In this paper, we propose the fast and accurate registration method of partially scanned dental surfaces in a 3D dental laser scanning. To overcome the multiple point correspondence problems of conventional surface registration methods, we propose the novel depth map-based registration method to register 3D surface models. First, we convert a partially scanned 3D dental surface into a 2D image by generating the 2D depth map image of the surface model by applying a 3D rigid transformation into this model. Then, the image-based registration method using 2D depth map images accurately estimates the initial transformation between two consequently acquired surface models. To further increase the computational efficiency, we decompose the 3D rigid transformation into out-of-plane (i.e. x-, y-rotation, and z-translation) and in-plane (i.e. x-, y-translation, and z-rotation) transformations. For the in-plane transformation, we accelerate the transformation process by transforming the 2D depth map image instead of transforming the 3D surface model. For the more accurate registration of 3D surface models, we enhance iterative closest point (ICP) method for the subsequent fine registration. Our initial depth map-based registration well aligns each surface model. Therefore, our subsequent ICP method can accurately register two surface models since it is highly probable that the closest point pairs are the exact corresponding point pairs. The experimental results demonstrated that our method accurately registered partially scanned dental surfaces. Regarding the computational performance, our method delivered about 1.5 times faster registration than the conventional method. Our method can be successfully applied to the accurate reconstruction of 3D dental objects for orthodontic and prosthodontic treatment.
KSP 제안 키워드
2D image, 3D surface model, Accurate registration, Computational Efficiency, Conventional methods, Corresponding point, Depth Map, Fast and accurate, Fine registration, Image-based, In-plane
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<출처표시방법 안내> 작성자, 저작물명, 출처, 권호, 출판년도, 이용조건 [예시1] 김진미 외, "매니코어 기반 고성능 컴퓨팅을 지원하는 경량커널 동향", 전자통신동향분석, 32권 4호, 2017, 공공누리 제4유형 [예시2] 심진보 외, "제4차 산업 혁명과 ICT - 제4차 산업 혁명 선도를 위한 IDX 추진 전략", ETRI Insight, 2017, 공공누리 제 4유형
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