像來形成。接下來，分別針對多光譜圖像和比色圖表，利用存儲在圖像存儲器 35中的上述外部光圖像和暗電流圖像執行信號修正。例如通過從多光譜 圖像的圖像數據中減去每一個像素處的外部光圖像數據的信號值來執行 針對多光譜圖像的信號修正，這允許消除圖像獲取期間外部光的影響。 類似的是，例如通過從比色圖表的圖像數據中減去每一個像素處的暗電 流圖像數據的信號值來執行對比色圖表圖像的信號修正，這允許去除CCD的隨溫度而變的暗電流噪聲。圖3示出了比色圖表圖像的信號修正結果的實施例。在圖3中，垂 直軸表示傳感器信號值，而水平軸表示輸入光的強度。實線示出了修正 之前的原始信號，而虛線示出了修正之后的信號。在信號修正之后，經由局域總線37、通信接口控制器34以及通信 接口連接點61將多光譜圖像和比色圖表圖像發送至牙科色度測量裝置3 ， 并且存儲在牙科色度測量裝置3中的多光譜圖像存儲器110中，如圖4 所示。該系統還可以被設置成，使得經由局域總線37、通信接口控制器34 以及通信接口連接點61將多光譜圖像和上述比色圖表100的暗電流圖像 直接發送至牙科色度測量裝置3，而不需要存儲在圖像獲取裝置1中的圖 像存儲器35中，而是存儲在牙科色度測量裝置3中的多光譜圖像存儲器 110中。在這種情況下，在牙科色度測量裝置3中執行上述信號修正。例如由個人計算機形成的牙科色度測量裝置3接收經由圖像獲取裝 置1中的通信接口連接點61輸出的多光譜圖像和比色圖表圖像，并且使 多光譜圖像經受各種類型的處理。這樣，它形成具有高度顏色再現性的 牙齒(物體)圖像，選擇針對牙齒的合適比色板號，并且在顯示裝置4 上顯示這種信息。如圖4所示，例如，牙科色度測量裝置3包括色度計算單元70、 比色板號確定單元80、多光譜圖像存儲器110、 RGB圖像存儲器111、 彩色圖像生成處理器112、圖像編檔單元113、比色板色度數據存儲單元 114、圖像顯示GUI單元(顯示控制單元)115、圖像組合單元(圖像組 合裝置)116，以及差計算單元130。色度計算單元70包括光譜估計計算單元71、觀察光譜計算單元72、以及色度值計算單元73。比色板號確定單元80包括確定計算單元 81和比色板基準圖像數據存儲單元82。針對制作按行排列顏色樣本的比 色板的每一家制造商，該比色板基準圖像數據存儲單元82存儲例如與比 色板號相關聯的比色板圖像數據；另外，還存儲與牙齦相關聯的針對這 些比色板的預定區域的光譜反射率曲線和比色板圖像。在具有這種構造的牙科色度測量裝置3中，從圖像獲取裝置1發送 來的多光譜圖像和比色圖表圖像首先被存儲在多光譜圖像存儲器110中、 此后發送至色度計算單元70。在色度計算單元70中，首先，由光譜估計 計算單元71執行光譜(在這種實施方式中，光譜反射率曲線)估計處理 等。如圖5所示，光譜估計計算單元71包括轉換表生成器711、轉換 表712、輸入伽瑪修正單元713、像素插值單元714、圖像內不均勻性修 正單元715、矩陣計算單元716、以及光譜估計矩陣生成器717。分別針 對多光譜圖像和比色圖表圖像設置分離的輸入伽瑪修正單元713和像素 插值單元714;即，針對多光譜圖像設置輸入伽瑪修正單元713a和像素 插值單元714a，而針對比色圖表圖像設置輸入伽瑪修正單元713b和像素 插值單元714b。在具有這種構造的光譜估計計算單元71中，首先分別向分立的輸入 伽瑪修正單元713a和713b發送多光譜圖像和比色圖表圖像，并且在執 行輸入伽瑪修正之后，通過對應的像素插值單元714a和714b使它們經 受像素插值處理。將這個處理之后獲取的信號發送至圖像內不均勻性修 正單元715，其中，利用比色圖表圖像對多光譜圖像執行圖像內不均勻性 修正處理。此后，將多光譜圖像發送至矩陣計算單元716,并且利用光譜 估計矩陣生成器717生成的矩陣來計算光譜反射率。下面，對每一個單元中執行的圖像處理進行更具體說明。 首先，在輸入伽瑪修正之前，通過轉換表生成器711創建轉換表712。 更具體地說，轉換表生成器711包含與輸入光的強度和傳感器信號值相 關聯的數據，并且基于該數據創建轉換表712。轉換表712根據輸入光的強度和輸出信號值之間的關系創建；例如，如圖6A中實線所示，按輸入 光強度和傳感器信號值大致線性成比例的方式創建該轉換表。輸入伽瑪修正單元713a和713b通過參照這個轉換表712分別執行 針對多光譜圖像和比色圖表圖像的輸入伽瑪修正。創建了這個轉換表 712，從而獲取與當前傳感器值A相對應的輸入光強度D，并且輸出與該 輸入光強度D相對應的輸出傳感器值B;圖6B示出了該結果。因此，當 執行對多光譜圖像和比色圖表圖像的輸入伽瑪修正時，將修正的圖像數 據分別發送至像素插值單元714a到714b。在像素插值單元714a和714b中，通過用于像素插值的低通濾波器 倍增已經經受輸入伽瑪修正的多光譜圖像數據和比色圖表圖像數據中的 每一個來執行像素插值。圖7示出了向R信號和B信號應用的低通濾波 器的實施例。圖8示出了向G信號應用的低通濾波器。通過用于像素插 值的這種低通濾波器倍增每一個多光譜圖像數據值，144 x 144像素圖像 例如變為288 x 288像素圖像。接著，將經受了圖像插值的圖像數據gk (x， y)發送至圖像內不均 勻性修正單元715。圖像內不均勻性修正單元715利用下面的等式(1)修正多光譜圖像 數據的畫面中央處的亮度。 7=y—<y/2《=x_(5/2在等式(1)中，ck (x， y)是比色圖表的獲取圖像數據，gk (x， y) 是輸入伽瑪修正之后的多光譜圖像數據，(xo, yo)是中心像素位置，S (= 5)是面積平均尺寸，而g; (x， y)是圖像內不均勻性修正之后的圖像數 據(其中，k=l、…、N (波長帶的數量))。針對多光譜圖像數據的每一個數據值執行上述圖像內不均勻性修正。將圖像內不均勻性修正之后的多光譜圖像數據gk (x， y)發送至矩陣計算單元716。矩陣計算單元716利用來自圖像內不均勻性修正單元 715的多光譜圖像數據gk (x， y)執行光譜(光譜反射率)估計處理。 在這種光譜(光譜反射率)估計處理中，按380nm到780nm的波長帶， 以1 nm間隔執行對光譜反射率的估計。即，在這種實施方式中，估計401 個維度的光譜反射率數據。一般而言，為了獲取針對每一個單個波長的光譜反射率，使用大的、 昂貴的光譜儀等。然而，在這種實施方式中，因為將物體限成牙齒，所 以利用那些物體的預定特性，可以利用較少量的頻帶來估計401個維度 的光譜反射率數據。更具體地說，通過利用多光譜圖像數據gk (x， y)和光譜估計矩陣 Mspe執行矩陣計算來計算401維度光譜信號。上述光譜估計矩陣Mspe基于攝像機的光譜響應率數據、LED的光 譜數據以及物體(牙齒)的統計數據而在光譜估計矩陣生成器717中創 建。創建這種光譜估計矩陣沒有被特別限定；可以使用文獻中的已知方 》去。在S. K. Park禾口 F. O. Huck的"Estimation of spectral reflectance curve from multispectrum image data" Applied Optics, Vol. 16， pp. 3107-3114 (1977)中詳細描述了一種實施例。將攝像機的光譜響應率數據、LED光譜數據、物體(牙齒)的統計 數據等預先存儲在圖4所示的圖像編檔單元113中。如果攝像機的光譜 響應率隨傳感器位置而變，則可以獲取位置相關光譜響應率數據，或者 可以對中心位置的數據執行恰當修正。當光譜估計計算單元71計算出光譜反射率時，將計算結果和多光譜 圖像數據一起發送至比色板號確定單元80和色度計算單元70中的觀察 光譜計算單元72，如圖4所示。將來自光譜估計計算單元71的信息發送至比色板號確定單元80中 的確定計算單元81。在確定計算單元81中，首先，執行用于指定要測量 的牙齒區的區域指定處理。這里，在圖像獲取裝置1獲取的多光譜圖像數據中還包括與要測量 的活髓牙有關的信息、以及與相鄰牙齒、牙齦等有關的信息。因此，在區域指定處理中執行用于從這個口腔圖像數據中指定要測量的活髓牙區 域的處理。圖9示出了牙齒的反射光譜(樣本數，n = 2)的實施例，而圖10示 出了牙齦的反射光譜(樣本數，n = 5)的實施例。在圖9和圖10中，水 平軸表示波長，而垂直軸表示反射率。因為牙齒完全為白色而牙齦為紅 色，所以在藍色波長帶(例如，400nm到450nm)與綠色波長帶(例如， 530 nm到580 nm)中，這兩個光譜之間存在較大差別，如從圖9和10 清楚示出的。因而，在這種實施方式中，應注意到，活髓牙具有特定反 射光譜，通過從圖像數據中提取展示這種特定活髓牙反射光譜的像素來 指定活髓牙區域。活髓牙區域指定方法1在這種方法中，在所獲取的多光譜圖像數據表示的圖像中的一區域 (像素或一組像素)中，n個波長帶的相應信號值確定的波長帶特性值形 成了 n維空間。因而，在這個維度空間中，限定了表示測量出的物體的 特性的平面。當將n維空間表示的波長帶特性值投影到這個平面上時， 通過確定該圖像中的具有該波長帶特性值的區域包括在要測量的活髓牙 區域中來確定要測量的區域(輪廓)。圖11例示了用于利用這種方法指定要測量的活髓牙區域的方法。如 圖11所示，7個波長入1到X7形成了7維空間。在該7維空間中限定了 用于最佳地分離要測量的活髓牙的分類平面。更具體地說，確定用于平面投影的分類光譜di a)和d2 a)。接著，首先將預定區域從獲取的多光譜圖像數據中剪出，并且計算其按7維空間表示的特征值，作為波 長帶特性值。該特征值是當在這個區域中平均化剪出區中的每一個頻帶 并且轉換成七個信號值時獲取的七個信號值的組合。剪出區的尺寸例如 為2像素x2像素，但它不限于這個尺寸；它可以是l像素xl像素，或者 可以是3像素x3像素或更大。該特征值由圖11中的7維空間中的單個點表示。將該特征值表示的 7維空間中的單個點投影到分類平面上，以使獲取該分類平面上的一個 點。分類平面上的該點的坐標可以根據分類光譜dl a)和d2 的內積獲取。如果在分類平面上，在活髓牙的特性光譜所確定的分類平面上的區域T(即，在表示測量出物體的特性的平坦區域中)中包括該點，則確定該剪出區包括在活髓牙的輪廓內。另一方面，如果在該分類平面上，在根據牙齦的特性光譜確定的區域G中包括該點，則確定該剪出區包括 在牙齦的輪廓內。在這種方法中，在改變剪出區的同時通過順序地執行這種確定來指 定活髓牙區域。具體來說，要測量的活髓牙區域通常靠近由獲取的多光 譜圖像數據表示的圖像的中央定位。因此，在從圖像的中央附近區域向 外周移動剪出區的同時通過順序地執行上述確定剪出區是否被包括在活 髓牙區域中來指定要測量的活髓牙區域(換句話說，要測量的活髓牙的 輪廓)。具體來說，這種實施方式的優點在于，因為按7維空間限定特征 值(其具有比根據標準RGB圖像形成的3維空間更多的緯度)，所以可 以更加準確地指定要測量的區域(輪廓)。活髓牙區域指定方法2除了上述基于分類光譜的區域指定方法以外，這個方法將具有活髓 牙特有的信號值(光譜)的區域指定為活髓牙區域。這例如通過僅提取 與藍光波長帶和綠光波長帶相對應的信號值(光譜)并且比較這種信號 值來實現的。根據這種方法，因為要比較的樣本數較低，所以可以容易 地在較短時段中執行區域指定。更具體地說，類似于上述基于分類光譜執行區域指定的情況，通過 在從圖像中央的鄰近區域向外周移動位置的同時檢測光譜特性值突然改 變的反射點的位置，將該位置確定成要測量的活髓牙的輪廓。例如，比 較要檢測的物體(活髓牙)和要分離的物體(除了活髓牙以外的其他物 體，如牙齦)，選擇特性頻帶 d和X2,并且其比率生成光譜特性值。當 要檢測的物體是活髓牙時，兩個點的比率例如計算為XI = 450 nm而= 550 nm，以使獲取該比率的拐點。因此，可以確定和相鄰活髓牙的邊界 并且可以獲取要測量的活髓牙的像素。除了執行對每一個像素的指定以 外，還可以采用包括多個像素的像素組的平均，并且可以基于這個平均 執行對每一個像素組的指定。在這種實施方式中，無論使用上述活髓牙區域指定方法1和2中的 哪一個，都針對活髓牙執行區域指定。然而，還可以針對牙齦執行區域 指定。除活髓牙之外，它還可以被用于其他應用中，例如，皮膚病學中 的瑕疵、雀斑等的區域指定，多色油彩圖案內預定油彩色的區域指定等。 在這些情況下，可以使用要指定的區域(如牙齦、瑕疵、雀斑、油彩等) 的特定光譜。例如，當執行瑕疵或雀斑的區域指定時，預先存儲良性瑕 疵或雀斑的特定光譜和惡性瑕疵或雀斑的特定光譜，并且通過指定靠近 這些光譜的區域，可以容易地執行對測量物體的區域指定。因此， 一旦指定了要測量的活髓牙的像素，接下來，執行測量區限 定處理，用于限定要測量的活髓牙區域中的測量區。如圖12所示，這些 測量區被限定為牙齒表面的頂部、中部以及底部處的矩形區。例如，限 定活髓牙上的具有與它們的高度成固定比率的面積的區域。換句話說， 無論活髓牙是大還是小，都利用恒定比率限定測量區和其位置。測量區 的形狀不限于圖12所示矩形形狀；例如，該形狀可以是圓形、橢圓形或 非對稱的。接下來，針對如上所述限定的每一個測量區，執行用于選擇最接近 比色板的比色板選擇處理(樣本選擇處理)。在這個比色板選擇處理中， 比較要測量的活髓牙的顏色和比色板的顏色，以確定它們是否匹配。針對如上所述限定的每一個測量區執行這種比較；它通過比較測量區的光譜(在這種實施方式中，光譜反射率)和預先存儲在比色板基準圖像數據存儲單元82中每一個比色板的光譜(在這種實施方式中，光譜反射率) 來確定具有兩個光譜之間的最小差別的比色板來執行。這例如通過基于下面的等式(2)獲取光譜確定值(J值)來實現。應cA - (2)在等式(2)中，J值是光譜確定值，C是歸一化系數，n是樣本數(在計算中使用的波長數)。x是波長，& a)是要確定的活髓牙的光譜 響應率曲度，f2 a)是比色板的光譜響應率曲線，而e a)是確定響應 率修正曲度。在這種實施方式中，利用e (u來執行與取決于波長x的光譜響應率有關的權重。因此，每一家公司的比色板的光譜曲線被等式(2)中的f2 ("替 換，以計算相應光譜確定值，J值。將展示出最小光譜確定值(J值)的 比色板確定成最接近于牙齒的比色板號。在這種實施方式中，按最小光 譜確定值(J值)的次序提取多個候選物(例如，三個)。當然，對于候 選物的數量來說，還可以提取一個。上述等式(2)中確定響應率修正曲 度E (入)可以具有各種權重。當這樣選擇比色板號時，將該比色板號從確定計算單元81發送至比 色板色度數據存儲單元114和圖像顯示GUI單元115。將與選定的比色 板號相對應的色度數據從比色板色度數據存儲單元114發送至圖像顯示 GUI單元115和差計算單元130。將各比色板號的光譜確定值(J值)從 確定計算單元81發送至圖像顯示GUI單元115。另一方面，在色度計算單元70的觀察光譜計算單元72中，通過將 用于觀察的照明光光譜S (入)乘以在光譜估計計算單元71中獲取的活髓 牙的光譜來獲取在用于觀察的照明光下的物體的光譜G (x、 y、人)。S (人) 是用于觀察活髓牙的顏色的光源(如D65或D55光源、熒光光源等)的 光譜。這個數據被預先存儲在輸入分布圖存儲單元(未示出)中。將在 觀察光譜計算單元72中獲取的在用于觀察的照明光下的物體的光譜發送 至色度值計算單元73和彩色圖像生成處理器112。在色度值計算單元73中，根據在用于觀察的照明光下的物體的光譜 針對每一個像素計算！^^W色度值，并且計算預定區域中的1/^化*色度 值的平均值，并且發送至圖像顯示GUI單元115和差計算單元130。這 些預定區域例如被限定在活髓牙的頂部、中部以及底部處這三個位置處。另一方面，將在用于觀察的照明光下的物體的光譜G (x、 y、 從 觀察光譜計算單元72發送至彩色圖像生成處理器112，并且創建作為用 于在監視器上顯示的RGB圖像的RGB2 (x、 y)并且發送至圖像顯示GUI 單元115。可以使這種RGB圖像經受邊緣增強等。差計算單元130基于從色度值計算單元73發送來的預定區域中的1^*3*1)*色度值的平均值和從比色板色度數據存儲單元114發送來的色度數據，計算牙齒的色度值與比色板的色度值之差AE、AL*、Aa*、以及Ab*。 差計算單元130還基于牙齒的預定位置，針對每一個像素計算牙齒的色 度值與比色板的色度值之差AE、 AL*、 Aa*、以及Ab、這里，如下所述， "預定位置"的實施例是顯示在牙齒圖像和比色板圖像中的每一個上的 垂直掃描線Y和水平掃描線X的交點。將預定區域中的牙齒與比色板之 間的色度值之差AE、 AL*、 Aa*、以及Ab、和針對每一個像素計算的色 度值之差AE、 AL*、 Aa*、以及AM發送至圖像顯示GUI單元115。當圖像顯示GUI單元115從相應單元接收到如上所述獲取的RGB 圖像、測量區的1^、*1)*色度值、比色板號等時，它在顯示畫面4上顯示 圖像，如圖B所示。如圖13所示，圖像顯示GUI單元115在顯示畫面的中間上部處顯 示測量物體的彩色圖像A，并且將測量物體的！^^M色度分布圖像B顯 示至彩色圖像A的右側。更具體地說，圖像顯示GUI單元115在分布圖 像B上顯示可以上下移動的垂直掃描線Y和可以左右移動的水平掃描線 X，并且基于在這些掃描線Y和X的交點指定的基準位置處的色度，顯 示色差分布，作為分布圖像B。另外，圖像顯示GUI單元115將沿垂直掃描線Y或水平掃描線X的 色差變化作為線狀圖C顯示至畫面的右側處的頂部。因為顯示在分布圖 像B上的掃描線Y和X被設計成可以由用戶隨意移動，所以每次掃描掃 描線Y或X，圖像顯示GUI單元115都將掃描之后的這些掃描線Y和X 的位置信息發送至差計算單元130并且再次針對每一個像素基于掃描線 Y和X的交點計算牙齒的色度值之差AE、 AL*、 Aa*、以及Ab、接著， 圖像顯示GUI單元115基于掃描之后的基準位置獲取來自差計算單元130 的色差分布并且快速顯示這個信息。在彩色圖像A上，圖像顯示GUI單元115顯示在確定計算單元81 (參見圖4)中執行的測量區限定處理中限定的多個測量區。這里，當用 戶(如牙科醫生)指定多個測量區中的任一區域Q時，在畫面中間的下 部處顯示選定為最接近于指定測量區Q的顏色的比色板的彩色圖像D， 并且將其！/^*1)*色度分布圖像E顯示至彩色圖像D的右側。圖像顯示GUI單元115允許差計算單元130基于顯示在分布圖像B上的掃描線X 和Y的交點處的牙齒的色度，針對每一個像素計算比色板的色度之差AE、 △L*、 Aa*、以及Ab、并且在分布圖像E上顯示計算出的比色板的色差 分布。與分布圖像B類似的是，在這個分布圖像E中還示出了垂直掃描線 Y和水平掃描線X，并且圖像顯示GUI單元115還在畫面的右側底部處 將沿垂直掃描線Y或水平掃描線X的色差變化顯示為線狀圖F。在畫面的左側底部處，圖像顯示GUI單元115按列表形式顯示有關 與上述測量區Q相對應的選定比色板的信息G。這里，按光譜確定值(J 值)的遞增次序顯示由圖4所示確定計算單元81執行的比色板選擇處理 選定的三個比色板號。而且，圖像顯示GUI單元115顯示針對每一個比 色板號的光譜確定值U值)和牙齒的色度值與比色板的色度值之差AE、 △L*、 Aa*、以及Ab、在畫面的左側頂部處，圖像顯示GUI單元115顯示允許改變顯示模 式的模式切換按鈕H。當選擇這些模式切換按鈕H時，圖像顯示GUI單 元115將顯示畫面改變成圖14所示的畫面。如圖14所示，圖像顯示GUI單元115靠近畫面的左側頂部顯示被 測量的牙齒的彩色圖像。在畫面的底部中間處，圖像顯示GUI單元115 按列表的形式顯示在預定照明光下的比色板的彩色圖像，并且還其下面 顯示比色板號。在圖14中，"沒有"、"D65"以及"A"被選擇為照明光源。這里， "沒有"對應于僅顯示光譜反射率本身的情況。系統被設計成，使得可 以利用下拉菜單隨意改變照明光。因此，用戶可以容易地選擇希望的照 明光并且可以檢査與希望照明光下的比色板匹配的顏色。由位于每一個 比色板圖像左側的"SG號"來表示在圖4所示比色板號確定單元80中 執行的比色板選擇處理中從可用比色板中選定的比色板號。在畫面的頂部中間處，圖像顯示GUI單元115顯示比較區R，用于 彼此相鄰地顯示被測量的活髓牙和預定比色板，以易于比較被測量活髓 牙的顏色和比色板的顏色。當比較活髓牙和比色板時，如果它們被顯示在畫面的分離的位置處，則色彩的精確比較是困難的；設置比較區R消 除了這種問題。例如，當根據用戶輸入操作(如拖放)將待比較的比色板從顯示在 畫面上的比色板中移動至比較區R時，圖像顯示GUI單元115將移動至 比較區R的比色板號發送至圖像組合單元116。因此，通過圖像組合單元 116執行圖像組合處理，以在比較區R上顯示其中活髓牙的一部分和比色 板的一部分彼此相鄰地顯示的單個組合圖像。下面，對根據這種實施方式的圖像組合單元116進行詳細說明。如圖15所示，圖像組合單元116包括圖像獲取單元117、圖像提 取單元118、組合基準線設置單元119、組合單元120、以及修正單元121。在具有這種構造的圖像組合單元116中，將來自圖像顯示GUI單元 115的比色板號輸入至圖像獲取單元117。圖像獲取單元117從比色板號 確定單元80中的比色板基準圖像數據存儲單元82中獲得該輸入的比色 板號指定的比色板的彩色圖像(第二次獲取的圖像)。而且，圖像獲取單元117從彩色圖像生處理器112獲取要測量的活 髓牙的彩色圖像(第一次獲取的圖像)。將如上所述獲取的比色板的彩色 圖像和要測量的活髓牙的彩色圖像發送至圖像提取單元118。圖像提取單 元118從要測量的活髓牙的彩色圖像中提取活髓牙的區域(下文中，稱 為"測量物體圖像")，并且從比色板的彩色圖像中提取比色板的一部分， 即，與活髓牙相對應的一部分(下文中，稱為"比較物體圖像")。這里，作為用于提取測量物體圖像和比較物體圖像的方法，可以使 用在確定計算單元81中使用的上述方法，即，"活髓牙區域指定方法l"、 "活髓牙區域指定方法2"等。另選的是，例如，可以將兩個圖像臨時顯 示在監測器(顯示裝置)4上，并且用戶可以指定該區域。在提取測量物 體圖像和比較物體圖像之后，圖像提取單元118將這個信息發送至組合 基準線設置單元119。組合基準線設置單元119設置組合基準線，在組合該圖像提取單元 118提取的測量物體圖像和比較物體圖像時，該組合基準線被用作基準。 組合基準線設置單元119例如設置穿過測量物體圖像的重心并且平行于垂直軸向(即，縱向)的線，作為測量物體圖像上的組合基準線。類似 的是，組合基準線設置單元119設置穿過比較物體圖像的重心并且平行 于垂直軸向的線，作為比較物體圖像上的組合基準線。更具體地說，如圖16所示，設置沿垂直軸向具有最大長度的線Ymax，并且設置穿過線 Ymax的中點并且與線Ymax垂直的線Xref。而且，確定這條線Xref的 中點，并且將經過這個中點并且平行于線Ymax的線設置為組合基準線。 在根據上述過程設置了組合基準線之后，組合基準線設置單元119 向組合單元120發送已經設置了組合基準線的測量物體圖像和比較物體 圖像。組合單元120沿組合基準線組合測量物體圖像和比較物體圖像。更 具體地說，沿組合基準線將測量物體圖像分成兩個部分，并且沿組合基 準線將比較物體圖像分成兩個部分。此后，將劃分之后獲取的測量物體 圖像的左側部分與劃分之后獲取的比較物體圖像的右側部分連接起來， 以形成組合圖像。在這種情況下，優選地按彼此對準組合基準線的中點 的方式連接這些圖像。結果，如圖17所示，形成了連接測量物體圖像的左半部分和比較物 體圖像的右半部分的組合圖像。組合單元120將這個組合圖像發送至修 正單元121。修正單元121確定組合基準線上的輪廓在組合圖像中是否對 準。如果沒有對準輪廓，則修正測量物體圖像和比較物體圖像中的至少 一個，以對準輪廓。例如，通過放大或縮小任一圖像或兩個圖像來對準輪廓。在這種情 況下，沿垂直軸向的放大/縮小比率優選地與沿水平軸向的放大/縮小比率 相同，但可以不同于沿水平軸向的放大/縮小比率。通過執行這種修正， 如圖18所示，對準組合基準線上的輪廓，以形成自然組合圖像。將修正 之后的組合圖像從修正單元121發送至圖像顯示GUI單元115。在接收到來自修正單元121的組合圖像之后，圖像顯示GUI單元115 在監視器4上顯示該組合圖像。更具體地說，圖像顯示GUI單元115在 圖14所示的比較區R上顯示該組合圖像。圖像顯示GUI單元115還在顯示在比較區R上顯示的組合圖像上顯示組合基準線(組合基準線移位單元)。該組合基準線被設計成，使得可 以利用鼠標器等隨意地調節其位置。當指令移位組合基準線的位置時， 組合基準線設置單元U9基于方向設置移位組合基準線。通過沿水平方 向移位該組合基準線，用戶可以隨意改變活髓牙與比色板的顯示比率。下面，對在用戶移位組合基準線的情況下組合圖像的更新處理進行詳細說明。在下面的說明中，將顯示在比較區R上的組合圖像定義為初 始組合圖像，而將初始組合圖像上的組合基準線定義為初始組合基準線。 例如，在圖14的比較區R上顯示的初始組合圖像中，當用戶將組合 基準線向右側移位時，如圖19所示，將與組合基準線的移位量有關的信 息從圖像顯示GUI單元115發送至圖像組合單元116。因此，組合基準 線設置單元119可以理解更新的組合基準線在初始組合圖像上被設置的 位置。組合基準線設置單元119首先確定穿過初始組合圖像的輪廓的右端 部并且平行于初始組合基準線的線Xmax，接著確定穿過右端部并且與初 始組合基準線垂直的線Yref。組合基準線設置單元119接著確定劃分比 率a: b，通過由更新后的組合基準線劃分設置在初始組合基準線與線 Xmax之間的線Yref的長度而限定劃分比率a: b。在如上所述確定了劃分比率a: b之后，組合基準線設置單元119設 置新組合基準線，該新組合基準線按與上述劃分比率相同的劃分比率在 初始圖像組合處理中對從圖像提取單元118獲取的測量物體圖像和比較 物體圖像進行劃分，并且向組合單元120輸出設置了新的組合基準線的 測量物體圖像和比較物體圖像。接著，基于新的組合基準線由組合單元 120執行組合，以形成新的組合圖像。而且，通過修正單元121修正新的 組合圖像。接著，將修正后的組合圖像發送至圖像顯示GUI單元115。 圖像顯示GUI單元115在監視器4的比較區R上顯示從修正單元121接 收到的新組合圖像。由此，向用戶示出基于更新的組合基準線的新組合 圖像。如上所述，根據這種實施方式的牙科色度測量系統，通過將沿組合 基準線劃分測量物體圖像所制備的劃分測量物體圖像和沿組合基準線劃分比較物體圖像所制備的劃分比較物體圖像連接起來來形成組合圖像， 并且向用戶示出這個組合圖像。因此，用戶可以非常容易地比較活髓牙 的顏色和比色板的顏色。而且，在組合圖像中，用戶可以移位組合基準線。因此，通過移位 這個組合基準線，用戶可以改變組合圖像中的測量物體圖像與比較物體 圖像的面積比率，并且隨意地改變比較顏色的位置。而且，因為還可以改變顏色比較中使用的比色板，所以用戶可以隨 意地選擇希望的比色板號作為比較物體。因此，因為可以顯示基于期望 的比色板和活髓牙的組合圖像，所以可以比較活髓牙的顏色和各種比色 板的顏色。在上述實施方式中，組合基準線設置單元119設置組合基準線的過 程僅是一實施例，用于設置組合基準線的過程不限于這個實施例。例如， 可以在測量物體圖像和比較物體圖像的沿垂直軸向的長度最大的位置處 沿垂直軸向設置組合基準線。而且，可以在活髓牙和比色板中的每一個中計算靠近組合基準線的 色度值，并且可以在同一畫面上將計算結果顯示為數字數據。更具體地說，如圖20所示，當在組合基準線設置單元119中移位組合基準線的位 置時，將與移位的組合基準線有關的位置信息從組合基準線設置單元119 發送至色度值計算單元73。從而，將預定區域重置成與移位后的組合基 準線相對應的位置。隨后，色度值計算單元73再次根據物體的光譜計算 移位之后的預定區域中的！^^M色度值的平均值，并且將它們輸出至圖 像顯示GUI單元115和差計算單元130。而且，差計算單元130還可以基于移位之后的預定區域中的L*a*b* 色度值的平均值來計算活髓牙的色度值與比色板的色度值之差，并且還 可以顯示該差。在上述實施方式中，針對基于組合基準線劃分測量物體圖像和比較 物體圖像的情況進行了說明，但可以針對整個圖像執行劃分。例如，通 過擴展設置在測量物體圖像上的組合基準線，可以將組合基準線設置在 獲取了測量物體的圖像的活髓牙的整個彩色圖像上，并且可以沿這個組合基準線將活髓牙的彩色圖像分成兩個圖像片段。類似的是，與獲取了 比較物體的圖像的比色板圖像有關地，可以基于組合基準線將整個圖像 分成兩個圖像片段。通過連接這些圖像片段，可以形成包括不僅與作為 測量物體的活髓牙和作為比較物體的比色板與有關而且與諸如牙齦的背 景有關的信息的組合圖像。在圖14中，已經描述了沿垂直軸向設置單一組合基準線的情況。另 選的是，可以沿水平軸向設置組合基準線，并且可以按垂直軸向和水平 軸向隨意設置組合基準線的數量。例如，如圖21所示，當垂直組合基準線的數量為一條并且水平組合 基準線的數量為一條時，可以通過連接四個圖像片段來形成組合圖像。 類似的是，圖22示出了其中垂直組合基準線的數量為兩條而水平組合基 準線的數量為一條的組合圖像。圖23示出了其中垂直組合基準線的數量 為三條而水平組合基準線的數量為一條的組合圖像。圖24示出了其中垂 直組合基準線的數量為四條而水平組合基準線的數量為一條的組合圖 像。而且，在其中設置有多條組合基準線的這些組合圖像中，用戶可以 移位每一條組合基準線。而且，可以同時與活髓牙比較的比色板的數量不限于一個。可以將 系統設計成，使得可以同時將多個比色板與一個活髓牙比較，并且可以 按接近于活髓牙的方式顯示多種類型的比色板。例如，在圖16中，在四 個劃分區域中，可以將比色板的一部分顯示在上左側處，可以將與上左 側比色板不同的另一比色板顯示在下左側處，而可以將活髓牙顯示在兩 個右側區域中。類似的是，可以將該系統設計成，使得同時將一個比色 板與多個活髓牙比較。
權利要求
1、一種圖像組合裝置，該圖像組合裝置用于通過組合包含測量物體的圖像的第一獲取圖像和包含要與該測量物體相比較的比較物體的圖像的第二獲取圖像來形成圖像，所述圖像組合裝置包括圖像提取單元，該圖像提取單元用于從所述第一獲取圖像提取測量物體圖像并且從所述第二獲取圖像提取比較物體圖像；組合基準線設置單元，該組合基準線設置單元用于在所述測量物體圖像和所述比較物體圖像中的每一個圖像上設置組合基準線；組合單元，該組合單元用于沿所述組合基準線來組合所述測量物體圖像和所述比較物體圖像，以形成組合圖像；以及修正單元，該修正單元在所述測量物體圖像和所述比較物體圖像的輪廓沒有對準時，修正所述測量物體圖像和所述比較物體圖像中的至少一個，以使在所述組合圖像中，在所述組合基準線上對準它們的輪廓。
2、 根據權利要求l所述的圖像組合裝置，其中，所述組合基準線設 置單元將穿過所述測量物體圖像的重心的線設置為所述測量物體圖像上 的所述組合基準線，并且將穿過所述比較物體圖像的重心的線設置為所 述比較物體圖像上的所述組合基準線。
3、 根據權利要求l所述的圖像組合裝置，其中，所述組合基準線設 置單元在所述測量物體圖像的沿垂直軸向的長度是該測量物體圖像的沿 垂直軸向上的最大長度的位置處設置所述組合基準線，并且在所述比較 物體圖像的沿垂直軸向的長度是該比較物體圖像的沿垂直軸向上的最大 長度的位置處設置所述組合基準線。
4、 根據權利要求l所述的圖像組合裝置，所述圖像組合裝置還包括 組合基準線移位單元，該組合基準線移位單元用于利用外部裝置移位所 述組合圖像中的所述組合基準線。
5、 根據權利要求l所述的圖像組合裝置，其中，所述修正單元縮小 或放大所述測量物體圖像和所述比較物體圖像中的至少一個。
6、 根據權利要求5所述的圖像組合裝置，其中，所述測量物體是活髓牙，而所述比較物體是比色板。
7、 一種牙科色度測量系統，該牙科色度測量系統包括 根據權利要求1所述的圖像組合裝置；色度值計算單元，該色度值計算單元用于計算所述測量物體圖像中 靠近所述組合基準線的色度值；差計算單元，該差計算單元用于計算所述測量物體圖像的靠近所述 組合基準線的色度值與所述比較物體圖像的靠近所述組合基準線的色度值之差；以及顯示控制單元，該顯示控制單元用于在顯示所述組合圖像的畫面上 顯示所述測量物體圖像的靠近所述組合基準線的所述色度值、所述比較 物體圖像的靠近所述組合基準線的所述色度值，以及這些色度值之差中 的至少一個。
8、 一種牙科色度測量系統，該牙科色度測量系統包括 圖像獲取裝置，該圖像獲取裝置被設置成獲取口腔圖像；和 牙科色度測量裝置，該牙科色度測量裝置包括用于通過組合包含利用所述圖像獲取裝置獲取的測量物體的圖像的第一獲取圖像和包含要與 該測量物體相比較的比較物體的圖像的第二獲取圖像來形成圖像的圖像 組合裝置，其中，所述圖像組合裝置包括圖像提取單元，該圖像提取單元用于從所述第一獲取圖像提取測量 物體圖像并且從所述第二獲取圖像提取比較物體圖像；組合基準線設置單元，該組合基準線設置單元用于在所述測量物體 圖像和所述比較物體圖像中的每一個圖像上設置組合基準線；組合單元，該組合單元用于沿所述組合基準線來組合所述測量物體 圖像和所述比較物體圖像，以形成組合圖像；以及修正單元，該修正單元用于在所述測量物體圖像和所述比較物體圖 像的輪廓沒有對準時，修正所述測量物體圖像和所述比較物體圖像中的 至少一個，以在所述組合圖像中，在所述組合基準線上對準它們的輪廓。
9、 一種圖像組合方法，該圖像組合方法用于通過組合包含測量物體的圖像的第一獲取圖像和包含要與該測量物體相比較的比較物體的圖像 的第二獲取圖像來形成圖像，所述圖像組合方法包括以下步驟圖像提取步驟，該圖像提取步驟用于從所述第一獲取圖像提取測量 物體圖像并且從所述第二獲取圖像提取比較物體圖像；組合基準線設置步驟，該組合基準線設置步驟用于在所述測量物體 圖像和所述比較物體圖像中的每一個圖像上設置組合基準線；組合步驟，該組合步驟用于沿所述組合基準線來組合所述測量物體 圖像和所述比較物體圖像，以形成組合圖像；以及修正步驟，該修正步驟用于在所述測量物體圖像和所述比較物體圖 像的輪廓沒有對準時，修正所述測量物體圖像和所述比較物體圖像中的 至少一個，以在所述組合圖像中，在所述組合基準線上對準它們的輪廓。
10、 一種圖像組合程序，該圖像組合程序用于通過組合包含測量物 體的圖像的第一獲取圖像和包含要與該測量物體相比較的比較物體的圖 像的第二獲取圖像來形成圖像，所述圖像組合程序使計算機執行以下處 理圖像提取處理，該圖像提取處理用于從所述第一獲取圖像提取測量 物體圖像并且從所述第二獲取圖像提取比較物體圖像；組合基準線設置處理，該組合基準線設置處理用于在所述測量物體 圖像和所述比較物體圖像中的每一個圖像上設置組合基準線；組合處理，該組合處理用于沿所述組合基準線來組合所述測量物體 圖像和所述比較物體圖像，以形成組合圖像；以及修正處理，該修正處理用于在所述測量物體圖像和所述比較物體圖 像的輪廓沒有對準時，修正所述測量物體圖像和所述比較物體圖像中的 至少一個，以在所述組合圖像中，在所述組合基準線上對準它們的輪廓。
11、 根據權利要求10所述的圖像組合程序，其中，所述組合基準線 設置處理將穿過所述測量物體圖像的重心的線設置為所述測量物體圖像 上的所述組合基準線，并且將穿過所述比較物體圖像的重心的線設置為 所述比較物體圖像上的所述組合基準線。
12、 根據權利要求IO所述的圖像組合程序，其中，所述組合基準線設置處理在所述測量物體圖像的沿垂直軸向的長度是該測量物體圖像的 沿垂直軸向上的最大長度的位置處設置所述組合基準線，并且在所述比 較物體圖像的沿垂直軸向的長度是該比較物體圖像的沿垂直軸向上的最 大長度的位置處設置所述組合基準線。
13、 根據權利要求10所述的圖像組合程序，所述圖像組合程序還包 括組合基準線移位處理，該組合基準線移位處理用于利用外部裝置移位 所述組合圖像中的所述組合基準線。
14、 根據權利要求10所述的圖像組合程序，其中，所述修正處理縮 小或放大所述測量物體圖像和所述比較物體圖像中的至少一個。
15、 根據權利要求14所述的圖像組合程序，其中，所述測量物體是 活髓牙，而所述比較物體是比色板。
16、 一種牙科色度測量程序，該牙科色度測量程序使計算機執行以 下處理根據權利要求10所述的圖像組合程序；色度值計算處理，該色度值計算處理用于計算所述測量物體圖像中靠近所述組合基準線的色度值；差計算處理，該差計算處理用于計算所述測量物體圖像的靠近所述 組合基準線的色度值與所述比較物體圖像的靠近所述組合基準線的色度 值之差；以及顯示控制處理，該顯示控制處理用于在顯示所述組合圖像的畫面上 顯示所述測量物體圖像的靠近所述組合基準線的所述色度值、所述比較 物體圖像的靠近所述組合基準線的所述色度值、以及所述色度值之差中 的至少一個。
全文摘要
按容易比較的方式向用戶顯示諸如活髓牙的測量物體的顏色和要與該測量物體相比較的比較物體的顏色。本發明提供了一種圖像組合裝置，該圖像組合裝置包括圖像提取單元，用于從活髓牙的彩色圖像中提取活髓牙的圖像(下文中，稱為“測量物體圖像”)并且從比色板的彩色圖像中提取比色板的圖像(下文中，稱為“比較物體圖像”)；組合基準線設置單元，用于在測量物體圖像和比較物體圖像上設置組合基準線；組合單元，用于組合測量物體圖像和比較物體圖像以形成組合圖像；以及修正單元，用于在沒有對準測量物體圖像和比較物體圖像的輪廓時，修正它們中的至少一個，以使在組合圖像中，在組合基準線上對準它們的輪廓。
文檔編號G06T7/00GK101331519SQ20068004761
公開日2008年12月24日 申請日期2006年12月18日 優先權日2005年12月19日
發明者今野治, 勝俁政也 申請人:奧林巴斯株式會社