频率的若干光源、不同频谱的若干光源、移动光源、以及不同强度的若干光源)采集图像序列并且基于图像序列估测牙齿的表面纹理的估测牙齿的表面纹理的方法；利用多路光条件采集图像序列包括利用不同光源以捕获序列中的每个图像的方法；包括将采集的图像序列与牙齿的牙模型比较的方法；比较采集的图像序列包括将采集的图像序列转换为序列中的各个图像的每像素的法向矢量信息的方法；和/或比较采集的图像序列包括自动计算的方法。例如，在任意上述实施例中，能够使用包括由一个以上照明位点组成的光源环的牙科设备采集图像序列。
[0042]光源环能够是能够影响目标上的不同光条件的任意形状或尺寸。例如，该环能够通常是圆形、椭圆形、直边形(straight sided)、连续或不连续的，作为且仅是一个实例的图1D示出环是直边形矩形形状的一个实施例。
[0043]在220，基于图像序列估测牙齿的表面纹理。在若干实施例中，图像序列能够是在多路光条件以相同视角对相同区域或表面进行的成像。表面纹理能够包括，例如，牙齿表面的深度的变化(例如，小的变化)。表面纹理还能够包括，例如，牙齿的表面坡度(例如，斜度)、表面朝向、和/或牙齿的朝向。
[0044]在一些实施例中，能够将采集的图像序列与牙齿的牙模型进行比较。例如，能够将在先构造的模型和/或修复与图像序列比较以确定模型和/或修复的准确性和真实性。在一些实施例中，能够自动地计算采集的图像序列和牙模型之间的3D对齐。例如，能够扫描牙模型(例如，3D牙模型)，并且能够将该扫描数据与采集的图像序列比较以观察纹理是否对齐。在一些实施例中，能够(例如，自动地)计算各个个体图像和3D模型之间的3D对齐。
[0045]在一些实例中，计算个体图像和3D模型之间的3D对齐能够包括在以下任一中:从牙科设备接收扫描的牙齿的图像序列，该序列包括若干个体图像，在不同的光条件下采集各个个体图像，将序列中的至少两个个体图像互相比较，并且基于所述比较估测牙齿的表面纹理；基于估测的牙齿的表面纹理估测邻近牙齿的表面纹理；将估测的牙齿的表面纹理转换为各个个体图像的各个像素的表面法向矢量；和/或基于该表面法向矢量对三维的牙模型添加细节。
[0046]在若干实施例中，能够将采集的图像序列(例如，图像数据)转换为序列中的各个图像的每像素的法向矢量信息，并且能够将该法向矢量信息与牙模型比较。该法向矢量能够包括在特定点垂直于表面的矢量。例如，能够独立地识别和分析每个图像的每个像素。能够利用计算模型(例如，算法)来将图像数据转换为各个图像的每像素的法向矢量信息。在一些实例中，能够利用最小二乘法。例如，能够通过反转以下线性方程来进行转换:
[0047]I = nXL
[0048]其中，I是m个观察的强度的(已知)矢量，η是(未知的)表面法向(例如，法向矢量信息)，并且L是在朗伯反射假定条件下(已知的)标准化的光方向的3Xm矩阵。在一些实施例中，(例如，经由用户界面)估测并且显示表面纹理，并且不将估测的表面纹理与牙模型比较。
[0049]在一些实施例中，能够基于估测的表面纹理向牙模型(例如，修复)添加牙齿细节。例如，也能够利用每像素矢量信息向牙模型添加牙齿细节。在若干实施例中，估测的牙齿的表面纹理能够转换为每个个体采集的图像的各个像素的表面法向矢量。能够基于表面法向矢量对3D模型添加细节。例如，表面法向矢量能够仅对深度测量提供增加的表面纹理。在一些实施例中，能够使用例如估测、法向矢量、以及每像素矢量信息来确定应当在牙齿具体纹理上的哪里添加细节。
[0050]在一些实例中，基于估测的表面纹理向牙模型添加牙齿细节能够包括在以下任一中:包括使用口内成像设备利用多路光条件(例如，具有不同数量的光源，诸如光源的不同组合、来自不同方向和/或位置的若干光源、不同频率的若干光源、不同频谱的若干光源、移动光源、以及不同强度的若干光源)采集图像序列并且基于图像序列估测牙齿的表面纹理的估测牙齿的表面纹理方法；利用多路光条件采集图像序列包括利用不同光源以捕获序列中的各个图像的方法；包括将采集的图像序列与牙齿的牙模型比较的方法；比较采集的图像序列包括将采集的图像序列转换为序列中的各个图像的每像素的法向矢量信息的方法；和/或比较采集的图像序列包括自动计算的方法。例如，在任一上述实施例中，能够基于估测的表面纹理向牙模型添加牙齿细节。
[0051]例如，能够通过示出在变化光条件下捕获的视频和/或图像序列的其它例证来显示牙齿的表面纹理，而不将其与3D模型对齐。也能够通过将图像序列与3D模型对齐、并且将图像作为3D模型上的覆盖物来显示表面纹理，而不计算那些图像的法向矢量。
[0052]在若干实施例中，能够基于估测的牙齿的表面纹理来估测邻近牙齿的表面纹理。邻近牙齿能够包括良好的(complimentary)牙齿纹理，并且例如，可以基于已知的纹理来估测与具有已知纹理的不同牙齿邻近的牙齿的纹理。在一些实施例中，捕获邻近牙齿的表面纹理能够用于受损牙齿的贴片修复的生成期间。例如，修复能够设计成使得并排的两颗牙齿的外观是美观的。
[0053]图3示出根据本发明的若干实施例的估测牙齿的表面纹理的系统。如图3所示的系统能够包括具有连结到其上的若干组件的计算设备380。计算设备380能够包括处理器381和存储器382。存储器382能够包括各种类型的信息，该各种类型的信息包括如本文讨论的数据383和可执行的指令384。在若干实施例中，存储器能够分为例如主板和图形处理单元(GPU) ο
[0054]在本发明的一些实例中，估测牙齿的表面纹理的系统能够包括若干处理单元，并且在一些实施例中，估测牙齿的表面纹理的系统能够包括不同种类的若干处理单元。例如，系统能够包括在芯片上和/或设备(例如，设备106)内部的现场可编程门阵列(FPGA)和/或数字信号处理器(DSP)。
[0055]例如，在若干实施例中，系统能够包括GPU以执行一部分数据处理和/或执行图像计算。系统也能够包括例如计算设备380上的若干处理器。
[0056]在一些实施例中，存储器382和/或处理器381可以位于计算设备380上或者与该设备分离。如此，如本实施例的图3所示，系统能够包括网络接口 385。这样的接口能够允许在另一联网的计算设备上进行处理，或者这样的装置能够用于获得在本文提供的各种实施例中使用的关于患者或可执行的指令的信息。
[0057]在若干实施例中，能够在专用的计算单元(未图示)中的牙科设备(例如，设备206,306)内部处理捕获的图像，并且能够将在变化光条件下采集的信息(例如，产生的表面法向矢量信息)从牙科设备直接传输到计算设备(例如，计算设备280、380)。
[0058]如图3的实施例所示，系统能够包括一个以上的输入和/或输出接口 386。这样的接口能够用于使计算设备380与一个以上的输入或输出设备连接。
[0059]例如，在图3示出的实施例中，系统包括与牙科设备和/或扫描仪306 (例如，包括如本文所述的3D扫描仪和2D成像器中的一个以上的口内扫描仪)、相机底座388、输入装置389(例如，键盘、鼠标等)、显示设备390(例如，监视器)以及打印机391的连通性。输入/输出接口 386能够接收能够储存在数据存储设备(例如，存储器382)中的数据，能够表现数据中尤其是对应于患者齿列的3D和/或2D数据。虽然扫描仪306图示为与计算设备380分离的组件，但是在一些实施例中，相对于计算设备480，扫描仪(例如，口内扫描仪)能够包括本文描述的组件和/或功能。
[0060]在一些实施例中，扫描仪306是能够构造成扫描患者上颚的物理模型和患者下颚的物理模型。在一个以上的实施例中，扫描仪308能够构造为直接(例如，口内地)扫描患者的上颚和/或下颚。
[0061]相机底座388能够接收来自于诸如与扫描仪306上的任意2D成像设备分离的数码相机或者打印照片扫描仪