KR101381061B1 - A method for extracting the structure of teeth automatically from computed tomography image - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교정치료에 사용되는 피검자의 CT영상에서 이미지 프로세싱을 통하여 피검자의 치열구조를 자동적으로 추출하여 획득한 치아정보와 피검자의 실제 치아와의 매칭률을 높임으로써 정밀한 교정치료를 돕는 동시에 교정치료에 있어 치아 이동과 치아의 변화량을 정량적으로 해석 가능한 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법을 제공한다.The present invention helps precise orthodontic treatment by increasing the matching rate between the tooth information obtained by automatically extracting the dental structure of the subject through the image processing from the CT image of the subject used in the orthodontic treatment and the actual tooth of the subject, orthodontic treatment In this paper, we provide an automatic extraction method of dental structures from CT images that can quantitatively analyze tooth movement and tooth changes.

Description

CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법{A method for extracting the structure of teeth automatically from computed tomography image}A method for extracting the structure of teeth automatically from computed tomography image}

본 발명은 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CT영상을 영상처리하여 치료계획시스템에서 중요한 파라미터인 피검자의 치열구조를 추출하는 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for automatically extracting dental structures from CT images. It is about.

현재, 치아교정 진단 및 치료 시스템은 부구강 내 모형을 제작하여 치아들의 형태, 크기, 총생(crowding)의 정도, 상하악 치열 간의 교합 관계 등을 파악하여 시술하고 있다.Currently, the orthodontic diagnosis and treatment system has been produced by intra-oral model to determine the shape, size, degree of crowning, occlusal relationship between the upper and lower teeth.

즉, 환자의 정보로부터 이상적인 교합을 예측하고 시술하는데 누적된 경험에 의존하므로 시술자에 따라 다양한 방식으로 이루어지고, 시술의 경험을 체계적인 방식으로 정량화할 방법이 없는 실정이다.That is, since it depends on the accumulated experience in predicting and performing the ideal occlusion from the patient's information, there is no way to quantify the experience in a systematic manner depending on the operator.

보다 구체적으로 여러 모양의 브라켓과 다양한 재질, 굵기의 호선(archwire), 그리고 다양한 미니 임플란트(mini implant) 등에 의한 교정력(orthodontic force)을 이용해서 교정치료가 이루어지나, 현재의 진단과 치료계획(orthodontic treatment plannig) 프로토콜에는 정량적인 교정력을 측정할 수 있는 방법이 없었다.More specifically, orthodontic force is performed by using various types of brackets, various materials, archwires of various thicknesses, and various mini implants, orthodontic force, but the current diagnosis and treatment plan (orthodontic) There was no way to measure quantitative correction in the treatment plannig protocol.

다만, 과도한 교정력에 일차적으로 전치부를 일정한 호선 상에 정렬시킨 후 정상교합으로 모으는 방식이 있으나, 이는 모든 치아의 이동이 최적의 경로를 따라 움직인다고 볼 수 없다.However, there is a method of firstly aligning the anterior teeth on a certain line with excessive orthodontic force and then gathering them into normal occlusion, but this does not mean that all teeth move along the optimal path.

따라서, 정상교합에 도달하기까지 불필요한 치아의 운동이 발생하며, 이것은 치료기간이 길어지는 원인이 되고 동시에 치근흡수 같은 부작용이 생길 가능성도 높아지게 되는 문제점이 있었다.Therefore, unnecessary tooth movement occurs until reaching the normal occlusion, which causes a long treatment period and at the same time increases the possibility of side effects such as root resorption.

또한, 치료와 교정이 오랜 시간에 걸쳐 이루어지므로 임상진과 환자 모두에게 많은 인내와 고통이 요구되는 문제점이 있었다.
In addition, since the treatment and correction is made over a long time there was a problem that requires a lot of patience and pain for both the clinician and the patient.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 교정치료에 사용되는 피검자의 CT영상에서 이미지 프로세싱을 통하여 피검자의 치열구조를 자동적으로 추출하는 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide an automatic extraction method of the dental structure from the CT image to automatically extract the dental structure of the subject through image processing in the CT image of the subject used in the orthodontic treatment.

또한, 본 발명의 목적은 영상처리장치에서 수행되는 인필 처리, 비등방성 확산 필터 처리, 이진화 처리, 침식 처리, 자동화 선택 처리, 팽창 처리, 마스킹 처리 및 형태학적 필터링 처리를 통하여 획득한 치아정보와 피검자의 실제 치아와의 매칭률을 높임으로써 정밀한 교정치료를 돕는 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법을 제공하는 것이다.
It is also an object of the present invention to obtain dental information and subjects obtained through infill processing, anisotropic diffusion filter processing, binarization processing, erosion processing, automated selection processing, expansion processing, masking processing and morphological filtering performed in an image processing apparatus. It is to provide an automatic extraction method of dental structure from CT images to help precise orthodontic treatment by increasing the matching rate with actual teeth.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법은 (a) CT촬영장치를 통하여 피검자의 CT영상을 획득하는 단계; (b) 영상처리장치로 전송된 상기 획득된 CT영상에 대한 보정 및 노이즈 제거를 통해 치아정보를 선택하는 영상처리단계; (c) 상기 영상처리된 CT영상에서 치아영상을 추출하는 단계; 및 (d) 상기 추출된 치아영상을 기반으로 2차 다항식 피팅 알고리즘을 통해 상기 피검자의 치열구조를 영상출력장치에서 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the automatic extraction method of the dental structure from the CT image according to the present invention comprises the steps of: (a) obtaining a CT image of the subject through a CT imaging device; (b) an image processing step of selecting dental information through correction and noise removal of the obtained CT image transmitted to the image processing apparatus; (c) extracting a dental image from the imaged CT image; And (d) outputting the dental structure of the subject from the image output apparatus through a second polynomial fitting algorithm based on the extracted tooth image.

바람직하게는, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 획득된 CT영상 중 선택된 CT영상에서 치아의 펄프에 해당하는 부분만을 삭제 보정하는 인필(infill) 처리된 CT영상을 통하여 각 방향의 필터링 정도를 다르게 결정하여 노이즈를 제거하는 비등방성 확산 필터로 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the step (b), (b1) the degree of filtering in each direction through an infilled CT image for deleting and correcting only a portion corresponding to the pulp of the tooth in the selected CT image among the obtained CT images Characterized in that it comprises a; differently determined by processing with an anisotropic diffusion filter to remove noise.

바람직하게는, 상기 (b) 단계는, 상기 (b1) 단계 이후, (b2) 상기 비등방성 확산 필터로 처리된 CT영상을 이진화 처리하는 단계; (b3) 상기 이진화 처리된 CT영상을 침식(erode) 처리하는 단계; 및 (b4) 상기 침식 처리된 CT영상을 자동화 선택 처리하여 치아 정보만을 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (b), after the step (b1), (b2) binarizing the CT image treated with the anisotropic diffusion filter; (b3) eroding the binarized CT image; And (b4) selecting only dental information by performing an automatic selection process on the eroded CT image.

바람직하게는, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 (b) 단계 이후 상기 자동화 선택 처리된 치아영상을 팽창(dilate) 처리하는 단계; (c2) 상기 팽창 처리된 상기 치아영상을 마스킹(masking) 처리하는 단계; (c3) 상기 마스킹 처리된 치아영상을 다시 인필 처리하는 단계; 및 (c4) 상기 인필 처리된 치아영상에 대해 형태학적(morphological) 필터링을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (c) comprises the steps of: (c1) dilatating the automated selection processed dental image after the step (b); (c2) masking the expanded dental image; (c3) refilling the masked tooth image; And (c4) performing morphological filtering on the infill-treated dental image.

바람직하게는, 상기 (d) 단계는, (d1) 상기 (c) 단계 이후 상기 형태학적 필터링 처리된 치아영상의 가장자리 정보를 추출하는 단계; (d2) 상기 치아영상의 가장자리 정보를 기반으로 상기 2차 다항식 피팅 알고리즘에 의해 치열구조를 추출하는 단계; 및 (d3) 상기 영상출력장치를 통해 상기 추출된 치열구조를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (d) comprises: (d1) extracting edge information of the morphologically filtered dental image after the step (c); (d2) extracting a dental structure by the second order polynomial fitting algorithm based on the edge information of the dental image; And (d3) outputting the extracted dental structure through the image output device.

바람직하게는, 상기 (b1) 단계의 상기 비등방성 확산 필터 처리는,

Figure 112012060444702-pat00001
(단, I(if, t)는 반복스텝 t에서의 영상이미지, dvi는 발산연산자,
Figure 112012060444702-pat00002
는 국부적인 영상 그라디언트, C(if, t)는 영상 그라디언트 크기의 단조감소함수(monotonically decreasing function)의 확산함수)의 열전도 방정식인 비등방성 프로세스를 연산하여 상기 치아영상의 노이즈를 제거하고, 그리고 상기 시간(t)과 상기 치아영상의 노이즈는 비례관계에 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, the anisotropic diffusion filter treatment of the step (b1),
Figure 112012060444702-pat00001
Where I (i f , t) is an image image at repeat step t, dvi is an divergence operator,
Figure 112012060444702-pat00002
Is a local image gradient, C (i f , t) is an anisotropic process that is a thermal conductivity equation of monotonically decreasing function of the image gradient size, and removes noise of the dental image, and The time t and the noise of the dental image are in a proportional relationship.

바람직하게는, 상기 확산함수를 선택하기 위한 모든 영상은,

Figure 112012060444702-pat00003
의 확산 프로세스를 연산하여 획득되고, 그리고 상기 확산 프로세스는 최근접한 4개의 이웃영상에 의한 흐름이 같은 양에 의한 영상(if)에서 각각의 픽셀(x, y)의 업데이트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Preferably, all the images for selecting the diffusion function,
Figure 112012060444702-pat00003
The diffusion process is obtained by calculating a diffusion process, and the diffusion process is characterized in that the flow by the four nearest neighboring images consists of updating each pixel (x, y) in the image i f by the same amount. .

바람직하게는, 상기 최근접한 4개의 이웃 영상은,

Figure 112012060444702-pat00004
(단,
Figure 112012060444702-pat00005
는 반복상수,
Figure 112012060444702-pat00006
는 최근접한 이웃영상의 차이를 이용하여 계산된 국부적인 그라디언트의 방향, 최근접한 이웃영상의 차이는
Figure 112012060444702-pat00007
인 반복스텝 t에서 동쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00008
, 서쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00009
, 남쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00010
, 북쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00011
를 의미함)의 식을 연산하여 획득하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the four nearest neighbor images,
Figure 112012060444702-pat00004
(only,
Figure 112012060444702-pat00005
Is the iteration constant,
Figure 112012060444702-pat00006
The direction of the local gradient calculated using the difference between the nearest neighbor images, and the difference between the nearest neighbor images
Figure 112012060444702-pat00007
In the repeat step t east
Figure 112012060444702-pat00008
, West
Figure 112012060444702-pat00009
, Southward
Figure 112012060444702-pat00010
, North
Figure 112012060444702-pat00011
It is characterized by obtaining by calculating the expression of).

바람직하게는, 상기 (a) 단계는, (a1) CT촬영장치에서 다수의 치아영상을 획득하는 단계; 및 (a2) 상기 다수의 치아영상 중 하나를 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the step (a) comprises the steps of: (a1) acquiring a plurality of dental images in a CT imaging apparatus; And (a2) selecting one of the plurality of dental images.

상기한 바와 같은 본 발명은 교정치료에 사용되는 피검자의 CT영상에서 이미지 프로세싱을 통하여 피검자의 치열구조를 자동적으로 추출함으로써 치열구조의 예상을 위한 기본 자료를 제공하는 효과가 있다.The present invention as described above has the effect of providing the basic data for the prediction of the dental structure by automatically extracting the dental structure of the subject through image processing from the CT image of the subject used for orthodontic treatment.

또한, 본 발명은 영상처리장치에서 수행되는 인필 처리, 비등방성 확산 필터 처리, 이진화 처리, 침식 처리, 자동화 선택 처리, 팽창 처리, 마스킹 처리 및 형태학적 필터링 처리를 통하여 획득한 치아정보와 피검자의 실제 치아와의 매칭률을 높임으로써 정밀한 교정치료를 돕는 효과가 있다.In addition, the present invention is the dental information obtained by the infill treatment, anisotropic diffusion filter processing, binarization processing, erosion treatment, automated selection processing, expansion processing, masking processing and morphological filtering performed in the image processing apparatus By increasing the matching rate with the teeth it is effective to help precise orthodontic treatment.

또한, 본 발명은 전술한 바에 따라 교정치료에 있어 치아이동과 치아의 변화량을 정량적으로 해석 가능한 효과가 있다.
In addition, the present invention has an effect capable of quantitatively interpreting tooth movement and the amount of change of teeth in orthodontic treatment as described above.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법을 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법의 CT영상처리장치에서 획득한 치아영상을 나타낸 슬라이스 사진,
도 3은 도 2의 다수의 치아영상 중 선택한 치아영상을 나타낸 사진,
도 4는 도 3의 인필 처리된 CT영상을 나타낸 사진,
도 5는 도 4의 인필 처리된 CT영상이 비등방성 확산 필터 처리된 CT영상을 나타낸 사진,
도 6은 도 5의 비등방성 확산 필터 처리된 CT영상이 이진화 처리된 CT영상을 나타낸 사진,
도 7은 도 6의 이진화 처리된 CT영상이 침식 처리된 CT영상을 나타낸 사진,
도 8은 도 7의 침식 처리된 CT영상이 자동화 선택 처리된 치아영상을 나타낸 사진,
도 9는 도 8의 자동화 선택 처리된 치아영상이 팽창 처리된 치아영상을 나타낸 사진,
도 10은 팽창 처리된 치아영상이 마스킹 처리된 치아영상을 나타낸 사진,
도 11은 마스킹 처리된 치아영상이 다시 인필 처리된 치아영상을 나타낸 사진,
도 12는 인필 처리된 치아영상이 형태학적 필터링 처리된 치아영상을 나타낸 사진,
도 13은 형태학적 필터링 처리된 치아영상이 오츠 알고리즘에 의해 치아의 가장자리 정보만 자동으로 추출한 사진, 및
도 14는 가장자리 치아정보를 2차 다항식 피팅 알고리즘에 의해 치열구조를 추출한 그래프이다.
1 is a flowchart showing an automatic extraction method of a dental structure from a CT image according to an embodiment of the present invention;
2 is a slice photograph showing a tooth image obtained by a CT image processing apparatus of an automatic extraction method of a dental structure from a CT image according to an embodiment of the present invention;
3 is a photograph showing a selected tooth image of the plurality of tooth images of FIG.
4 is a photograph showing an infill-treated CT image of FIG.
5 is a photograph showing a CT image of the anisotropic diffusion filter of the infill-treated CT image of FIG.
FIG. 6 is a photograph showing a binarized CT image of the CT image of the anisotropic diffusion filter of FIG. 5;
Figure 7 is a photograph showing the erosion treatment CT image of the binarized CT image of Figure 6,
Figure 8 is a photograph showing the tooth image of the automated selection of the erosion treatment CT image of Figure 7,
FIG. 9 is a photograph showing a tooth image in which the automated selection processed tooth image of FIG. 8 is expanded;
10 is a photograph showing a dental image masked treatment of the expansion dental image,
11 is a photograph showing a dental image masked tooth image is infilled again,
12 is a photograph showing a tooth image in which the infill-treated tooth image is morphologically filtered,
FIG. 13 is a photograph of a morphologically filtered tooth image automatically extracting only edge information of a tooth by an Otsu algorithm, and
14 is a graph of tooth structure extracted from edge tooth information by a second order polynomial fitting algorithm.

본 발명의 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법을 이루는 구성단계들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성단계를 생략하여 사용 가능하다.The constituent steps constituting the automatic extraction method of the dental structure from the CT image of the present invention may be used integrally or separately separated as necessary. In addition, some configuration steps may be omitted depending on the use form.

본 발명에 따른 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
A preferred embodiment of the automatic extraction method of the dental structure from the CT image according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, the definitions of these terms should be described based on the contents throughout this specification.

이하, 도 1 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an automatic extraction method of a dental structure from a CT image according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 14.

본 발명의 일 실시예에 따른 CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법은 (a) CT촬영장치를 통하여 피검자의 CT영상을 획득하는 단계(S10~S20), (b) 영상처리장치로 전송된 획득된 CT영상을 보정하고, 보정된 CT영상의 노이즈 제거, 노이즈 제거된 CT영상의 이진화 처리, 이진화 처리된 CT영상의 침식 처리 및 침식 처리된 CT영상의 자동화 선택 처리하는 영상처리단계(S30~S70), (c) 영상처리된 CT영상에서 치아영상을 추출하는 단계(S80~S120), 및 (d) 상기 추출된 치아영상을 기반으로 2차 다항식 피팅 알고리즘을 통해 상기 피검자의 치열구조를 영상출력장치에서 출력하는 단계(S130~S140)를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method for automatically extracting a dental structure from a CT image includes (a) acquiring a CT image of a subject through a CT imaging apparatus (S10 to S20), and (b) acquiring the image transmitted to an image processing apparatus. Image processing step of correcting the CT image, the noise removal of the corrected CT image, the binarization processing of the noise-removed CT image, the erosion treatment of the binarized CT image and the automatic selection processing of the eroded CT image (S30 ~ S70) ), (c) extracting a dental image from the image-processed CT image (S80 ~ S120), and (d) an image output of the dental structure of the subject through a second polynomial fitting algorithm based on the extracted tooth image Outputting from the device (S130 ~ S140).

우선, 상기 (a) 단계는 (a1) CT촬영장치(100)에서 다수의 치아영상을 획득하는 단계(S10), 및 (a2) 영상처리장치(200)에서 단일 치아영상을 선택하는 단계(S20)를 포함한다.First, the step (a) may include (a1) acquiring a plurality of dental images in the CT imaging apparatus 100 (S10), and (a2) selecting a single dental image in the image processing apparatus 200 (S20). ).

상기 (a1) 단계에서는 교정에 사용하는 피검자의 CT영상의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 약 460장의 슬라이스가 있고, 상기 슬라이스로부터 피검자의 두상 이미지를 프로그램(Vworks)에 의해 3차원 모델링할 수도 있다.In the step (a1), the CT image of the subject used for calibration includes about 460 slices as shown in FIG. 2, and the head image of the subject may be three-dimensionally modeled by the program (Vworks). have.

이때, 약 460장의 슬라이스에는 치아를 포함한 영상뿐만 아니라 포함하지 않는 영상도 있으므로 치아를 포함한 영상을 선택하는 과정이 먼저 수행되어야 함에 유의한다.In this case, since about 460 slices include not only images including teeth but also images, the process of selecting an image including teeth should be performed first.

다음, 상기 (a2) 단계에서, 피검자의 머리 부분을 시작으로 치아 정보를 포함하는 슬라이스는 290 ~ 380번에 해당하며, 이 중에서 상악 혹은 하악의 치열 구조를 포함한 슬라이스인 322/323번 슬라이스 혹은 348/349번 슬라이스를 선택한다(도 3 참고).Next, in the step (a2), the slice including the tooth information starting from the head of the subject corresponds to Nos. 290 to 380, and among them, slices 322/323 or 348, which are slices containing the maxillary or mandibular dental structures. Select slice / 349 (see FIG. 3).

다음, 상기 (b) 단계는, (b1) 획득된 CT영상 중 선택된 CT영상에서 치아의 펄프에 해당하는 부분만을 삭제 보정하는 인필(infill) 처리(S30)된 CT영상을 통하여 각 방향의 필터링 정도를 다르게 결정하여 노이즈를 제거하는 비등방성 확산 필터로 처리하는 단계(S40)를 더 포함한다.Next, the step (b), (b1) the degree of filtering in each direction through the CT image subjected to infill (S30) to delete only the portion corresponding to the pulp of the tooth in the selected CT image of the obtained CT image The method may further include the step of processing an anisotropic diffusion filter to remove noise by differently determining (S40).

즉, 상기 (b1) 단계에서는 도 4에 도시된 바와 같이 선택된 영상에 있어서 치아의 에나멜 혹은 덴틴 부분만이 보인다면 이상적이겠으나, 실제 사람의 치열에서 치아는 일정하게 고르지 않고 높이가 서로 다르므로 펄프와 같은 부분은 검게 나와서 마치 치아에 구멍이 있는 것처럼 보이게 된다.That is, in the step (b1), it would be ideal if only the enamel or dentin portion of the tooth is seen in the selected image as shown in FIG. 4, but the teeth are different from each other in pulp and pulp because the teeth are not uniform in the actual human teeth. The same part comes out black and looks as if there are holes in the teeth.

따라서, 이런 부분들은 이미지 처리에서 노이즈로 작용하기 때문에 치아부분 추출에 있어 그 효율을 낮추게 되므로 인필 함수를 이용하여 이와 같은 부분을 삭제한다.Therefore, since these parts act as noise in the image processing, the efficiency of tooth extraction is lowered. Thus, such a part is deleted using an infill function.

다음, 상기 (b) 단계는, 상기 (b1) 단계 이후, (b2) 비등방성 확산 필터로 처리된 CT영상을 이진화 처리하는 단계(S50), (b3) 이진화 처리된 CT영상을 침식(erode) 처리하는 단계(S60) 및 (b4) 침식 처리된 CT영상을 자동화 선택 처리하여 치아 정보만을 선택하는 단계(S70)를 더 포함한다.Next, the step (b), after the step (b1), (b2) binarizing the CT image processed by the anisotropic diffusion filter (S50), (b3) erodes the binarized CT image Processing (S60) and (b4) further comprises a step (S70) of selecting only the dental information by the automated selection process of the eroded CT image.

상기 (b2) 단계에서의 비등방성 확산 필터는 종래 대부분의 잡음제거 필터에서 영상의 경계선을 부드럽게 만드는 과정에서 영상이 흐려보이는 문제점을 보완한 것이다.The anisotropic diffusion filter in step (b2) compensates for the problem that the image is blurred in the process of smoothing the boundary of the image in most conventional noise removing filters.

상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 상기 (b2) 단계의 비등방성 확산 필터 처리는,

Figure 112012060444702-pat00012
의 열전도 방정식을 연산하여 치아영상의 노이즈를 제거하게 되는데, 보다 구체적인 설명은 다음과 같다.Anisotropic diffusion filter processing of the step (b2) to solve the above conventional problems,
Figure 112012060444702-pat00012
The noise of the tooth image is removed by calculating the heat conduction equation of. More specific description is as follows.

기본적인 원리는 등방성 필터가 모든 방향에 대해서 같은 정도로 부드럽게 만드는 필터링을 수행한다면, 비등방성 필터는 영상의 정보를 분석하여 각 방향의 필터링 정도를 다르게 결정한다는 것이다.The basic principle is that if an isotropic filter performs filtering that is equally smooth in all directions, the anisotropic filter analyzes the information in the image and determines the degree of filtering in each direction differently.

이러한 비등방성 확산 필터는 원래 열이 전도되는 현상에서 그 식이 유래되었고 방안에 뜨거운 물체가 놓이면, 그 열은 시간이 지나면서 사방으로 퍼져나가게 되며, 열전도 방정식은 열원에서 주위로 열이 시간에 따라 전달이 되는 프로세스를 기술하는 방정식이다.This anisotropic diffusion filter was originally derived from the conduction of heat and when a hot object is placed in the room, the heat spreads out over time, and the thermal conductivity equation transfers heat from the heat source to the surroundings over time. Is an equation describing the process.

CT영상에서는 영상의 노이즈를 하나의 열원으로 취급하여 열전도 방정식을 사용하면 노이즈를 엷게 퍼지게 만들어 결과적으로 노이즈를 제거하는 효과가 발생하게 된다.In the CT image, the noise of the image is treated as a heat source, and the thermal conductivity equation makes the noise thinner, resulting in the effect of removing the noise.

단, 열전도 방정식은 방향성이 없는 등방성 확산을 기술하기 때문에 흐릿한 형체(Blurring)가 발생한다.However, since the thermal conductivity equation describes isotropic diffusion without direction, blurry blurring occurs.

따라서, 경계선 보존을 위해 공간으로 확산하는 역할을 하는 이미지의 라플라스 항을 그레이디언트(gradient)의 공분산 행렬의 고유벡터, 고유치 및 이미지의 헤센(hessian) 행렬 등을 조합하여 변함없는 형태를 만들며, 이에 따른 열전도 방정식은 다음과 같다.
Therefore, the Laplace term of the image, which diffuses into the space for preserving the boundary, is combined with the eigenvectors of the gradient covariance matrix, the eigenvalues, and the hessian matrix of the image, to form a constant shape. The thermal conductivity equation is as follows.

Figure 112012060444702-pat00013
Figure 112012060444702-pat00013

다만, I(if, t)는 반복스텝 t에서 영상이미지, dvi는 발산연산자,

Figure 112012060444702-pat00014
는 국부적인 영상 그라디언트, C(if, t)는 영상 그라디언트 크기의 단조감소함수(monotonically decreasing function)의 확산함수, 확산함수의 평가(evaluate)에 의한 경계는 선택적으로 부드러워지거나 선명해진다.Where I (i f , t) is an image image at repetition step t, dvi is a divergence operator,
Figure 112012060444702-pat00014
Is the local image gradient, C (i f , t) is the monotonically decreasing function of the image gradient size, and the boundary by evaluating the diffusion function is selectively softened or sharpened.

경계선을 보존하는 이미지의 그레이디언트(gradient) 함수를 선택하는 것으로 페로나(Perona)와 말릭(Malik)에 의해서 다음과 같이 제안되었으며, 열전도 방정식의 전달계수는,

Figure 112012060444702-pat00015
의 유사방정식을 이용하여 연산하고, 그리고 시간(t)와 치아영상의 노이즈는 비례관계에 있다.By selecting the gradient function of the image that preserves the boundary, it was proposed by Perona and Malik as follows, and the transfer coefficient of the thermal conductivity equation is
Figure 112012060444702-pat00015
Calculation is performed using the similarity equation of, and the time t and the noise of the dental image are proportional to each other.

또한, 확산함수를 선택하기 위해 모든 영상은 하기의 [수학식 2]에 의하여 얻어진다.
In addition, all images are obtained by Equation 2 below to select a diffusion function.

Figure 112012060444702-pat00016
Figure 112012060444702-pat00016

다만, K는 확산 상수 혹은 흐름(flow) 상수이다. 확산 프로세스는 최근접한 4개의 이웃(neighbors)에 의한 흐름(flow)이 같은 양에 의한 영상 if에서 각각의 픽셀(x, y)의 업데이트로 이루어진다. 최근 접한 4개의 이웃(neighbors)영상은 [수학식 3]과 같이 표현할 수 있다.
K is a diffusion constant or a flow constant. The diffusion process consists of updating each pixel (x, y) in the image i f by the same amount of flow by the four nearest neighbors. Recently, four neighboring images (neighbors) can be expressed as shown in [Equation 3].

Figure 112012060444702-pat00017
Figure 112012060444702-pat00017

다만,

Figure 112012060444702-pat00018
는 반복상수이고
Figure 112012060444702-pat00019
는 최근접한 이웃영상의 차이를 이용하여 계산된 국부적인 그라디언트의 방향이다. 최근접한 이웃영상의 차이는
Figure 112012060444702-pat00020
인 반복스텝 t에서 동쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00021
, 서쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00022
, 남쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00023
, 북쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00024
를 말한다.but,
Figure 112012060444702-pat00018
Is an iteration constant
Figure 112012060444702-pat00019
Is the direction of the local gradient calculated using the difference between the nearest neighbor images. The difference between the nearest neighbors is
Figure 112012060444702-pat00020
In the repeat step t east
Figure 112012060444702-pat00021
, West
Figure 112012060444702-pat00022
, Southward
Figure 112012060444702-pat00023
, North
Figure 112012060444702-pat00024
.

결국 비등방성 확산 필터의 성능은 반복스텝 t와 확산상수 K에 의해서 결정되고 반복스텝이 늘어나면 영상이 흐려지고 확산상수 K가 커지면 또한 영상이 흐려진다.As a result, the performance of the anisotropic diffusion filter is determined by the repetition step t and the diffusion constant K. When the repetition step is increased, the image is blurred, and when the diffusion constant K is larger, the image is also blurred.

이때, K는 고정상수로서 수치가 낮으면 잡음은 거의 제거되지 않으며, 반대로 수치가 너무 높으면 이미지가 비정상적으로 보이게 된다.At this time, K is a fixed constant and if the value is low, the noise is hardly eliminated. On the contrary, if the value is too high, the image looks abnormal.

즉, 시간을 의미하는 t는 노이즈가 확산되는 시간(연산의 반복횟수)을 기술하고 있으며 t가 증가할수록 노이즈는 점점 많이 제거된다.That is, t, which stands for time, describes the time at which the noise is spread (the number of repetitions of the operation). As t increases, the noise is removed more and more.

상기의 수학식 1 내지 3으로 연산하여 비등방성 확산 필터 처리된 피검사자의 CT영상은 도 5에 도시되어 있다.
The CT images of the examinee subjected to the anisotropic diffusion filter treatment calculated by Equations 1 to 3 are shown in FIG. 5.

한편, 확산상수는 확산 정도와 국부적인 경계 정도 사이의 관계에 의하여 결정되고 본 특허에서는 많은 시행착오 끝에 t=10과 K=30이 선택되었다.On the other hand, the diffusion constant is determined by the relationship between the degree of diffusion and the degree of local boundary, and in this patent, t = 10 and K = 30 were selected after many trial and error.

또한, 상기의 프로세스는 [수학식 2]와 [수학식 3]을 MATLAB에서 구현하였으며, 이를 위한 엠파일(m-file)은 다음과 같다.
In addition, the above process implemented [Equation 2] and [Equation 3] in MATLAB, the m-file (m-file) for this is as follows.

% 2D 컨벌루션 마스킹% 2D Convolution Masking

hN = [0 1 0; 0 -1 0; 0 0 0];hN = [0 1 0; 0-1 0; 0 0 0;

hS = [0 0 0; 0 -1 0; 0 1 0];hS = [0 0 0; 0-1 0; 0 1 0];

hE = [0 0 0; 0 -1 1; 0 0 0];hE = [0 0 0; 0-1 1; 0 0 0;

hNE = [0 0 1; 0 -1 0; 0 0 0];hNE = [0 0 1; 0-1 0; 0 0 0;

hSE = [0 0 0; 0 -1 0; 0 0 1];hSE = [0 0 0; 0-1 0; 0 0 1];

hSW = [0 0 0; 0 -1 0; 1 0 0];hSW = [0 0 0; 0-1 0; 1 0 0];

hNW = [1 0 0; 0 -1 0; 0 0 0];
hNW = [1 0 0; 0-1 0; 0 0 0;

% 중앙픽셀에서의 거리 정보Distance information at% center pixel

dx = 1;dx = 1;

dy = 1;dy = 1;

dd = sqrt(2);
dd = sqrt (2);

% 비등방성 확산 필터계산Calculation of% anisotropic diffusion filter

% im 영상% im video

for t = 1:10for t = 1:10

% Finite differences. [imfilter(.,.,'conv') can be replaced by conv2(.,.,'same')]% Finite differences. [imfilter (.,., 'conv') can be replaced by conv2 (.,., 'same')]

nablaN = imfilter(im,hN,'conv');nablaN = imfilter (im, hN, 'conv');

nablaS = imfilter(im,hS,'conv');nablaS = imfilter (im, hS, 'conv');

nablaW = imfilter(im,hW,'conv');nablaW = imfilter (im, hW, 'conv');

nablaE = imfilter(im,hE,'conv');nablaE = imfilter (im, hE, 'conv');

nablaNE = imfilter(im,hNE,'conv');nablaNE = imfilter (im, hNE, 'conv');

nablaSE = imfilter(im,hSE,'conv');nablaSE = imfilter (im, hSE, 'conv');

nablaSW = imfilter(im,hSW,'conv');nablaSW = imfilter (im, hSW, 'conv');

nablaNW = imfilter(im,hNW,'conv');
nablaNW = imfilter (im, hNW, 'conv');

cN = exp(-(nablaN/Kappa).^2);cN = exp (-(nablaN / Kappa). ^ 2);

cS = exp(-(nablaS/Kappa).^2);cS = exp (-(nablaS / Kappa). ^ 2);

cW = exp(-(nablaW/Kappa).^2);cW = exp (-(nablaW / Kappa). ^ 2);

cE = exp(-(nablaE/Kappa).^2);cE = exp (-(nablaE / Kappa). ^ 2);

cNE = exp(-(nablaNE/Kappa).^2);cNE = exp (-(nablaNE / Kappa). ^ 2);

cSE = exp(-(nablaSW/Kappa).^2);cSE = exp (-(nablaSW / Kappa). ^ 2);

cSW = exp(-(nablaSW/Kappa).^2);cSW = exp (-(nablaSW / Kappa). ^ 2);

cNW = exp(-(nablaNW/Kappa).^2);
cNW = exp (-(nablaNW / Kappa). ^ 2);

% Discrete PDE solution.% Discrete PDE solution.

im = im + delta_t*(...im = im + delta_t * (...

(1/(dy^2))*cN.*nablaN + (1/dy^2))*cS.*nablaS + ...(1 / (dy ^ 2)) * cN. * NablaN + (1 / dy ^ 2)) * cS. * NablaS + ...

(1/(dx^2))*cW.*nablaW + (1/dx^2))*cE.*nablaE + ...(1 / (dx ^ 2)) * cW. * NablaW + (1 / dx ^ 2)) * cE. * NablaE + ...

(1/(dd^2))*cNE.*nablaNE + (1/dd^2))*cSE.*nablaSE + ...(1 / (dd ^ 2)) * cNE. * NablaNE + (1 / dd ^ 2)) * cSE. * NablaSE + ...

(1/(dd^2))*cSW.*nablaSW + (1/dd^2))*cNW.*nablaNW + ...(1 / (dd ^ 2)) * cSW. * NablaSW + (1 / dd ^ 2)) * cNW. * NablaNW + ...

end
end

다음, 상기 (b3) 단계에서는 오츠(Otsu) 알고리즘에 의하여 비등방성 확산필터링 된 영상을 이진화 처리하는 것으로 자동적으로 오츠 알고리즘이 계산하여 임의의 선택된 특정 값을 경계로 하여 영상 전체를 0과 1로 처리한다(도 6 참고).Next, in the step (b3), an anisotropic diffusion-filtered image is binarized by the Otsu algorithm, and the Otsu algorithm automatically calculates and processes the entire image as 0 and 1 based on an arbitrary selected specific value. (See FIG. 6).

여기서, 오츠 알고리즘은 클래스간 분산(interclass variance)에 사용되는 [수학식 4], 클래스내 분산(within-class variance)에 사용되는 [수학식 5] 및 [수학식 6]에 의해 연산된다.
Here, the Otsu algorithm is calculated by [Equation 4] used for interclass variance, [Equation 5] and [Equation 6] used for with-class variance.

Figure 112012060444702-pat00025
Figure 112012060444702-pat00025

Figure 112012060444702-pat00026
Figure 112012060444702-pat00026

Figure 112012060444702-pat00027
Figure 112012060444702-pat00027

다음, 상기 (b4) 단계에서는 치아부분만을 선택하기 위하여 목구멍, 척추뼈, 턱뼈 등을 제거하고, 이 같은 불필요한 성분을 제거하기 위해 서로를 분리시켜야 한다.Next, in the step (b4) to remove only the throat, vertebrae, jawbone, etc. in order to select only the tooth portion, and to remove such unnecessary components must be separated from each other.

즉, 치아의 경우 서로 경계가 붙어 있어 비교적 넓은 영역을 가지나 그 외의 것들은 일부분의 작은 면적을 가지므로 이미지의 침식(erode) 처리를 통하여 전체적인 영상에서 각 개체의 영상 면적을 줄이게 된다(도 7 참고).That is, in the case of teeth, they have a relatively large area because they are bounded with each other, but the others have a small area of a part, thereby reducing the image area of each object in the overall image through the erode processing of the image (see FIG. 7). .

다음, 상기 (b5) 단계에서는 가장 큰 부분을 제외한 나머지 부분을 제거하는 bwareaopen 함수(이미지 보정을 위하여 MATLAB에서 사용되는 함수)의 처리에 의하여 다음 그림과 같이 치아정보만을 선택하게 된다.Next, in the step (b5), only the dental information is selected as shown in the following figure by the processing of the bwareaopen function (a function used in MATLAB for image correction) to remove the remaining portions except the largest portion.

여기서, 도 8에 도시된 바와 같이 영상의 침식 처리에 의하여 치아를 제외한 부분 영상은 그 면적이 줄어 있고 가장 큰 면적을 가지는 부분은 치아 부분에 해당한다. Here, as shown in FIG. 8, the partial image excluding the tooth is reduced by the erosion treatment of the image, and the portion having the largest area corresponds to the tooth portion.

다음, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 (b) 단계 이후 자동화 선택 처리된 치아영상을 팽창(dilate) 처리하는 단계, (c2) 팽창 처리된 치아영상을 마스킹(masking) 처리하는 단계, (c3) 마스킹 처리된 치아영상을 다시 인필 처리하는 단계, 및 (c4) 인필 처리된 치아영상에 대해 형태학적(morphological) 필터링을 수행하는 단계를 포함한다.Next, the step (c) may include: (c1) dilatating the auto-selected tooth image after the step (b), (c2) masking the expanded tooth image, (c3) refilling the masked tooth image, and (c4) performing morphological filtering on the infilled tooth image.

상기 (c1) 단계에서는 도 9에 도시된 바와 같이 치아정보만 선택하기 위하여 처리한 침식의 반대로 선택된 치아 영상을 팽창시킨다.In the step (c1), as shown in FIG. 9, the selected tooth image is inflated in contrast to the erosion processed to select only the tooth information.

다음, 상기 (c2) 단계에서는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 (c1) 단계의 처리에 의하여 추출된 이진화정보를 사용하여 본래 CT영상을 마스킹(masking) 처리를 하여 선택된 치아정보만을 추출한다.Next, in step (c2), as shown in FIG. 10, only the selected tooth information is extracted by masking the original CT image by using the binarization information extracted by the process of step (c1).

다음, 상기 (c3) 단계에서는 도 11에 도시된 바와 같이 치아정보에서 형상학적(morphological) 필터링 처리를 하기 전 이미지를 치아의 에나멜, 덴틴, 펄프와 같은 부분을 단일화 처리를 하기 위하여 인필 처리를 다시 수행한다.Next, in the step (c3), as shown in FIG. 11, the infill process is again performed to unify the portion of the tooth such as enamel, dentin, and pulp before the morphological filtering process in the tooth information. To perform.

결국 형상학적 필터링에서는 치아를 하나의 객체로 간주하게 된다.In the end, morphological filtering treats a tooth as an object.

또한, 상기 (d) 단계는, (d1) 상기 (c) 단계 이후 형태학적 필터링 처리된 치아영상의 가장자리 정보를 추출하는 단계, (d2) 치아영상의 가장자리 정보를 기반으로 2차 다항식 피팅 알고리즘에 의해 치열구조를 추출하는 단계, 및 (d3) 영상출력장치를 통해 추출된 치열구조를 출력하는 단계를 포함한다.In addition, the step (d), (d1) extracts the edge information of the morphologically filtered tooth image after the step (c), (d2) the second polynomial fitting algorithm based on the edge information of the tooth image And extracting the dental structure by (d3) outputting the dental structure extracted through the image output apparatus.

또한, 상기 (d1) 단계에서는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 (c4) 단계에서 인필 처리된 치아정보로부터 치아의 형상학적 가장자리 정보만을 추출하여 치아의 가장자리 정보를 추출한다.In addition, in step (d1), as shown in FIG. 12, only the edge information of the tooth is extracted from the tooth information infill processed in step (c4) to extract the edge information of the tooth.

즉, 형상학적 필터링 된 이미지로 영상으로부터 오츠 알고리즘에 의하여 이진화처리를 통한 자동적으로 가장자리 정보를 추출하게 되는 것이다.That is, the edge information is automatically extracted through the binarization process by the Otsu algorithm from the image as a morphologically filtered image.

또한, 상기 (d2) 단계에서는 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 치아의 가장자리 정보를 기반으로 하여 2차 다항식 피팅 알고리즘에 의하여 치열구조를 추출하게 된다.Also, in the step (d2), as shown in FIGS. 13 and 14, the orthodontic structure is extracted by the second order polynomial fitting algorithm based on the edge information of the tooth.

즉, 서술된 방법에 의하여 CT로부터 최종적으로 추출된 치아정보의 경우 사람의 치아 구조상 설측에 비해 협측의 에나멜 부분이 두꺼워서 방사선 사진상에서 협측에 해당하는 외곽부분이 진하고 밝은 영상이 얻어지게 된다.That is, in the case of the dental information finally extracted from the CT by the described method, the enamel portion of the buccal region is thicker than the lingual side of the human tooth structure, so that the outer portion corresponding to the buccal region is dark and bright on the radiograph.

이점을 이용하여 교정치료에 사용되는 아치와이어(archwire)는 결국 2차 다항식 커브(Quadratic polynomial curve) 형태를 가지므로 상기 2차 피팅 다항식 피팅 알고리즘을 이용하여 치열구조를 추출하게 되는 것이다.
Using this advantage, the archwire used for orthodontic treatment eventually has a quadratic polynomial curve shape, and thus the orthodontic structure is extracted using the second-fit polynomial fitting algorithm.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the present invention can be changed.

100 : CT촬영장치
200 : 영상처리장치
300 : 영상출력장치
100: CT recording device
200: image processing apparatus
300: video output device

Claims (9)

(a) CT촬영장치를 통하여 피검자의 CT영상을 획득하는 단계;
(b) 영상처리장치로 전송된 상기 획득된 CT영상에 대한 보정 및 노이즈 제거를 통해 치아정보를 선택하는 영상처리단계;
(c) 상기 영상처리된 CT영상에서 치아영상을 추출하는 단계; 및
(d) 상기 추출된 치아영상을 기반으로 2차 다항식 피팅 알고리즘을 통해 상기 피검자의 치열구조를 영상출력장치에서 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 획득된 CT영상 중 선택된 CT영상에서 치아의 펄프에 해당하는 부분만을 삭제 보정하는 인필(infill) 처리된 CT영상을 통하여 각 방향의 필터링 정도를 다르게 결정하여 노이즈를 제거하는 비등방성 확산 필터로 처리하는 단계;를 포함하며,
상기 (b1) 단계의 상기 비등방성 확산 필터 처리는,
Figure 112013101674580-pat00053

(단, I(if, t)는 반복스텝 t에서의 영상이미지, dvi는 발산연산자,
Figure 112013101674580-pat00054
는 국부적인 영상 그라디언트, C(if, t)는 영상 그라디언트 크기의 단조감소함수(monotonically decreasing function)의 확산함수)
의 열전도 방정식인 비등방성 프로세스를 연산하여 상기 치아영상의 노이즈를 제거하고, 그리고
상기 시간(t)과 상기 치아영상의 노이즈는 비례관계에 있는 것을 특징으로 하는,
CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법.
(a) acquiring a CT image of a subject through a CT imaging apparatus;
(b) an image processing step of selecting dental information through correction and noise removal of the obtained CT image transmitted to the image processing apparatus;
(c) extracting a dental image from the imaged CT image; And
(d) outputting the dental structure of the subject in the image output apparatus through a second polynomial fitting algorithm based on the extracted tooth image;
The step (b)
(b1) Anisotropic diffusion to remove noise by differently determining the degree of filtering in each direction through an infilled CT image in which only the portion corresponding to the pulp of the tooth is erased and corrected in the selected CT image among the acquired CT images. Treating with a filter;
The anisotropic diffusion filter treatment of the step (b1),
Figure 112013101674580-pat00053

Where I (i f , t) is an image image at repeat step t, dvi is an divergence operator,
Figure 112013101674580-pat00054
Is the local image gradient, C (i f , t) is the diffusion function of the monotonically decreasing function of the image gradient size)
Compute the anisotropic process, which is the thermal conductivity equation of, to remove the noise of the dental image, and
The noise of the time (t) and the dental image is characterized in that the proportional relationship,
Automatic Extraction of Dental Structures from CT Images.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 상기 (b1) 단계 이후,
(b2) 상기 비등방성 확산 필터로 처리된 CT영상을 이진화 처리하는 단계;
(b3) 상기 이진화 처리된 CT영상을 침식(erode) 처리하는 단계; 및
(b4) 상기 침식 처리된 CT영상을 자동화 선택 처리하여 치아 정보만을 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법.
The method according to claim 1,
Step (b), after the step (b1),
(b2) binarizing the CT image processed by the anisotropic diffusion filter;
(b3) eroding the binarized CT image; And
(b4) selecting only dental information by automatically selecting and processing the eroded CT image;
Automatic Extraction of Dental Structures from CT Images.
제 3 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c1) 상기 (b) 단계 이후 상기 자동화 선택 처리된 치아영상을 팽창(dilate) 처리하는 단계;
(c2) 상기 팽창 처리된 상기 치아영상을 마스킹(masking) 처리하는 단계;
(c3) 상기 마스킹 처리된 치아영상을 다시 인필 처리하는 단계; 및
(c4) 상기 인필 처리된 치아영상에 대해 형태학적(morphological) 필터링을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법.
The method of claim 3, wherein
The step (c)
(c1) dilatating the automated selection-treated dental image after step (b);
(c2) masking the expanded dental image;
(c3) refilling the masked tooth image; And
(c4) performing morphological filtering on the infill-treated dental image.
Automatic Extraction of Dental Structures from CT Images.
제 4 항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d1) 상기 (c) 단계 이후 상기 형태학적 필터링 처리된 치아영상의 가장자리 정보를 추출하는 단계;
(d2) 상기 치아영상의 가장자리 정보를 기반으로 상기 2차 다항식 피팅 알고리즘에 의해 치열구조를 추출하는 단계; 및
(d3) 상기 영상출력장치를 통해 상기 추출된 치열구조를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법.
5. The method of claim 4,
The step (d)
(d1) extracting edge information of the morphologically filtered tooth image after step (c);
(d2) extracting a dental structure by the second order polynomial fitting algorithm based on the edge information of the dental image; And
(d3) outputting the extracted dental structure through the image output apparatus;
Automatic Extraction of Dental Structures from CT Images.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 확산함수를 선택하기 위한 모든 영상은,
Figure 112013101674580-pat00030

의 확산 프로세스를 연산하여 획득되고, 그리고
상기 확산 프로세스는 최근접한 4개의 이웃영상에 의한 흐름이 같은 양에 의한 영상(if)에서 각각의 픽셀(x, y)의 업데이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법.
The method according to claim 1,
All images for selecting the diffusion function,
Figure 112013101674580-pat00030

Obtained by computing the diffusion process of
The diffusion process is characterized in that the flow by the nearest four neighboring images consists of updating each pixel (x, y) in the image i f by the same amount,
Automatic Extraction of Dental Structures from CT Images.
제 7 항에 있어서,
상기 최근접한 4개의 이웃 영상은,
Figure 112012060444702-pat00031

(단,
Figure 112012060444702-pat00032
는 반복상수,
Figure 112012060444702-pat00033
는 최근접한 이웃영상의 차이를 이용하여 계산된 국부적인 그라디언트의 방향, 최근접한 이웃영상의 차이는
Figure 112012060444702-pat00034
인 반복스텝 t에서 동쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00035
, 서쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00036
, 남쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00037
, 북쪽방향으로
Figure 112012060444702-pat00038
를 의미함)
의 식을 연산하여 획득하는 것을 특징으로 하는,
CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법.
The method of claim 7, wherein
The four nearest neighbor images,
Figure 112012060444702-pat00031

(only,
Figure 112012060444702-pat00032
Is the iteration constant,
Figure 112012060444702-pat00033
The direction of the local gradient calculated using the difference between the nearest neighbor images, and the difference between the nearest neighbor images
Figure 112012060444702-pat00034
In the repeat step t east
Figure 112012060444702-pat00035
, West
Figure 112012060444702-pat00036
, Southward
Figure 112012060444702-pat00037
, North
Figure 112012060444702-pat00038
Means)
Characterized in that obtained by calculating the equation,
Automatic Extraction of Dental Structures from CT Images.
제 1 항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a1) CT촬영장치에서 다수의 치아영상을 획득하는 단계; 및
(a2) 상기 다수의 치아영상 중 하나를 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
CT영상으로부터 치열구조의 자동추출방법.
The method according to claim 1,
The step (a)
(a1) acquiring a plurality of dental images in a CT imaging apparatus; And
(a2) selecting one of the plurality of dental images; further comprising:
Automatic Extraction of Dental Structures from CT Images.
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