KR102123660B1 - 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 치아 교정 영상 제공 장치는, 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료되었을 때의 치열궁을 나타낼 수 있는 치열곡선을 생성하고, 치열곡선으로 치아의 위치를 정렬하여 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 제어부와 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 화면을 통해 제공하는 입출력부를 포함한다. 여기서, 제어부는 치열곡선을 치열에 대응되는 함수를 사용하여 모델링한다.

Description

치아 교정 영상 생성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING TEETH CORRECTION IMAGE}

본 발명은 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 사용자의 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료된 가상의 치아의 모습을 제공할 수 있는 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에는 치아를 원하는 위치로 움직여 기능적이고, 심미적인 치료를 하는 치아 교정이 수행되고 있다. 이러한 치아 교정은 치아가 고르지 않아 부정 교합 등으로 발생될 수 있는 질환이나 질병을 예방할 수 있는 기능을 갖는다.

하지만, 치아 교정은 치아의 위치를 점진적으로 이동시켜 치아의 위치를 고정시키게 되지만, 의사나 환자 모두 교정이 완료된 후의 치아의 모습을 예측할 수 없어 치아 교정 수단이나 치아 교정 치료의 선택이 쉽지 않다는 문제점이 있었다.

한편, 선행기술문헌 한국공개특허 제10-2013-0044932호에서는 치아에 대한 CT영상에서 노이즈를 제거하고 치아 부분의 3차원 스캔 데이터를 연동하여 치아 부분에 대한 영상 획득의 정확도를 높여 치아의 정확한 형태와 교합 정보를 제공하도록 하는 치아 교정을 위한 영상 매칭 정보 생성 방법을 기재하고 있습니다.

따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.

한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 사용자의 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상을 제공할 수 있는 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법을 제시하는 데 목적이 있다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상의 생성 동작을 자동화할 수 있는 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법을 제시하는 데 목적이 있다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상의 생성에 사용자 개입을 최소화하여 편의성을 향상시킬 수 있는 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법을 제시하는데 목적이 있다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상의 생성에 필요한 시간을 최소화할 수 있는 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법을 제시하는 데 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 실시예에 따르면, 치아 교정 영상 생성 장치는, 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료되었을 때의 치열궁을 나타낼 수 있는 치열곡선을 생성하고, 상기 치열곡선으로 상기 치아의 위치를 정렬하여 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 제어부, 및 상기 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 화면을 통해 제공하는 입출력부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 치열곡선을 상기 치열에 대응되는 함수를 사용하여 모델링한다.

다른 실시예에 따르면, 치아 교정 영상 생성 장치에 의해 수행되는 치아 교정 영상 생성 방법은, 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료되었을 때의 치열궁을 나타낼 수 있는 치열곡선을 생성하는 단계, 상기 치열곡선으로 상기 치아의 위치를 정렬하여 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 단계, 및 상기 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 화면을 통해 제공하는 단계를 포함하고, 상기 치열곡선을 생성하는 단계는, 상기 치열곡선을 상기 치열에 대응되는 함수를 사용하여 모델링하는 단계를 포함한다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 사용자의 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상을 제공할 수 있는 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법을 제시할 수 있다.

본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상의 생성 동작을 자동화할 수 있는 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법을 제시할 수 있다.

본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상의 생성에 사용자 개입을 최소화하여 편의성을 향상시킬 수 있는 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법 을 제시할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상의 생성에 필요한 시간을 최소화할 수 있는 치아 교정 영상 생성 장치 및 방법을 제시할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일 실시예에 따른 치아 교정 영상 생성 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 제어부를 도시한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에서 곡선들 중 선택된 곡선으로 치열곡선을 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에서 곡선들을 평균하여 생성된 평균곡선으로 치열곡선을 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에서 양악의 치아들 중에서 선택된 일부의 치아로 치열곡선을 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 치아 정렬을 위해 생성된 치열곡선을 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 치아의 정렬을 위한 벡터거리 계산을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 기준치아의 위치를 정렬하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 기준치아를 제외한 다른 치아의 위치를 정렬하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 치아 교정 영상을 생성하는 동작을 도시한 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여, 이하의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략하였다. 그리고, 도면에서 실시예들의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐 아니라, '그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 어떤 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

다만, 이를 설명하기에 앞서, 아래에서 사용되는 용어들의 의미를 먼저 정의한다.

도 1은 일 실시예에 따른 치아 교정 영상 생성 장치를 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치아의 교정 영상을 생성할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 사용자의 치아 촬영한 영상을 기초로 교정이 완료된 가상의 치아의 모습을 보여주는 영상을 제공할 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 입출력부(110), 통신부(120), 저장부(130), 촬영부(140), 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.

입출력부(110)는 사용자로부터 입력을 수신하기 위한 입력부와, 작업의 수행 결과 또는 치아 교정 영상 생성 장치(100)의 상태 등의 정보를 표시하기 위한 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입출력부(110)는 사용자 입력을 수신하는 조작 패널 및 화면을 표시하는 디스플레이 패널 등을 포함할 수 있다.

구체적으로, 입력부는 키보드, 물리 버튼, 터치 스크린, 카메라 또는 마이크 등과 같이 다양한 형태의 사용자 입력을 수신할 수 있는 장치들을 포함할 수 있다. 또한, 출력부는 디스플레이 패널 또는 스피커 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 입출력부(110)는 다양한 입출력을 지원하는 구성을 포함할 수 있다.

통신부(120)는 다른 디바이스 또는 네트워크와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신부(120)는 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈은 칩셋(chipset)의 형태로 구현될 수 있다.

통신부(120)가 지원하는 무선 통신은, 예를 들어 Wi-Fi(Wireless Fidelity), Wi-Fi Direct, 블루투스(Bluetooth), UWB(Ultra Wide Band) 또는 NFC(Near Field Communication) 등일 수 있다. 또한, 통신부(120)가 지원하는 유선 통신은, 예를 들어 USB 또는 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 등일 수 있다. 상술된 통신은 예시일 뿐이며, 치아 교정 영상 생성 장치(100)가 통신을 수행할 수 있도록 하는 각종 통신 기법이 가능하다.

이러한, 통신부(120)는 사용자의 치아를 촬영한 영상을 수신할 수도 있으며, 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 다른 기기로 전송할 수도 있다.

저장부(130)는 파일, 애플리케이션, 및 프로그램 등과 같은 다양한 종류의 데이터가 설치 및 저장될 수 있다. 저장부(130)에 저장된 데이터는 후술될 제어부(150)에 의해 액세스되어 이용되거나, 또는 제어부(150)에 의해 새로운 데이터가 저장될 수 있다. 또한 저장부(130)는 제어부(150)에 의해 실행될 수 있는 프로그램을 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 저장부(130)에는 촬영된 치아의 영상이 저장될 수 있으며, 교정이 완료된 가상의 치아 영상이 저장될 수 있다. 저장부(130)에는 사용자의 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하도록 하는 프로그램이 저장될 수 있다.

촬영부(140)는 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 획득하기 위한 사용자로부터 치아의 영상을 촬영할 수 있다. 이를 위해, 촬영부(140)는 영상을 촬영하는 카메라와 엑스레이 촬영기 등을 포함할 수 있으며, 치아를 촬영할 수 있는 다른 다양한 촬영 장치를 포함할 수 있다. 한편, 치아 교정 영상 생성 장치(100)의 외부에 독립된 다양한 촬영 장치로부터 촬영 영상을 획득하는 경우, 촬영부(140)는 포함되지 않을 수도 있다.

제어부(150)는 치아 교정 영상 생성 장치(100)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU 등과 같은 프로세서를 포함할 수 있다. 제어부(150)는 입출력부(110)를 통해 수신한 유저 입력에 대응되는 동작을 수행하도록 치아 교정 영상 생성 장치(100)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 제어부(150)는 양악의 치아를 촬영한 영상을 이용하여 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성할 수 있다. 이를 위해, 제어부(150)는 촬영부(140)를 통해 치아를 촬영한 영상을 제공받을 수 있으며, 통신부(120)를 통해 치아를 촬영한 영상을 제공받을 수도 있다.

제어부(150)는 치아 영상에 기초하여 교정이 완료되었을 때의 치열궁을 나타낼 수 있는 치열곡선을 생성할 수 있다. 제어부(150)는 양악을 기준으로 치열곡선을 생성할 수 있으며, 즉, 상악에 대응되는 치열곡선과 하악에 대응되는 치열곡선을 각각 생성할 수 있다. 제어부(150)는 양악의 치열궁에 대응되는 U자형의 치열곡선을 생성할 수 있다. 제어부(150)는 치열곡선을 사용자의 치아의 치열에 대응되는 함수를 사용하여 모델링할 수 있다.

제어부(150)는 치열궁에 대응되는 치열곡선의 모델링이 완료되어 치열곡선을 획득하면, 치열곡선 상에서 치아의 위치를 정렬할 수 있다. 제어부(150)는 교정이 완료된 가상의 상태를 나타낼 수 있도록 양악의 치아 각각의 위치를 정렬할 수 있다. 제어부(150)는 모든 치아의 위치가 정렬되면, 정렬된 치아를 사용한 치아 교정 영상을 생성하고, 치아 교정 영상을 입출력부(110)로 제공하여 화면을 통해 재생되도록 할 수 있다.

이러한, 제어부(150)의 동작을 하기의 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 일 실시예에 따른 제어부를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 제어부(150)는 치열곡선 생성부(151)와 치아 위치 정렬부(152)를 포함할 수 있다.

치열곡선 생성부(151)는 치아 교정 영상을 생성하기 위해 사용자의 치열궁에 대응되는 치열곡선을 생성할 수 있다. 이를 위해, 치열곡선 생성부(151)는 치아를 촬영한 영상으로부터 치아의 위치를 확인할 수 있다. 치열곡선 생성부(151)는 치아의 위치, 즉 치열에 대응되는 함수를 사용하여 치열곡선을 모델링할 수 있다.

치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 모델링하기에 앞서, 치아의 치열이 촬영된 면을 기준으로 치열곡선을 모델링하여 생성할 수 있다. 치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 안면에 평행한 방향에 대응되는 X축과 안면에 수직한 방향에 대응되는 Z축 상에 위치하도록 생성할 수 있다. 여기서, X축과 Z축은 상호 간에 직교할 수 있다.

예를 들어, 치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 자연상수를 사용하여 모델링할 수 있다. 치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 자연상수를 사용한 하기의 수학식 1로 모델링할 수 있다.

a는 z축 방향으로의 스케일을 나타내는 변수이고, e는 자연상수를 나타내고, b는 x축 방향으로의 스케일을 나타내는 변수이고, c는 치열곡선의 평행 이동을 나타내는 변수이다. 치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 생성하기 위한 곡선모델을 수학식 1을 사용하여 결정하고, 결정된 곡선모델을 사용하여 치열에 피팅(fitting)할 수 있다.

치열곡선 생성부(151)는 양악 각각에서 좌측과 우측으로 구분된 치열에 대한 곡선을 생성할 수 있다. 이때, 치열곡선 생성부(151)는 하악에서 좌우측 각각에 대해 두 개의 곡선을 생성하고, 상악에서 좌우측 각각에 대해 두 개의 곡선을 생성하여 하악좌측, 하악우측, 상악좌측 및 상악우측 각각에 대응되는 네 개의 곡선을 생성할 수 있다. 네 개의 곡선은 치열곡선 생성부(151)에서 생성한 네 개의 곡선은 수학식 1에 의해 모델링될 수 있다.

치열곡선 생성부(151)는 네 개의 곡선 중에서 가상의 교정된 치아의 형상에 가장 적합한 곡선을 선택한다. 이를 위해, 곡선 생성부(151)는 네 개의 곡선 각각에 대해 공분산(covariance)값을 계산하고, 공분산값이 가장 작은 곡선을 선택할 수 있다. 이때, 곡선 생성부(151)는 선택된 곡선을 양악 각각의 좌우에 모두 매칭시켜 치열곡선을 생성할 수 있다.

이와 달리, 치열곡선 생성부(151)는 네 개의 곡선의 평균값을 계산할 수 있다. 치열곡선 생성부(151)는 네 개의 곡선의 평균을 계산하여 평균값을 갖는 하나의 평균곡선을 생성할 수 있다. 치열곡선 생성부(151)는 수학식 1에 의해 모델링된 곡선 각각의 a, b, c의 값들을 각각 평균하여 모델링되는 평균곡선을 생성할 수 있다. 이때, 치열곡선 생성부(151)는 평균곡선을 양악 각각의 좌우에 모두 매칭시켜 치열곡선을 생성할 수도 있다.

예를 들어, 치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 곡선함수를 사용하여 모델링할 수 있다. 치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 곡선함수를 사용한 하기의 수학식 2로 모델링할 수 있다.

여기서, n은 자연수이고, a_n은 치열곡선에서 기울기를 적용하기 위한 변수이고, xⁿ은 치열곡선을 생성하기 위한 다항식 형태의 곡선함수를 나타낸다. 치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 생성하기 위한 곡선모델을 수학식 2를 사용하여 결정하고, 결정된 곡선모델을 사용하여 치열에 피팅(fitting)할 수 있다.

예를 들어, 치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 스플라인 보간(spline iterplation)을 사용하여 모델링할 수도 있다. 치열곡선 생성부(151)는 치열곡선을 스플라인 보간 중에서 큐빅 스플라인 보간(cubic spline interpolation)을 이용할 수 있다.

이때, 치열곡선 생성부(151)는 전체 치아를 기준으로 할 수도 있지만, 전체 치아들 중에서 적어도 일부의 치아를 선택할 수 있다. 예를 들어, 치열곡선 생성부(151)는 주요 치아(앞니, 어금니, 송곳니) 등과 같은 치아를 선택하고, 선택된 치아를 기준으로 스플라인 보간을 하여 치열곡선을 생성할 수 있다.

치아 위치 정렬부(152)는 치열곡선 생성부(151)에서 생성된 치열곡선을 이용하여 교정될 치아의 위치를 정렬할 수 있다. 이를 위해, 치아 위치 정렬부(152)는 치열곡선을 기준으로 교정이 완료된 가상의 치아에 대한 위치를 결정하여, 교정 치아의 위치를 정렬할 수 있다.

치아 위치 정렬부(152)는 치아들 중에서 기준이 되는 치아, 예를 들어 앞니들 사이의 중점을 Z축을 기준으로 교정 위치를 결정할 수 있다. 따라서, 상악과 하악 각각에서 두 개의 앞니들 사이의 중점을 Z축 상에 위치하도록 설정할 수 있다.

치아 위치 정렬부(152)는 치아의 길이 방향, 즉 치아의 성장 방향을 기준으로 하는 Y축 상에서 서로 인접한 치아 각각에 적어도 하나의 포인트를 설정할 수 있다. 치아 위치 정렬부(152)는 인접한 치아 각각에 설정된 포인트들 간에 벡터거리를 계산할 수 있다. 이때, 치아 위치 정렬부(152)는 Y축을 두 개 이상의 영역으로 구분하여 벡터거리를 계산할 수 있으며, 구분된 영역 내의 포인트들 간의 벡터거리를 계산할 수 있다. 이를 통해, 치아 위치 정렬부(152)는 구분된 영역 내에서 벡터거리를 계산함에 따라 교정된 가상의 치아 위치를 결정하기 위한 연산 시간을 단축시킬 수 있다. 힌편, X축, Y축 및 Z축은 상호 간에 직교할 수 있다.

치아 위치 정렬부(152)는 기준이 되는 기준치아(예를 들어, 앞니)의 위치가 결정되면, 기준치아에 인접한 치아부터 순차적으로 벡터거리를 계산하여 치아의 위치를 결정할 수 있다. 치아 위치 정렬부(152)는 벡터거리를 기준으로 중첩되지 않도록 치열곡선 상에서 치아의 위치를 정렬할 수 있다.

예를 들어, 치아 위치 정렬부(152)는 양악에서 우측(상악우측 또는 하악우측)에 위치한 치아는 벡터거리의 z 성분이 양수이고, 벡터거리의 x 성분이 양수(+)이면, 벡터거리를 음수(-)로 결정하며, 벡터거리의 z 성분이 음수(-)이고, 벡터거리의 x 성분이 음수(-)이면, 벡터거리를 양수(+)로 결정할 수 있다.

또한, 치아 위치 정렬부(152)는 양악에서 좌측(상악좌측 또는 하악좌측)에 위치한 치아는 벡터거리의 z 성분이 양수(+)이고, 벡터거리의 x 성분이 음수(-)이면 벡터거리를 음수(-)로 결정하며, 벡터거리의 z 성분이 음수(-)이고, 벡터거리의 x성분이 양수(+)이면, 벡터거리를 양수(+)로 결정할 수 있다.

이를 통해, 치아 위치 정렬부(152)는 기준치아에 인접한 치아부터 순차적으로 벡터거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 앞니가 기준치아인 경우, 치아 위치 정렬부(152)는 전면에 인접한 치아에 대해 X축 상에서 0을 기준으로 0이상 또는 0이하의 값을 가질때까지 Z축을 기준으로 기준치아를 치열곡선 상에서 이동시킬 수 있다. 이때, X축의 중심(Z축과 교차하는 지점)을 0으로 설정한 경우, 치아 위치 정렬부(152)는 기준치아를 X축의 중심에 위치시킨 후, 기준치아를 X성분이 플러스(+)값을 갖는 방향(우측치아) 또는 X성분이 마이너스(-)값을 갖는 방향(좌측치아)방향으로 이동시켜 위치를 결정할 수 있다.

이후, 치아 위치 정렬부(152)는 기준치아(예를 들어, 1번 치아)를 제외한 나머지 치아들(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6 및 7번 치아)에 대해 전면에 위치하고 인접한 치아를 기준으로 순차적으로 벡터거리의 X성분과 Z성분이 모두 음수의 값을 갖지 않을 때까지 이동시켜 위치를 결정할 수 있다.

치아 위치 정렬부(152)는 치열곡선 상에 모든 치아의 위치가 결정되면, 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성할 수 있다. 치아 위치 정렬부(152)는 가상의 치아 영상을 입출력부(110)로 제공하여 디스플레이 화면 등에 표시되도록 하거나, 프린터와 같은 인쇄 장치를 통해 인쇄되도록 할 수 있다.

이와 같이, 제안된 실시예에 따른 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 사용자의 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상을 제공할 수 있다. 또한, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상을 사용자의 개입없이 자동화하여 생성할 수 있고, 사용자의 조작을 필요로 하지 않기 때문에 치아 교정 영상의 생성에 따른 편의성을 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치아 교정 영상 생성에 필요한 시간을 최소화할 수 있다.

도 3은 일 실시예에서 곡선들 중 선택된 곡선으로 치열곡선을 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 촬영된 치아의 영상에 포함된 하악(210)의 치아와 상악(220)의 치아가 도시된다. 이때, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 촬영된 치아의 영상에 기초하여 복수의 곡선을 생성할 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 수학식 1을 사용하여 하악의 우측 치아로부터 제 1 곡선(C1), 하악의 좌측 치아로부터 제 2 곡선(C2)을 생성할 수 있다. 또한, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 상악의 우측 치아로부터 제 3 곡선(C3), 상악의 좌측 치아로부터 제 4 곡선(C4)을 생성할 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 네 개의 곡선들(C1~C4) 중에서 교정된 가상의 치아에 가장 근접한 형태의 치열곡선을 생성할 수 있는 하나의 곡선을 선택한다. 예를 들어, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 공분산(covariance)값이 가장 작은 곡선을 선택할 수 있으며, 가장 작은 공분산값을 갖는 곡선이 제 1 곡선(C1)일 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치열곡선을 생성하기 위해 제 1 곡선(C1)을 선택할 수 있다. 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 1 곡선(C1)과 동일한 제1곡선(C1')을 양악의 좌우측 치아 각각에 대응시켜 치열곡선을 생성할 수 있다.

도 4는 일 실시예에서 곡선들을 평균하여 생성된 평균곡선으로 치열곡선을 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 하악(310)과 상악(320)의 치아를 기준으로 복수의 곡선을 생성할 수 있으며, 복수의 곡선(C1~C4)의 생성에 대한 설명은 도 3을 참조한다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 곡선(C1~C4)의 평균을 사용하여 제 5 곡선(C5)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 수학식 1을 사용하여 생성된 곡선(C1~C4)의 변수, a, b, c 각각의 평균을 계산하고, 계산된 값을 수학식 1에 대입하여 제 5 곡선(C5)을 생성할 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 5 곡선(C5)을 양악의 좌우측 치아 각각에 대응시켜 치열곡선을 생성할 수 있다.

도 5는 일 실시예에서 양악의 치아들 중에서 선택된 일부의 치아로 치열곡선을 생성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 하악(400)의 치아를 기준으로 일부 치아를 선택할 수 있다. 여기서, 선택된 치아는 1, 4, 7번 치아이고, 치아로부터 치열곡선(410)을 생성하기 위한 주요 치아일 수 있다. 여기서는, 도 5에 도시된 하악(400)을 기준으로 일부 치아의 선택 동작을 설명하지만, 하악(400)이 아닌 상악(미도시)의 치아를 기준으로 일부 치아를 선택할 수도 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 상악과 하악 각각에서 주요 치아를 선택할 수 있다. 이때, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 상악과 하악 각각에서 서로 맞물려 대응되는 동일 치아를 선택할 수 있으나, 상악과 하악 각각에서 서로 대응되지 않는 다른 치아를 선택할 수도 있다. 이와 같이, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 주요 치아의 선택을 통해 상악과 하악 각각에서 치열곡선을 생성할 수 있다.

예를 들어, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 6개의 치아를 선택할 수 있으며, 선택된 치아를 기준으로 치열곡선(410)을 생성할 수 있다. 이를 위해, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 선택된 치아를 나타내는 위치 정보 또는 선택된 치아를 나타내는 포인트를 기준으로 스플라인 보간을 수행하여 치열곡선(410)을 생성할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 치아 정렬을 위해 생성된 치열곡선을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 도 3 내지 도 5를 이용하여 양악에 대응되는 치열곡선(510, 520)을 생성할 수도 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 양악을 기준으로 X축과 Z축 상에 치열곡선(510, 520)을 생성할 수 있다. 한편, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 상악과 하악의 관계를 고려하여 상악에 대응되는 치열곡선(520)을 하악에 대응되는 치열곡선(510)보다 소정 비율 크게 설정할 수 있다.

예를 들어, 수학식 1에 포함된 'b'의 값을 사용하여 상악에 대응되는 치열곡선(520)의 폭을 조절할 수 있다. 하악에 대응되는 치열곡선(510)의 X축 상에서의 폭을 b라고 가정하면, 상악에 대응되는 치열곡선(520)의 X축 상에서의 폭은 rb(r*b, 여기서, r은 가중치)로 결정될 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치아의 맞물림을 고려하여 상악에 대응되는 치열곡선(520)을 조절할 수 있으나, 필요에 따라 상악에 대응되는 치열곡선(520)을 기준으로 하악에 대응되는 치열곡선(510)의 폭을 조절할 수도 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 양악 중 하나의 치열곡선을 다른 치열곡선을 새롭게 생성하거나 다른 치열곡선을 보정하기 위해 사용할 수도 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 치아의 정렬을 위한 벡터거리 계산을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 1 치아(601)와 제 2 치아(602) 사이의 벡터거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제 1 치아(601)가 제 2 치아(602)의 전면에 위치한 치아일 수 있으며, 제 1 치아(601)의 위치는 이전에 위치한 치아를 기준으로 미리 결정될 수 있다. 그러나, 제 1 치아(601)가 앞니인 경우, Z축을 기준으로 위치가 결정될 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 벡터거리 계산을 위해 제 1 치아(601)에 포인트(P1~P3)를 설정할 수 있고, 제 2 치아(602)에 포인트(P4~P7)를 설정할 수 있다.

또한, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 벡터거리 계산을 위해 치아의 길이 방향인 Y축을 기준으로 두 개 이상의 분할된 영역으로 구분할 수 있다. 예를 들어, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치아(601, 602)의 측면에서 제1라인(L1)과 제2라인(L2)에 의해 제 1 영역(610)을 구분하고, 제 2라인(L2)과 제 3 라인(L3)에 의해 제 2 영역(620)을 구분할 수 있다.

이에 따라, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 구분된 제 1 영역(610)과 제 2 영역(620) 각각에서 벡터거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제 1 영역(610)에서 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 1 포인트(P1)와 제 4 포인트(P4)의 벡터거리와 제 2 포인트(P2)와 제 4 포인트(P4)의 벡터거리를 계산할 수 있다. 또한, 제 2 영역(620)에서 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 3 포인트(P3)와 제 5 포인트(P5)의 벡터거리, 제 3 포인트(P3)와 제 6 포인트(P6)의 벡터거리 및 제 3 포인트(P3)와 제 7 포인트(P7)의 벡터거리를 계산할 수 있다. 포인트들 간의 벡터거리 계산은 화살표로 도시되어 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 구분된 영역 내에서 벡터거리를 계산하기 때문에 서로 다른 영역에 위치한 포인트들 간에 벡터거리를 계산하지 않는다. 따라서, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치아의 정렬 시 벡터거리 계산에 필요한 시간을 감소시켜 빠른 치아 교정 영상을 생성할 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 Y축을 기준으로 구분된 영역의 개수가 증가할수록 벡터거리 계산을 위한 연산의 개수를 감소시켜 치아 교정 영상의 생성에 소요되는 시간을 더욱 감소시킬 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 기준치아의 위치를 정렬하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 기준이 되는 제 1 치아(예를 들어, 기준치아(우측 앞니(710), 좌측 앞니(720))의 위치를 치열곡선(701) 상에 정렬할 수 있으며, Z축을 기준으로 제 1 치아(710, 720)의 위치를 정렬할 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 1 기준치아(우측)(710)와 제 2 기준치아(좌측)(720) 각각에 대해서 Z축을 기준으로 정렬할 수 있다.

우선, 치아 교정 영상 생성 장치(100)가 제 1 기준치아(710)의 위치를 정렬하는 동작을 설명하면 다음과 같다. (a)에서, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 1 기준치아(710)를 치열곡선(701) 상에 위치시키고, X축 상의 좌표가 0인 지점에 제 1 기준치아(710)의 중심을 위치시킨다. (b)에서, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 플러스(+) 방향인 제 1 방향(711)으로 제 1 기준치아(710)의 위치를 이동시킨다. (c)에서, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 1 기준치아(710)의 표면 상의 점 중에서 X성분이 가장 작은 점(제 1 라인(712) 상에 위치)이 0과 동일하거나 큰 값을 가질 때 이동을 정지한다. 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제1 기준치아(710)의 위치가 정지한 지점에 제 1 기준치아(710)의 위치를 결정한다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)가 제 2 기준치아(720)의 위치를 정렬하는 동작을 설명하면 다음과 같다. (d)에서, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 2 기준치아(720)를 치열곡선(701) 상에 위치시키고, X축 상의 좌표가 0인 지점에 제 2 기준치아(720)의 중심을 위치시킨다. (e)에서, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 마이너스(-) 방향인 제 2 방향(721)으로 제 2 기준치아(720)의 위치를 이동시킨다. (c)에서, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 2 기준치아(720)의 표면 상의 점 중에서 X성분이 가장 큰 점(제 2 라인(722) 상에 위치)이 0과 동일하거나 작은 값을 가질 때 이동을 정지한다. 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제2 기준치아(720)의 위치가 정지한 지점에 제 2 기준치아(720)의 위치를 결정한다.

도 9는 일 실시예에 따른 기준치아를 제외한 다른 치아의 위치를 정렬하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 벡터거리를 사용하여 치아 교정 영상을 생성하기 위한 치아의 위치를 정렬할 수 있다.

다음으로, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 제 1 치아(810)와, 제 1 치아(810)에 인접한 제 2 치아(820) 사이의 벡터거리를 계산할 수 있다. 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 계산된 벡터거리에 기초하여 제 1 치아(710)와 제 2 치아(720)를 중첩되지 않도록 Z축을 기준으로 치열곡선(701)을 따라 해당 치아를 X축의 중심을 기준으로 플러스(+) 방향(821)으로 이동시켜 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 음수(-)의 값을 갖는 벡터거리가 0개가 될 때까지 제 2 치아(720)를 플러스(+) 방향(721)으로 이동시킬 수 있다. 즉, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 음수인 벡터거리가 존재하지 않을 때까지 제 2 치아(720)를 이동시킬 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 필요에 따라 제 2 치아(720)를 플러스(+) 방향(821)과 반대의 마이너스(-) 방향으로 이동시켜 위치를 결정할 수도 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 치아 교정 영상을 생성하는 동작을 도시한 순서도이다.

도 10을 참조하면, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 촬영된 치아 영상으로부터 치열궁을 나타낼 수 있는 치열곡선을 생성할 수 있다(S910). 여기서, 치열곡선은 상악과 하악 각각에 대응되는 두 개의 U자형 치열곡선을 포함할 수 있다.

예를 들어, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치열곡선의 생성을 하기와 같이 생성할 수 있다. 첫 번 째로, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 양악의 좌우 치아 각각에 대해 네 개의 곡선을 생성하고, 네 개의 곡선들 중에서 하나의 곡선을 선택하거나 네 개의 곡선의 평균을 계산하여 치열곡선을 생성할 수 있다. 이때, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 곡선을 생성하기 위해 수학식 1에 기재된 함수를 사용할 수 있다.

두 번째로, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치열곡선을 수학식 2에 기재된 곡선함수를 사용하여 생성할 수도 있다.

세 번째로, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 양악의 치아들 중에서 적어도 일부의 치아를 선택하고, 선택된 치아를 기준으로 스플라인 보간을 수행하여 치열곡선을 생성할 수도 있다. 이를 위해, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치열궁의 생성에 중요한 주요치아를 선별할 수 있다.

또한, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 양악의 치아들 간에 맞물림을 고려하여 상악에 대응되는 치열곡선을 하악에 대응되는 치열곡선보다 소정 비율로 폭을 증가시킬 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치열곡선으로 치아의 위치를 정렬하여 교정이 완료된 가상의 치아 교정 영상을 생성할 수 있다(S920). 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치아의 길이 방향을 기준으로 분할된 영역들 각각에서 벡터거리를 계산할 수 있다. 이때, 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 벡터거리를 인접한 치아 각각에 설정된 포인트들을 기준으로 계산할 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 벡터거리의 성분에 따라 계산된 벡터거리가 양수(+) 또는 음수(-) 인지를 구분하여 치아들이 서로 중첩되지 않도록 치열곡선 상에서 위치를 정렬할 수 있다.

치아 교정 영상 생성 장치(100)는 생성된 치아 교정 영상을 제공할 수 있다(S930). 치아 교정 영상 생성 장치(100)는 치아 교정 영상을 디스플레이 화면 등을 통해 제공하여, 교정이 완료된 가상의 치아의 모습을 사용자에게 제공할 수 있다.

본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC 와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램특허 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다.

구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로부터 분리될 수 있다.

뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU 들을 재생시키도록 구현될 수도 있다

또한 본 발명의 일 실시예에 따르는 치아 교정 영상 제공 방법은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램(또는 컴퓨터 프로그램 제품)으로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 처리되는 프로그래밍 가능한 기계 명령어를 포함하고, 고레벨 프로그래밍 언어(High-level Programming Language), 객체 지향 프로그래밍 언어(Object-oriented Programming Language), 어셈블리 언어 또는 기계 언어 등으로 구현될 수 있다. 또한 컴퓨터 프로그램은 유형의 컴퓨터 판독가능 기록매체(예를 들어, 메모리, 하드디스크, 자기/광학 매체 또는 SSD(Solid-State Drive) 등)에 기록될 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따르는 치아 교정 영상 제공 방법은 상술한 바와 같은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 장치에 의해 실행됨으로써 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 프로세서와, 메모리와, 저장 장치와, 메모리 및 고속 확장포트에 접속하고 있는 고속 인터페이스와, 저속 버스와 저장 장치에 접속하고 있는 저속 인터페이스 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이러한 성분들 각각은 다양한 버스를 이용하여 서로 접속되어 있으며, 공통 머더보드에 탑재되거나 다른 적절한 방식으로 장착될 수 있다.

여기서 프로세서는 컴퓨팅 장치 내에서 명령어를 처리할 수 있는데, 이런 명령어로는, 예컨대 고속 인터페이스에 접속된 디스플레이처럼 외부 입력, 출력 장치상에 GUI(Graphic User Interface)를 제공하기 위한 그래픽 정보를 표시하기 위해 메모리나 저장 장치에 저장된 명령어를 들 수 있다. 다른 실시예로서, 다수의 프로세서 및(또는) 다수의 버스가 적절히 다수의 메모리 및 메모리 형태와 함께 이용될 수 있다. 또한 프로세서는 독립적인 다수의 아날로그 및(또는) 디지털 프로세서를 포함하는 칩들이 이루는 칩셋으로 구현될 수 있다.

또한 메모리는 컴퓨팅 장치 내에서 정보를 저장한다. 일례로, 메모리는 휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리는 비휘발성 메모리 유닛 또는 그들의 집합으로 구성될 수 있다. 또한 메모리는 예컨대, 자기 혹은 광 디스크와 같이 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능한 매체일 수도 있다.

그리고 저장장치는 컴퓨팅 장치에게 대용량의 저장공간을 제공할 수 있다. 저장 장치는 컴퓨터 판독 가능한 매체이거나 이런 매체를 포함하는 구성일 수 있으며, 예를 들어 SAN(Storage Area Network) 내의 장치들이나 다른 구성도 포함할 수 있고, 플로피 디스크 장치, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 혹은 테이프 장치, 플래시 메모리, 그와 유사한 다른 반도체 메모리 장치 혹은 장치 어레이일 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 치아 교정 영상 제공 장치 110: 입출력부
120: 통신부 130: 저장부
140: 촬영부 150: 제어부
151: 치열곡선 생성부 152: 치아 위치 정렬부

Claims (25)

1. 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료되었을 때의 치열궁을 나타낼 수 있는 치열곡선을 생성하고, 상기 치열곡선으로 상기 치아의 위치를 정렬하여 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 제어부; 및
   상기 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 화면을 통해 제공하는 입출력부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 치열곡선을 양약에 대응되는 U자형의 라인 형태로 생성하되, 상기 치아를 기준으로 하악좌측, 하악우측, 상악좌측 및 상악우측 치열궁 각각에 대응되는 곡선을 이용하여 상기 치열곡선을 생성하는 치아 교정 영상 제공 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 치열곡선을 안면에 평행항 방향에 대응하는 X축과 상기 안면에 수직한 방향에 대응되는 Z축 상에 위치시키는 치아 교정 영상 제공 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 치열곡선을 자연상수를 사용한 하기의 수학식으로 모델링하며,
   [수학식]
   z = a * e^b*x + c
   a는 상기 Z축으로의 스케일을 나타내는 변수이고, e는 자연상수를 나타내고, b는 상기 X축으로의 스케일을 나타내는 변수이고, c는 상기 치열곡선의 평행 이동을 나타내는 변수인 치아 교정 영상 제공 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 수학식을 사용하여 상기 하악좌측, 상기 하악우측, 상기 상악좌측 및 상기 상악우측 치열궁 각각에 대응되는 곡선을 생성하고,
   상기 곡선 중 공분산(covariance)값이 가장 작은 곡선을 선택하고, 선택된 곡선을 사용하여 상기 치열곡선을 생성하는 치아 교정 영상 제공 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 수학식을 사용하여 상기 하악좌측, 상기 하악우측, 상기 상악좌측 및 상기 상악우측 치열궁 각각에 대응되는 곡선을 생성하고,
   상기 곡선의 평균에 의해 계산된 평균곡선을 사용하여 상기 치열곡선을 생성하는 치아 교정 영상 제공 장치.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 치아의 하악에 대응되는 치열곡선에 소정 가중치를 적용하여 상기 X축 상에서 상악에 대응되는 치열곡선의 폭을 증가시켜 설정하는 치아 교정 영상 제공 장치.
7. 치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료되었을 때의 치열궁을 나타낼 수 있는 치열곡선을 생성하고, 상기 치열곡선으로 상기 치아의 위치를 정렬하여 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 제어부; 및
   상기 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 화면을 통해 제공하는 입출력부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 치열곡선을 양약에 대응되는 U자형의 라인 형태로 생성하고,
   상기 치열곡선을 안면에 평행한 방향에 대응하는 X축과 상기 안면에 수직한 방향에 대응되는 Z축 상에 위치시키고,
   상기 치열곡선을 곡선함수를 사용한 하기의 수학식으로 모델링하며,
   [수학식]
   z = a_nxⁿ + a_n-1x^n-1 +…+ a₁x¹ + a₀x⁰
   여기서, n은 자연수이고, a_n은 상기 치열곡선에서 기울기를 적용하기 위한 변수이고, xⁿ은 상기 치열곡선을 생성하기 위한 다항식 형태의 곡선함수인 치아 교정 영상 제공 장치.
8. 삭제
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 치아의 길이 방향을 기준으로 하는 Y축 상에서 서로 인접한 치아 각각에 설정된 포인트 사이의 벡터거리를 상기 Y축을 기준으로 분할된 적어도 두 개 이상의 영역 내에서 각각 계산하는 치아 교정 영상 제공 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    양악에서 우측에 있는 치아는 벡터거리의 z 성분이 양수(+)이고, 상기 벡터거리의 x 성분이 양수(+)이면 상기 벡터거리를 음수(-)로 결정하고, 벡터거리의 z 성분이 음수(-)이고, 상기 벡터거리의 x성분이 음수(-)이면, 상기 벡터거리를 양수(+)로 결정하고,
    상기 양악에서 좌측에 있는 치아는 벡터거리의 z 성분이 양수(+)이고, 상기 벡터거리의 x 성분이 음수(-)이면 상기 벡터거리를 음수(-)로 결정하고, 벡터거리의 z 성분이 음수(-)이고, 상기 벡터거리의 x성분이 양수(+)이면, 상기 벡터거리를 양수(+)로 결정하는 치아 교정 영상 제공 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 양악의 치아들 중에서 앞니에 해당하는 기준치아들 사이의 중점의 위치를 상기 Z축을 기준으로 정렬하되,
    상기 기준치아 중 우측에 위치한 기준치아의 표면 상에서 X축 성분이 가장 작은 점이 0과 동일하거나 큰 값을 갖거나, 상기 기준치아 중 좌측에 위치한 기준치아의 표면 상에서 X축 성분이 가장 큰 점이 0과 동일하거나 작은 값을 갖도록 기준치아를 이동시켜 위치를 결정하는 치아 교정 영상 제공 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 기준치아를 제외한 나머지 치아들에 대해 전면에 위치하고 이웃한 치아를 기준으로 음수의 값을 갖는 벡터거리가 0개가 될 때까지 이동시켜 위치를 결정하는 치아 교정 영상 제공 장치.
13. 치아 교정 영상 생성 장치에 의해 수행되는 치아 교정 영상 생성 방법에 있어서,
    치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료되었을 때의 치열궁을 나타낼 수 있는 치열곡선을 생성하는 단계;
    상기 치열곡선으로 상기 치아의 위치를 정렬하여 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 화면을 통해 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 치열곡선을 생성하는 단계는,
    상기 치열곡선을 양약에 대응되는 U자형의 라인 형태로 생성하되, 상기 치아를 기준으로 하악좌측, 하악우측, 상악좌측 및 상악우측 치열궁 각각에 대응되는 곡선을 사용하여 생성하는 단계를 포함하는 치아 교정 영상 제공 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 치열곡선을 생성하는 단계는,
    상기 치열곡선을 안면에 평행한 방향에 대응하는 X축과 상기 안면에 수직한 방향에 대응되는 Z축 상에 위치시키는 단계를 더 포함하는 치아 교정 영상 제공 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 곡선을 사용하여 생성하는 단계는,
    상기 치열곡선을 자연상수를 사용한 하기의 수학식으로 모델링하는 단계를 포함하고,
    [수학식]
    z = a * e^b*x + c
    a는 상기 Z축으로의 스케일을 나타내는 변수이고, e는 자연상수를 나타내고, b는 상기 X축으로의 스케일을 나타내는 변수이고, c는 상기 치열곡선의 평행 이동을 나타내는 변수인 치아 교정 영상 제공 방법.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 수학식으로 모델링하는 단계는,
    상기 수학식을 사용하여 상기 하악좌측, 상기 하악우측, 상기 상악좌측 및 상기 상악우측 치열궁 각각에 대응되는 곡선을 생성하는 단계; 및
    상기 곡선 중 공분산(covariance)값이 가장 작은 곡선을 선택하고, 선택된 곡선을 사용하여 상기 치열곡선을 생성하는 단계를 포함하는 치아 교정 영상 제공 방법.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 수학식으로 모델링하는 단계는,
    상기 수학식을 사용하여 상기 하악좌측, 상기 하악우측, 상기 상악좌측 및 상기 상악우측 치열궁 각각에 대응되는 곡선을 생성하는 단계; 및
    상기 곡선의 평균에 의해 계산된 평균곡선을 사용하여 상기 치열곡선을 생성하는 단계를 포함하는 치아 교정 영상 제공 방법.
18. 치아 교정 영상 생성 장치에 의해 수행되는 치아 교정 영상 생성 방법에 있어서,
    치아를 촬영한 영상으로부터 교정이 완료되었을 때의 치열궁을 나타낼 수 있는 치열곡선을 생성하는 단계;
    상기 치열곡선으로 상기 치아의 위치를 정렬하여 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 화면을 통해 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 치열곡선을 생성하는 단계는,
    상기 치열곡선을 양약에 대응되는 U자형의 라인 형태로 생성하되, 상기 치열곡선을 곡선함수를 사용한 하기의 수학식으로 모델링하는 단계 및
    상기 치열곡선을 안면에 평행한 방향에 대응하는 X축과 상기 안면에 수직한 방향에 대응되는 Z축 상에 위치시키는 단계를 포함하고,
    [수학식]
    z = a_nxⁿ + a_n-1x^n-1 +…+ a₁x¹ + a₀x⁰
    여기서, n은 자연수이고, a_n은 상기 치열곡선에서 기울기를 적용하기 위한 변수이고, xⁿ은 상기 치열곡선을 생성하기 위한 다항식 형태의 곡선함수인 치아 교정 영상 제공 방법.
19. 삭제
20. 제 14 항에 있어서,
    상기 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 단계는,
    상기 치아의 길이 방향을 기준으로 하는 Y축 상에서 서로 인접한 치아 각각에 설정된 포인트 사이의 벡터거리를 상기 Y축을 기준으로 분할된 적어도 두 개 이상의 영역 내에서 각각 계산하는 단계를 포함하는 치아 교정 영상 제공 방법.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개 이상의 분할된 영역 내에서 각각 계산하는 단계는,
    양악에서 우측에 있는 치아는 벡터거리의 z 성분이 양수(+)이고, 상기 벡터거리의 x 성분이 양수(+)이면 상기 벡터거리를 음수(-)로 결정하고, 벡터거리의 z 성분이 음수(-)이고, 상기 벡터거리의 x성분이 음수(-)이면, 상기 벡터거리를 양수(+)로 결정하고,
    상기 양악에서 좌측에 있는 치아는 벡터거리의 z 성분이 양수(+)이고, 상기 벡터거리의 x 성분이 음수(-)이면 상기 벡터거리를 음수(-)로 결정하고, 벡터거리의 z 성분이 음수(-)이고, 상기 벡터거리의 x성분이 양수(+)이면, 상기 벡터거리를 양수(+)로 결정하는 단계를 포함하는 치아 교정 영상 제공 방법.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 단계는,
    상기 양악의 치아들 중에서 앞니에 해당하는 기준치아들 사이의 중점의 위치를 상기 Z축을 기준으로 정렬하되, 상기 기준치아 중 우측에 위치한 기준치아의 표면 상에서 X축 성분이 가장 작은 점이 0과 동일하거나 큰 값을 갖거나, 상기 기준치아 중 좌측에 위치한 기준치아의 표면 상에서 X축 성분이 가장 큰 점이 0과 동일하거나 작은 값을 갖도록 기준치아를 이동시켜 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 치아 교정 영상 제공 방법.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 교정이 완료된 가상의 치아 영상을 생성하는 단계는,
    상기 기준치아를 제외한 나머지 치아들에 대해 전면에 위치하고 이웃한 치아를 기준으로 음수의 값을 갖는 벡터거리가 0개가 될 때까지 이동시켜 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 치아 교정 영상 제공 방법.
24. 제 13 항에 기재된 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
25. 치아 교정 영상 제공 장치에 의해 수행되며, 제 13 항에 기재된 방법을 수행하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.

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