JPH02101582A - カラー画像の色評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ＩＴＶカラーカメラとカラーＣＲＴとを用い
たカラー画像の色評価装置に関する。

従来の技術 近年、カラー画像入力手段としてＩＴＶカラーカメラ、
特に安価・小型のＣＯＤカラーカメラを用い、カラー画
像表示手段にカラーＣＲＴを用い、色評価を行うべき被
写体をカラーＣＲＴの画面上に映し出し、予め装置内部
のハードディスク等のメモリに記憶させである色評価用
基準色と被写体とをカラーＣＲＴの同一画面上で比較す
ることにより、被写体の色を評価する装置がある。この
ようなカラー画像の色評価装置は、歯科医療における歯
牙の色、化粧品の色、塗料の色を判定するような分野で
用いられ得る。

ここに、説明に具体性を持たせるため、以後、歯科医療
において人工歯を作製するために、患者の口腔内におけ
る歯牙を撮影入ツノしてその色を判定する場合を例にと
り、説明する。

一般に、歯科における審美性とは自然そのものの美しさ
であり、人工歯（或いは補綴物）を前歯部に装着させた
場合に、あくまでも自然に見えることが重要である。し
かるに１通常は技工士が作製した人工歯の色調が患者の
口腔内で他の歯牙と全く見分けがつかない程に調和する
ことは極めて稀である。口腔内において特に人工歯の色
が他の歯牙と調和しなかった時、技工士側からは歯科医
による人工歯作製の色見本となるシェードガイドの選択
がよくないという判断がなされ、歯科医側からは技工士
による人工歯のシェードガイドとの色合わせがよくない
という判断がなされる如く、両者間での責任転嫁といっ
た問題を生ずる。

ここに、現在、人工歯には１．焼付ポーセレン冠、２．
全部陶材冠、３．光重合型の高分子材料を用いたものな
どがあり、歯の一部に補綴する材料も種々ある。

何れにしても、人工歯を作製したり天然歯の一部を補綴
する場合には、その色を決定しなければならないが、通
常は、治療する歯の隣在歯（天然歯であることが多い）
の色を参考としている。

例えば、人工田作製時における人工歯と患者口腔内の隣
在歯との色合わせは、シェードガイドと称される色見本
を隣在歯と照合させることにより行なうようにしている
。ここに、各社から発売されているシェードガイドは独
自の色種な持っており、各々にＡｌ、Ａ２．Ｃ１，Ｃ２
，・・・の如くシェードガイド番号が記されている。こ
のようなシェードガイドは各メーカ間で規格化されてい
るものではないが、一般には、個々のシェードガイドは
天然歯に近い拐料で歯牙形状に構成されている。

そして、そのシェードガイドの色を再現するためのパウ
ダーの種類、その配合量、配合量は個々に予め決められ
ている。従って、シェードガイドにより人工歯の色を選
択すれば目的とする色に近い人工歯を作製できるシステ
ムとされている。

現在、シェードガイドによる人工歯或いは補綴物の色の
選択は、診察室において歯科医により行なわれることが
多く、その視覚情報は例えば第４図に示すような指示書
１により技工士に対して伝達される。この指示書１は、
図示の如く、比較的細部に渡って表現されているもので
はあるが、基本色だけがシェードガイドにより例えばＡ
２の如く選択され、各部分はｒＷｈｉｔｅ」ｒＢｒｏｗ
ｎＪといった正確さに欠ける表現が多いため、歯科医の
隣在歯に対する視覚情報が技工士に伝わらないこともあ
る。このようなことから、人工歯を作製するにあたり、
技工士が診察室で直接患者の口腔内を観察し、人工歯の
色合わせを行なうこともある。

このため、診察室における患者の口腔内状態が技工室に
おいても再現され、更に歯牙の視覚情報が数値にて表現
されることが望まれる。

このような観点から、歯科治療において、患者の口腔内
の様子を拡大カラー表示する技術は重要であり、現実に
製品化されている装置もある。これは、前述したように
、超小型ＣＯＤカラーカメラ、カラーテレビ、ビデオ等
をシステム化してなるものであるが、この装置は単に口
腔内を拡大カラー表示するに過ぎず、人工歯作製に供す
るための機能はない。

また、天然歯の色を数値化する装置が市販されているも
のの、臨床に使用されている例は極めて少ない。

ここで、天然歯の色調を第５図を参照して考えてみる。

天然歯２に入射した入射光Ａの一部はエナメル質３表面
で反射され（鏡面反射光Ｂや拡散反射光Ｃ）、光沢や凹
凸を感じさせるが、殆どの入射光Ａはこのエナメル質３
を透過して歯牙内部に入射する。エナメル質３に入射し
た光は、拡散とハイドロキシアパタイトの微細な結晶に
よる選択的な散乱をして通過するため、オパール効果を
伴い、反射光は青み若しくはグレーがかった白色で高度
な半透明感がある。エナメル質３は厚い程その固有色を
強調するため、殆どがエナメル質３にて構成される切端
部分はエナメル質固有の色を示す。特に、切端部分の先
端は形態的に厚みがないため、完全な透明に近い場合も
ある。一方、工ナメル質３を通過して象牙質４やエナメ
ル象牙境に達した光は、その部分で拡散されながら、そ
の固有のスペクトルである黄橙色や褐色を唇側面に反射
する。エナメル質３の厚い中央部ではエナメル質固有の
色とエナメル象牙境や象牙質４の色が混色された形で見
えるが、歯頚部（歯肉５に近い部分）に近づくに従いエ
ナメル質固有の色の影響が少なくなり、エナメル象牙境
や象牙質４部分の色調が強く反映される。第５図中、Ｄ
は拡散透過光、Ｅは直接的な透過光（鏡面透過光）、Ｆ
は象牙質４で減光された鏡面透過光、Ｇは非常に減光さ
れた鏡面透過光を各々示す。また、歯頚部近くでは歯肉
５の色の影響により赤みも加わる。そして、舌側面から
透過する光は唇側面に反射する光量を減少し、天然歯２
の暗さを表わす。この他、切端部における象牙質４の指
状の構造は反射率が高いために透明性の高いエナメル質
３中にあってくっきりと浮き上がって見え、エナメル質
３中の低石灰部分やカリエスなどで脱灰された部分は光
を拡散して白い帯や斑点として見える。また、天然歯２
は強い蛍光性を有しており、紫外線が当たると、白色に
近い黄や青の美しい蛍光を発する。

即ち、天然歯は可視光に対し半透明であり、歯牙内部ま
で浸透した光がエナメル質内のアパタイト結晶により多
重散乱を繰返すため、天然歯の色は、照明条件、観察方
向とともに大きく変化するものである。これに対し、既
存の歯色測定装置はこのような多重散乱による歯色の変
化を、ある限られた条件においてのみ測定しているに過
ぎず、人工歯を作製するに必要な天然歯の特性値として
は充分ではない。よって、既存の歯色測定装置が臨床に
て使用されることは極めて少ないものとなっている。

このように天然歯（隣在歯）の色を正確に表現すること
は極めて困難である。しかし、人工歯の色が患者の口腔
内で他の歯牙と調和しないことが多いのは、現在の歯科
補綴が、人工歯の色を決定する歯科医側と人工面を作製
する技工士側との分業システムによるものであり、その
間の指示書１による情報伝達が正確でないことも大きな
要因の一つである。

このようなことから、前述したように、超小型ＣＯＤカ
ラーカメラとカラーＣＲＴとを組合せるが、そのシステ
ム構成において、カラーカメラで患者の口腔内を撮影し
てその歯牙のカラー画像をカラーＣＲＴ画面上に映し出
すとともに、カラーカメラで撮影しておいたシェードガ
イドのカラー画像をもこのカラーＣＲＴの同一画面上に
映し出し、二のシェードガイドの色を順に変えて患者の
歯牙のカラー画像と対比することにより歯牙の色を判定
（シェードガイドの特定）するようにしたものが提案さ
れている。

発明が解決しようとする課題 ところが、カラー表示手段として一般に用いられるカラ
ーＣＲＴを考えると、蛍光体のばらつき等により、色再
現性が各カラーＣＲＴで異なる。

また、同一のカラーＣＲＴにおいてもその画面上の位置
によって色再現性が異なる。

ちなみに、第６図は同じ画像をカラーＣＲＴの画面上で
その表示位置を移動させた時のＣＲＴ表示色を測色計に
より測定した結果を示すｘ−Ｙ座標図であり、表示位置
による色再現性のばらつきが大きいことが判る。

よって、患者の歯牙の再現カラー画像とシェードガイド
に関するカラー画像とを、カラーＣＲＴの同一画面上で
並列的に同時に表示させて対比させるものでは、上記の
ような表示位置による色再現性のばらつきの影響を受け
、シェードガイドの選択に誤りを生ずることがある。

課題を解決するための手段 カラー画像入力手段と、カラー画像表示手段と、カラー
画像記憶手段と、制御手段と、制御操作手段とを備えた
カラー画像の色評価装置において、前記カラー画像表示
手段の画面上での表示領域を限定する表示領域限定手段
を設ける。

作用 表示領域限定手段によりカラー画像表示手段の画面上で
の表示領域を限定することにより、対比すべきカラー画
像部分を同じ表示領域にて交互に表示して対比できる。

つまり、同じ色再現性を示す個所での表示対比であり、
適切なる色判定が可能となる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。本実施例は、歯科医療における人工歯作製用歯色
判定装置に適用したものであり、まず、第２図に本実施
例を実施するための概略構成を示す。本装置は、カラー
画像入力手段としてのカラーカメラ（具体的には、ＣＯ
Ｄカラーカメラ）１１と、カラー画像表示手段としての
カラーＣＲＴ１２と、カラー画像記憶手段としてのフロ
ッピーディスク１３又はハードディスクメモリ１４　（
第３図参照）、制御手段としてのコントローラ１５と、
制御操作手段としてのマウス１６又はキーボード１７（
第３図参照）とを備えてなり、更に、前記カラーカメラ
１１による撮影時に患者の口腔内等を照明する光源１８
が設けられている。

この光源１８は例えば超高演色性蛍光灯（ＦＬ−ＥＤＬ
）であり、カラーカメラ１１・患者口腔内間に遮蔽空間
を形成するフード１９内に内在されている。

このような装置の基本的な機能は、一定の照明条件下で
同一のカラーカメラ１１で入力したシェードガイドのカ
ラー画像と患者口腔内の天然歯のカラー画像を、カラー
〇ＲＴ１２の同一画面上で表示比較することにより、作
製すべき人工歯の色を決定することである。ここに、シ
ェードガイドのカラー画像及び各点のＲ，Ｇ、Ｂ信号は
装置内部のハードディスクメモリ１４に記憶させ、患者
口腔内の隣在歯のカラー画像の色情報及び決定後のシェ
ードガイド番号等はフロッピーディスク１３の如き可搬
性記憶媒体に格納させる。この可搬性記憶媒体が従来の
指示書に代わって歯科医から技工士に対する情報伝達媒
体となるものである。

このような構成において、本実施例による色評価方法を
第１図を参照して説明する。

■　まず、診察室において患者の口腔内、特に治療する
歯の隣在歯を一定なる照明条件下に照明しながらく超高
演色性蛍光灯１８内在のフード１９による遮蔽空間で確
保される）、カラーカメラ１１で撮影し、コントローラ
１５を介して第１図（ａ）に示す如くカラーＣＲＴ１２
の画面上に表示させる。図中、カラーＣＲＴ１２には複
数の歯が表示されているが、この内、例えば２０で示す
歯が注目すべき隣在歯である。

ここに、口腔内の撮影に際しては、歯牙表面の水分はガ
ーゼ等により除去し、更に、光源１８による照明光に対
する歯牙とカラーカメラ１１との角度を調整し、歯牙か
らの直接反射光を極力少なくさせる。特に、光源１８側
とカラーカメラ１１側とに偏光フィルタを用いるように
すれば、歯牙からの直接反射光を低減させた状態で撮影
できる。

これは、人工歯作製において隣在歯２０を参照するが、
この時に色とともに重要となる点として、歯牙の表面構
造及び半透明感があるからである。

ここに、歯牙の表面構造とは天然歯に見られる白い帯状
部、エナメル質の割れ目（エナメル葉）の中に有機質が
はさまったエナメルチエツクラインなどであり、増齢的
に変化するものである。ここに、通常の照明光で天然歯
をカラーカメラ１１で撮影しカラー〇ＲＴ１２で表示さ
せた場合、その色の再現性はある程度保たれるが、その
直接反射光のため、歯牙表面の微細構造は再現しにくい
ものである。この点、光源１８とカラーカメラ１１側に
偏光フィルタを介在させた時の天然歯の画像は、その照
明の影響、特に直接反射光の影響をあまり受けないもの
となり、歯牙表面の微細構造も再現できることになる。

■　次に、治療する歯に対する隣在歯２０を第１図（ｂ
）に示すようにカラー〇ＲＴ１２上で拡大表示させると
ともに、画面上の適当なる位置、本実施例では画面中央
位置に移動させて表示させる。

このような隣在歯２０の色が人工歯作製のための色見本
となる。なお、前述の如く歯牙からの直接反射光を避け
て画像人力するようにしているが、必要に応じて画像処
理によって直接反射光成分を除去するようにしてもよい
。更には、歯牙の輪郭強調などの画像処理を施すように
してもよい。

■　つづいて、第１図（ｃ）に示すように、カラーＣＲ
Ｔｌ　Ｚ上に拡大表示されている隣在歯２０を破線の如
く領域分割する。これは、隣在歯（天然歯）が前述した
如く全て均一な色で構成されているわけではないので、
複数の領域に分割して、各々の領域毎にシェードガイド
の色に置換えるためである。即ち、隣在歯の色を参考に
人工歯の色を決定するわけであるが、天然歯（隣在歯）
の色は歯肉に近い歯頚部や中央部や切端部ではそれらの
色が微妙に異なるものであり、従来の如く、隣在歯の基
本色だけを歯牙の色見本であるシェードガイドより選択
（例えばＢ２）する方法では、人工歯作製に必要な色情
報が正確に得られない。そこで、人工歯作製時の色見本
となる隣在歯２０を領域分割し、各領域毎にシェードガ
イドに置換えるものである。このような隣在歯２ｏの領
域分割の方法、分割領域数は任意であるが、例えば第１
図（ｃ）に■〜■で示す如く９分割程度は最低限必要と
思われる。このような領域分割を含む表示領域の限定制
御は、第３図に示すようにキーボード１７等の操作に基
づくコントローラ１５制御によるアドレス指定部２１に
より行われる。このアドレス指定部２１が表示領域限定
手段となるもので、カラーＣＲＴ１２の画面上での表示
位置に対応するアドレス信号により、カラーＣＲＴ１２
の画面に表示する画像データの表示位置をフレームメモ
リ２２を介して制御することになる。

■　次に、カラーＣＲＴ１２の画面丘において、領域分
割された各ブロック毎にハードディスクメモリ１４から
のシェードガイドのカラー画像を順次表示させる。ここ
に、各シェードガイドのカラー画像情報は、予めカラー
カメラ１１により患者口腔内の照明条件と同一の照明条
件（光源１８内在のフード１９により確保される）の下
に撮影されて、各々のシェードガイド番号（Ａ］、、Ｂ
１等）とともに、ハードディスクメモリ１４に格納され
ているものである。

例えば、第１図（ｄ）にあっては、隣在歯２ｏの表示画
像中、ブロック■について隣在歯自体の画像に代えて番
号Ａ１のシェードガイドのカラー画像を表示している状
態を示す。この番号Ａ１のシェードガイドの色が該当し
なければ、第１図（ｃ）に示したようにブロック■につ
いては隣在歯自体のカラー画像に戻した後、次に、この
ブロック■に例えば番号Ａ２のシェードガイドのカラー
画像を表示させこのシェードガイドが該当するかを判断
する。このように、ブロック■について、隣在歯画像表
示→最初のシェードガイドのカラー画像表示→隣在歯画
像表示→次のシェードガイドのカラー画像表示−隣在歯
画像表示−３番目のシェードガイドのカラー画像表示と
いった交互表示を繰返し、一致する色のシェードガイド
画像が出現するまで行い、一致したシェードガイドを選
択する。

画面表示における表示内容の交換、位置移動等はキーボ
ード１７からの操作支持により行われ、表示制御はコン
トローラ１５を介してアドレス指定部２１により行われ
る。ここに、隣在歯画像とシェードガイド画像とは同時
には表示されないが、シェードガイド画像表示時には同
一表示領域に表示されていた隣在歯画像が残像記憶色と
して残っているので、両者が同一の色であるかの判定に
は支障がない。そして、例えばブロック■について番号
Ａ１なるシェードガイドが選択されたら、今度は第１図
（ｅ）に示すように次のブロック■について、同様に隣
在歯画像の表示とシェードガイドの画像の表示とを交互
に繰返し、このブロック■についてのシェードガイドを
判定する。例えば、図示の如く、番号Ｂ１なるシェード
ガイドに決定される。以下、他のブロック■〜■につい
ても同様にシェードガイドの決定を行う。これにより、
第１図（ｆ）に示すように隣在歯２０の全てのブロック
■〜■がシェードガイド情報に置き換えられる。このよ
うなシェードガイド情報をフロッピーディスク１３に記
憶させる。

二のような色決定に際して、本実施例で特徴とするのは
、色決定すべき隣在歯２０の各ブロックの同一表示領域
に、シェードガイドの画像をも交互に表示させて比較対
比することである。これにより、カラー〇ＲＴ１２の画
面において表示領域によって色再現性がばらつくという
影響を受けない色決定ができる。

即ち、前述したように、カラーＣＲＴ１２は蛍光体のば
らつき等により、色再現性が各カラーＣＲＴで異なった
り、同一のカラーＣＲＴにおいてもその画面上の表示位
置によって色再現性が異なる。よって、比較しようとす
る患者の歯牙（隣在歯２０）の再現カラー画像とシェー
ドガイドに関するカラー画像とを、カラーＣＲＴ１２の
同一画面上で並列的に同時に表示させて対比させると、
各々の表示位置による色再現性のばらつきの影響を受け
、シェードガイドの選択に誤りを生ずることがある。こ
れは、画面上において対比画像の表示位置が離れる程、
また、その対比画像の表示面積が大きい程、カラーＣＲ
Ｔ１２の画面上での表示位置による色再現性のばらつき
は大きい。

この点、本実施例によれば、比較対比すべき２つの画像
がカラー〇ＲＴ１２の画面上の同一表示領域（各ブロッ
ク■〜■位置）で表示（交互に表示）されるので、両者
の色再現性は同じであり、適切なるシェードガイド選択
ができる。これは、隣在歯全体での対比でなく、例えば
９分割により細分化された各領域毎の対比であることも
、色再現性が画面上で異なることによる影響を少なくし
ている。

ところで、一般に被写体をカラーカメラにより撮影入力
してカラーＣＲＴ画面上に映し出す場合、カラーＣＲＴ
画面上に得られる色覚情報はカラーカメラとカラーＣＲ
Ｔとの特性差により各々異なる色表示となり、実際の色
とも異なったものとなる。しかるに、本実施例のように
同じ照明条件で同じカラーカメラ１１で撮影入力した隣
在歯カラー画像とシェードガイドカラー画像とを、同じ
カラー〇ＲＴｌ　２の画面上の同一領域上で比較する方
式によれば、これらが何れも実際の色と異なって表示さ
れたとしても、同一条件下での色比較であり、相対的に
同一の色が選択されれば実際色もこれに対応することに
なり、人工虜作製上に極めて有効なる色情報となる。

第１図（ｆ）のように、隣在歯２０の全てのブロック■
〜■についてシェードガイド色が特定され、フロッピー
ディスク１３に隣在歯画像情報と選択されたシェードガ
イド番号情報とを記憶させた後は、二のフロッピーディ
スク１３を技工所において再生することにより、この第
１図（ｆ）と同じ画像がカラーＣＲＴ１２の画面上に表
示される。技工士はこの画面表示の情報（隣在画形状及
びシェードガイド番号）を参考にして人工歯を作製する
ことになるが、これらの情報に基づけば、極めて実際の
隣在歯に近い人工歯が作製される。

発明の効果 本発明は、上述したように表示領域限定手段によりカラ
ー画像表示手段の画面上での表示領域を限定するように
したので、対比すべきカラー画像を限られた同じ表示領
域にて交互に表示させて対比でき、よって、カラー画像
表示手段の画面上において表示領域によって色再現性の
ばらつきがあっても、同じ色再現性を示す個所での表示
対比であり、適切なる色判定が可能となり、歯科医療に
おける人工歯作製等に有効に利用することができる。

カラーＣＲＴ画面上の表示位置の違いによる色再現性の
ばらつきを示すＸ−Ｙ色度座標図である。

１１・・・カラー画像入力手段、１２・・・カラー画像
表示手段、１３．１４・・・カラー画像記憶手段、１５
・・・制御手段、１６．１７・・・制御操作手段、２１
・・・表示領域限定手段 出　願　人　　　株式会社　　　リ　コ　−

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は工程順に表示状態を示す概略斜視図、第２図は
概略斜視図、第３図はブロック図、第４図は従来例を示
す指示書の平面図、第５図は天然歯の色調を説明するた
めの説明図、第６図はＪ、３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カラー画像入力手段と、カラー画像表示手段と、カラー
   画像記憶手段と、制御手段と、制御操作手段とを備えた
   カラー画像の色評価装置において、前記カラー画像表示
   手段の画面上での表示領域を限定する表示領域限定手段
   を設けたことを特徴とするカラー画像の色評価装置。