طراحی و ساخت دستگاه تشخیص رنگ دندان با استفاده از الگوریتم های طبقه بندی

در سال های اخیر، اهمیت تشخیص دقیق رنگ دندان در دندان پزشکی زیبایی و ترمیمی به طور چشمگیری افزایش یافته است. روش های سنتی مبتنی بر مشاهده چشمی با محدودیت هایی همچون وابستگی به شرایط نوری، خطای انسانی و تکرارپذیری پایین همراه هستند. هرچند دستگاه های دیجیتال وارداتی توانسته اند بخشی از این مشکلات را برطرف نمایند، اما هزینه بالا و عدم دسترس پذیری گسترده، کاربرد آن ها را در بسیاری از کلینیک ها محدود ساخته است. این پژوهش با هدف طراحی و ساخت یک دستگاه دیجیتال بومی برای تشخیص رنگ دندان انجام شده است. در ساختار پیشنهادی، از حسگر رنگ TCS۳۴۷۲۵ (ماژول GY-۳۳) به همراه پردازنده آردوینو UNO استفاده گردید و داده های RGB شیدهای مختلف سری A از کیت استاندارد VITA جمع آوری شد. سپس داده های به دست آمده با بهره گیری از الگوریتم های پردازش تصویر و یادگیری ماشین، شامل KNN و سایر روش های طبقه بندی، تحلیل و طبقه بندی شدند. نتایج حاصل نشان داد که دستگاه طراحی شده قادر است رنگ دندان را با دقتی بیش از ۹۰ درصد تشخیص دهد. تحلیل ماتریس های درهم ریختگی و نمودارهای برچسب های واقعی و پیش بینی شده بیانگر آن بود که الگوریتم های یادگیری ماشین توانستند خطاهای ناشی از نزدیکی طیفی بین برخی شیدها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. همچنین هزینه تمام شده دستگاه پیشنهادی در مقایسه با نمونه های خارجی کمتر از ۱۰ درصد برآورد گردید. این دستاورد نشان می دهد که دستگاه طراحی شده می تواند علاوه بر کاهش خطای انسانی و افزایش سرعت فرآیند انتخاب رنگ، راهکاری مقرون به صرفه و کارآمد برای کلینیک ها، لابراتوارهای دندانسازی و مراکز آموزشی محسوب گردد.

کلیدواژه ها:

تشخیص رنگ دندان ، حسگر رنگ TCS۳۴۷۲۵ ، آردوینو UNO ، یادگیری ماشین ، پردازش تصویر