KR101928907B1 - Apparatus and method for enhancing image for quality improvement in radiographic image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사선 이미지의 화질을 개선하는 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
방사선 사진이 전자 형태로 저장되면서 떠오른 가장 중요한 과제는 전자 형태의 방사선 사진이 필름 사진의 세세한 표현을 얼마나 재현할 수 있는가이다. 그 중 흉부 방사선 사진은 넓은 범위의 강도(intensity)로 미묘한 차이를 표현하기 더욱 어려운 문제가 있으며, 특히 수의학 영역에서는 흉곽의 형태가 다양하여 이러한 한계가 더욱 두드러지게 나타나게 된다. 이에, 종래의 디지털 이미지에 적용되던 이미지 증강 기법들이 방사선 사진에도 적용되고 연구되기 시작하였다. 그러나, 종래 연구의 대부분은 하나의 이미지 증강 기술을 적용하거나 여러 기술을 순차적으로 적용하는 것에 머물러 있다.The most important challenge that has arisen as radiographs are stored in electronic form is how the electronic form radiographs can reproduce the detailed expression of film photographs. Among them, chest radiographs have a more difficult problem of expressing subtle differences with a wide range of intensities. Especially, in the veterinary field, these limits are more prominent due to various forms of chest wall. Therefore, image enhancement techniques applied to conventional digital images have also been applied to radiography and are being studied. However, most of the conventional researches are based on applying one image enhancement technique or sequentially applying various techniques.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 방사선 이미지를 대상으로 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 획득한 복수의 이미지를 합성하여 방사선 이미지를 증강하는 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image enhancement apparatus for improving image quality of a radiation image, which enhances a radiation image by synthesizing a plurality of images obtained by processing a plurality of image quality improvement algorithms in parallel on a radiation image, Method.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치는, 입력된 방사선 이미지를 대상으로 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 상기 입력된 이미지로부터 복수의 처리된 이미지를 획득하는 이미지 처리부; 및 상기 이미지 처리부를 통해 획득한 상기 복수의 처리된 이미지를 합성하여 최종 방사선 이미지를 획득하는 이미지 합성부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image enhancement apparatus for enhancing an image quality of a radiological image, comprising: a plurality of image quality enhancement algorithms in parallel for processing an input radiation image, An image processing unit for obtaining a processed image; And an image synthesis unit for synthesizing the plurality of processed images acquired through the image processing unit to obtain a final radiation image.
상기 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘은, 히스토그램(histogram) 기반 이미지 화질 개선 알고리즘과 수리형태학(mathematical morphology) 기반 이미지 화질 개선 알고리즘으로 이루어지며, 상기 히스토그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘은, 클리핑 및 스트레칭(Clipping and Stretching, CS), 히스토그램 평활화(Histogram Equalization, HE) 및 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE) 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 수리형태학 기반 이미지 화질 개선 알고리즘은, 탑-햇 필터(top-hat filter) 및 바틈-햇 필터(bottom-hat filter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Wherein the plurality of image quality enhancement algorithms comprise a histogram-based image quality enhancement algorithm and a mathematical morphology-based image quality enhancement algorithm, wherein the histogram-based image quality enhancement algorithm comprises Clipping and Stretching , CS, Histogram Equalization (HE), and Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE), wherein the mathematical morphological image enhancement algorithm comprises a top-hat filter a top-hat filter, and a bottom-hat filter.
상기 이미지 처리부는, 상기 입력된 이미지에 상기 탑-햇 필터와 상기 바틈-햇 필터를 적용하여 제1 처리된 이미지를 획득하고, 상기 입력된 이미지에 상기 히스토그램 평활화(HE)를 적용하여 제2 처리된 이미지를 획득하며, 상기 입력된 이미지에 상기 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE)를 적용하여 제3 처리된 이미지를 획득할 수 있다.Wherein the image processing unit obtains a first processed image by applying the top-hat filter and the coarse-to-yellow filter to the input image, applies the histogram smoothing (HE) to the input image, And apply the contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE) to the input image to obtain a third processed image.
상기 이미지 처리부는, 상기 입력된 이미지를 상기 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에, 상기 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 상기 탑-햇 필터를 처리한 이미지를 더하고, 상기 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 상기 바틈-햇 필터를 처리한 이미지를 빼서, 상기 제1 처리된 이미지를 획득할 수 있다.Wherein the image processing unit adds an image obtained by subjecting the clipped and stretched image to an image obtained by clipping and stretching the input image by processing the top-hat filter, The first processed image can be obtained by subtracting the processed image of the hat filter.
상기 이미지 처리부는, 상기 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에, 상기 탑-햇 필터를 처리한 이미지에 제1 가중치를 곱한 다음에 더하고, 상기 바틈-햇 필터를 처리한 이미지에 제2 가중치를 곱한 다음에 빼서, 상기 제1 처리된 이미지를 획득할 수 있다.Wherein the image processing unit multiplies the clipped and stretched image by multiplying the image processed by the top-hat filter with a first weight, then adding the processed image to the second color filter by a second weight, To obtain the first processed image.
상기 이미지 처리부는, 상기 입력된 이미지를 대상으로 정규화(normalization) 처리하고, 상기 정규화 처리된 이미지를 대상으로 상기 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 상기 정규화 처리된 이미지로부터 상기 복수의 처리된 이미지를 획득할 수 있다.Wherein the image processing unit performs a normalization process on the input image and processes the plurality of image quality improvement algorithms in parallel on the normalized image, Can be obtained.
상기 이미지 합성부는, 상기 이미지 처리부를 통해 획득한 상기 복수의 처리된 이미지 각각에 미리 설정된 가중치를 곱한 다음에 더해서, 상기 최종 방사선 이미지를 획득할 수 있다.The image combining unit may multiply each of the plurality of processed images acquired through the image processing unit by a predetermined weight to obtain the final radiation image.
상기 이미지 합성부는, 상기 최종 방사선 이미지를 대상으로 정규화 처리할 수 있다.The image combining unit may normalize the final radiation image.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 방법은, 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치의 이미지 증강 방법으로서, 입력된 방사선 이미지를 대상으로 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 상기 입력된 이미지로부터 복수의 처리된 이미지를 획득하는 단계; 및 획득한 상기 복수의 처리된 이미지를 합성하여 최종 방사선 이미지를 획득하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image enhancement method for enhancing an image quality of a radiation image, the method comprising the steps of: Processing the image quality improvement algorithm in parallel to obtain a plurality of processed images from the input image; And synthesizing the acquired plurality of processed images to obtain a final radiographic image.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되어 상기한 방법을 컴퓨터에서 실행시킨다.According to another aspect of the present invention, there is provided a computer readable recording medium storing a computer program for causing a computer to execute the method.
본 발명에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치 및 방법에 의하면, 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 획득한 복수의 이미지를 합성함으로써, 이미지 화질을 개선할 수 있으며, 판독 용이도를 향상시킬 수 있다.According to the image enhancement apparatus and method for improving the image quality of a radiological image according to the present invention, image quality can be improved by combining a plurality of images obtained by processing a plurality of image quality improvement algorithms in parallel, Can be improved.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 정규화 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시한 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 클리핑 및 스트레칭 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 히스토그램 평활화(HE) 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE) 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 탑-햇 필터 및 바틈-햇 필터 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 도 9에 도시한 복수의 처리된 이미지 획득 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 도 10에 도시한 제1 처리된 이미지 획득 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 도 9에 도시한 최종 방사선 이미지 획득 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘의 성능을 평가하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13에 도시한 성능 평가 방법에 의한 성능 평가에 이용된 방사선 이미지를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 13에 도시한 성능 평가 방법 중 정량적 평가 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 13에 도시한 성능 평가 방법 중 정성적 평가 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘을 적용한 결과 이미지의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘의 성능 평가 결과를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram for explaining an image enhancement apparatus for improving the quality of a radiation image according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining a conventional image quality improvement algorithm.
3 is a diagram for explaining an example of the normalization process, which is one of the conventional image quality improvement algorithms.
FIG. 4 is a view for explaining an example of the clipping and stretching process, which is one of the conventional image quality improvement algorithms shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining an example of histogram smoothing (HE) processing which is one of conventional image quality improvement algorithms.
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE) process, which is one of conventional image quality improvement algorithms.
FIG. 7 is a view for explaining an example of a top-hat filter and a bar-hat filter process which are one of conventional image quality improvement algorithms.
8 is a view for explaining an example of an image enhancement algorithm for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an image enhancement method for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flow chart for explaining the plurality of processed image acquisition steps shown in FIG. 9 in more detail.
11 is a flow chart for explaining the first processed image acquisition step shown in FIG. 10 in more detail.
Fig. 12 is a flowchart for explaining the final radiographic image acquisition step shown in Fig. 9 in more detail.
13 is a diagram for explaining a method for evaluating the performance of an image enhancement algorithm for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram for explaining a radiation image used for performance evaluation by the performance evaluation method shown in FIG. 13; FIG.
FIG. 15 is a diagram for explaining a quantitative evaluation method among the performance evaluation methods shown in FIG. 13; FIG.
FIG. 16 is a diagram for explaining a qualitative evaluation method among the performance evaluation methods shown in FIG. 13;
17 is a view for explaining an example of a result image obtained by applying an image enhancement algorithm for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention.
18 is a diagram for explaining a performance evaluation result of an image enhancement algorithm for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치에 대하여 설명한다.First, referring to FIG. 1, an image intensifier for enhancing the quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining an image enhancement apparatus for improving the quality of a radiation image according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치(100)(이하 '이미지 증강 장치'라 한다)는 방사선 이미지를 대상으로 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 획득한 복수의 이미지를 합성하여 방사선 이미지를 증강(enhancement)한다.Referring to FIG. 1, an image enhancement apparatus 100 (hereinafter, referred to as 'image enhancement apparatus') for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention includes a plurality of image quality enhancement algorithms A plurality of images obtained by parallel processing are synthesized to enhance the radiation image.
여기서, 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘은 히스토그램(histogram) 기반 이미지 화질 개선 알고리즘과 수리형태학(mathematical morphology) 기반 이미지 화질 개선 알고리즘으로 이루어진다. 히스토그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘에는 정규화(normalization), 클리핑 및 스트레칭(Clipping and Stretching, CS), 히스토그램 평활화(Histogram Equalization, HE), 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE) 등이 있다. 수리형태학 기반 이미지 화질 개선 알고리즘에는 탑-햇 필터(top-hat filter), 바틈-햇 필터(bottom-hat filter) 등이 있다.Here, the plurality of image quality enhancement algorithms consist of a histogram-based image enhancement algorithm and a mathematical morphology-based image enhancement algorithm. Histogram-based image quality enhancement algorithms include normalization, clipping and stretching (CS), histogram equalization (HE), and contrast-limited adaptive histogram equalization (CLAHE) . The morphological-based image quality improvement algorithms include top-hat filters, bottom-hat filters, and the like.
이를 위해, 이미지 증강 장치(100)는 이미지 입력부(110), 이미지 처리부(130) 및 이미지 합성부(150)를 포함할 수 있다.To this end, the
이미지 입력부(110)는 외부 장치(도시하지 않음)로부터 방사선 이미지를 입력받아 이미지 처리부(130)로 제공한다.The
이미지 처리부(130)는 이미지 입력부(110)를 통해 입력된 방사선 이미지를 대상으로 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 입력된 이미지로부터 복수의 처리된 이미지를 획득한다. 여기서, 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘은 히스토그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘과 수리형태학 기반 이미지 화질 개선 알고리즘으로 이루어지며, 히스토그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘은 클리핑 및 스트레칭(CS), 히스토그램 평활화(HE) 및 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE) 중 적어도 하나를 포함하고, 수리형태학 기반 이미지 화질 개선 알고리즘은 탑-햇 필터 및 바틈-햇 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
즉, 이미지 처리부(130)는 입력된 이미지에 탑-햇 필터와 바틈-햇 필터를 적용하여 제1 처리된 이미지를 획득할 수 있다.That is, the
보다 자세히 설명하면, 이미지 처리부(130)는 입력된 이미지를 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에, 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 탑-햇 필터를 처리한 이미지를 더하고, 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 바틈-햇 필터를 처리한 이미지를 빼서, 제1 처리된 이미지를 획득할 수 있다. 여기서, 클리핑 및 스트레칭은 상위 및 하위 히스토그램 클리핑(Clipping) 후 선형보간 스트레칭(linear interpolation stretching)하는 방법으로서, 예컨대 입력된 이미지의 상위 1%와 하위 1%의 강도(intensity)를 제거하고, 나머지를 선형 삽입법으로 재배치할 수 있다.More specifically, the
이때, 이미지 처리부(130)는 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에, 탑-햇 필터를 처리한 이미지에 제1 가중치(예컨대, 0.3 등)를 곱한 다음에 더하고, 바틈-햇 필터를 처리한 이미지에 제2 가중치(예컨대, 0.3 등)를 곱한 다음에 빼서, 제1 처리된 이미지를 획득할 수 있다.At this time, the
그리고, 이미지 처리부(130)는 입력된 이미지에 히스토그램 평활화(HE)를 적용하여 제2 처리된 이미지를 획득할 수 있다.The
또한, 이미지 처리부(130)는 입력된 이미지에 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE)를 적용하여 제3 처리된 이미지를 획득할 수 있다.In addition, the
이때, 이미지 처리부(130)는 입력된 이미지를 대상으로 정규화 처리하고, 정규화 처리된 이미지를 대상으로 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 정규화 처리된 이미지로부터 복수의 처리된 이미지를 획득할 수 있다.At this time, the
정리하면, 이미지 처리부(130)는 위와 같은 3개의 이미지 처리 동작을 병렬적으로 수행한 다음, 획득한 복수의 처리된 이미지, 즉 제1 처리된 이미지, 제2 처리된 이미지 및 제3 처리된 이미지를 이미지 합성부(150)로 제공할 수 있다.In summary, the
이미지 합성부(150)는 이미지 처리부(130)를 통해 획득한 복수의 처리된 이미지를 합성하여 최종 방사선 이미지를 획득한다.The
즉, 이미지 합성부(150)는 이미지 처리부(130)를 통해 획득한 복수의 처리된 이미지(제1 처리된 이미지, 제2 처리된 이미지 및 제3 처리된 이미지) 각각에 미리 설정된 가중치를 곱한 다음에 더해서, 최종 방사선 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 이미지 합성부(150)는 제1 처리된 이미지(탑-햇 필터와 바틈-햇 필터가 적용된 이미지), 제2 처리된 이미지(히스토그램 평활화가 적용된 이미지) 및 제3 처리된 이미지(대비 제한 적응적 히스토그램 평활화가 적용된 이미지) 각각에 "0.65 ~ 0.85", "0.05 ~ 0.25" 및 "0.05 ~ 0.26"의 가중치를 곱한 다음에 더해서 최종 방사선 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 제1 처리된 이미지, 제2 처리된 이미지 및 제3 처리된 이미지 각각에 "0.75", "0.15" 및 "0.10"의 가중치를 곱할 수 있다.That is, the
그런 다음, 이미지 합성부(150)는 최종 방사선 이미지를 대상으로 정규화 처리할 수 있다. 아울러, 이미지 합성부(150)는 정규화 처리된 최종 방사선 이미지를 16비트 그레이 스케일 이미지로 변환할 수 있다.Then, the
그러면, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘에 대해 보다 자세하게 설명한다.The image enhancement algorithm for enhancing the quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 8. FIG.
도 2는 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 정규화 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2에 도시한 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 클리핑 및 스트레칭 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 히스토그램 평활화(HE) 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE) 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 종래의 이미지 화질 개선 알고리즘 중 하나인 탑-햇 필터 및 바틈-햇 필터 처리의 일례를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining a conventional image quality improving algorithm, FIG. 3 is a view for explaining an example of a normalizing process, which is one of conventional image quality improving algorithms, FIG. 4 is a block diagram of a conventional image FIG. 5 is a view for explaining an example of histogram smoothing (HE) processing, which is one of image quality enhancement algorithms in the related art, and FIG. 6 is a diagram for explaining an example of clipping and stretching processing, FIG. 7 is a view for explaining an example of a contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE) process, which is one of image quality improvement algorithms of a top-hat filter and a bottom- Fig.
종래의 이미지 화질 개선 알고리즘은 그 동작 원리를 기반으로 크게 2가지 유형으로 구분된다. 첫 번째 유형은 히스트그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘으로, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 정규화, 클리핑 및 스트레칭(CS), 히스토그램 평활화(HE), 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE) 등이 있다. 두 번째 유형은 수리형태학 기반 이미지 화질 개선 알고리즘으로, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 탑-햇 필터, 바틈-햇 필터 등이 있다.Conventional image quality improvement algorithms are roughly divided into two types based on their operation principles. Clipping and Stretching (CS), histogram smoothing (HE), and contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE) as shown in Figure 2 (a) . The second type is a mathematical morphology-based image quality enhancement algorithm, such as a top-hat filter and a bar-hat filter, as shown in FIG. 2 (b).
히스토그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘의 하나인 정규화는 각 픽셀의 강도(intensity)를 더 넓은 범주로 이동시키는 방법이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 정규화는 원본 이미지의 전반적인 대조도를 높여주는 것을 확인할 수 있다.Normalization, which is one of the histogram-based image quality improvement algorithms, is a method of moving the intensity of each pixel to a broader category. As shown in FIG. 3, the normalization increases the overall contrast of the original image.
클리핑 및 스트레칭은 상위 및 하위 히스토그램 클리핑(Clipping) 후 선형보간 스트레칭하는 방법이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 클리핑 및 스트레칭은 전반적인 해부학적 구분을 유지하면서 이미지의 대조도를 개선시키는 것을 확인할 수 있다.Clipping and stretching is a method of linear interpolation stretching after upper and lower histogram clipping. As shown in Fig. 4, clipping and stretching improve the contrast of the image while maintaining the overall anatomical distinction.
히스토그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘의 하나인 히스토그램 평활화(HE)는 히스토그램을 편형하게 수정하는 방법이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 히스토그램 평활화(HE)는 fat opacity와 soft tissue opacity의 구분을 더 높여주는 것을 확인할 수 있다.Histogram Smoothing (HE), one of the image enhancement algorithms based on histograms, is a method of flatly modifying a histogram. As shown in FIG. 5, it can be seen that histogram smoothing (HE) distinguishes between fat opacity and soft tissue opacity.
히스토그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘의 하나인 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE)는 히스토그램 평활화(HE)의 변형 방법으로, 일정 수준을 초과하는 값들을 히스토그램 전반에 배치하여 이미지의 대조도를 증가시키는 방법이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE)는 골격 구조의 구분을 더 높여주는 것을 확인할 수 있다.Contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE), which is one of the histogram-based image quality improvement algorithms, is a method of transforming histogram smoothing (HE), which increases the contrast of images by placing values exceeding a certain level in the histogram . As shown in FIG. 6, it can be seen that the contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE) further enhances the classification of the skeletal structure.
수리형태학 기반 이미지 화질 개선 알고리즘 중의 하나인 탑-햇 필터는 이미지의 밝은 부분을 추출하는 방법이고, 바틈-햇 필터는 이미지의 어두운 부분을 추출하는 방법이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 탑-햇 필터와 바틈-햇 필터는 폐실질의 미묘한 차이를 더 높여주는 것을 확인할 수 있다.A top-hat filter, one of the image morphology-based image enhancement algorithms, is a method of extracting bright portions of an image, and a bar-hat filter is a method of extracting dark portions of an image. As shown in FIG. 7, it can be seen that the top-hat filter and the bar-hat filter increase the subtle difference in lung parentheses.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘의 일례를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining an example of an image enhancement algorithm for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 입력된 방사선 이미지를 아래의 [수학식 1]을 통해 0에서 1까지(I0)로 정규화 처리한 다음, 3개의 레이어(layer)로 보낸다.Referring to FIG. 8, the input radiation image is normalized from 0 to 1 (I 0 ) through the following equation (1), and then sent to three layers.
여기서, X는 입력된 이미지이다. min(X)는 X의 최소 픽셀 값(minimum pixsel value)이고고, max(X)는 X의 최대 픽셀 값(maximum pixel value)이다.Here, X is an input image. min (X) is the minimum pixel value of X and max (X) is the maximum pixel value of X.
첫 번째 레이어에서는 입력된 이미지를 클리핑 및 스트레칭 처리한 다음, 탑-햇 필터와 바틈-햇 필터를 적용한다. 즉, 첫 번째 레이어에서는 입력된 이미지를 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에, 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 탑-햇 필터를 처리한 이미지에 제1 가중치(예컨대, 0.3 등)를 곱한 다음에 더하고, 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 바틈-햇 필터를 처리한 이미지에 제2 가중치(예컨대, 0.3 등)를 곱한 다음에 빼서, 출력 이미지를 획득할 수 있다.The first layer clipping and stretching the input image, then applying top-hat and bottom-hat filters. That is, in the first layer, an image obtained by clipping and stretching a processed image is subjected to a clipping and stretching process, an image obtained by processing a top-hat filter is multiplied by a first weight (e.g., 0.3, etc.) And an output image can be obtained by multiplying the stretched image by the second weight (for example, 0.3, etc.) and subtracting it from the image obtained by processing the gap-hat filter.
두 번째 레이어에서는 입력된 이미지를 히스토그램 평활화(HE) 처리한다.In the second layer, the input image is subjected to histogram smoothing (HE).
세 번째 레이어에서는 입력된 이미지를 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE) 처리한다.In the third layer, the input image is subjected to contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE).
그런 다음, 3개의 레이어에서 출력되는 이미지 각각에 서로 다른 가중치를 곱한 다음 더하여 하나의 결과 이미지를 획득한다. 즉, 탑-햇 필터와 바틈-햇 필터가 적용된 이미지, 히스토그램 평활화(HE)가 적용된 이미지 및 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE)가 적용된 이미지 각각에 "0.65 ~ 0.85", "0.05 ~ 0.25" 및 "0.05 ~ 0.26"의 가중치를 곱한 다음에 더해서 결과 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 탑-햇 필터와 바틈-햇 필터가 적용된 이미지, 히스토그램 평활화(HE)가 적용된 이미지 및 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE)가 적용된 이미지 각각에 "0.75", "0.15" 및 "0.10"의 가중치를 곱할 수 있다.Then, each of the images output from the three layers is multiplied by a different weight, and then added to obtain a single result image. That is, "0.65 to 0.85", "0.05 to 0.25", and "0.15 to 0.25" are applied to each of the images to which the top-hat filter and the bar-hat filter are applied, the histogram smoothing (HE) and the contrast-limited adaptive histogram smoothing The resultant image can be obtained by multiplying by a weight of "0.05 to 0.26 ". For example, "0.75", "0.15", and "0.10" are assigned to each of the images to which the top-hat filter and the bar-hat filter are applied, the histogram smoothing (HE) is applied and the contrast limited adaptive histogram smoothing (CLAHE) Weights can be multiplied.
그리고, 결과 이미지를 정규화 처리한다.Then, the resultant image is normalized.
그러면, 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 방법에 대하여 설명한다.9 to 12, an image enhancement method for enhancing the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating an image enhancement method for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 이미지 증강 장치(100)는 입력된 방사선 이미지를 대상으로 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 입력된 이미지로부터 복수의 처리된 이미지를 획득한다(S110).Referring to FIG. 9, the
그런 다음, 이미지 증강 장치(100)는 획득한 복수의 처리된 이미지를 합성하여 최종 방사선 이미지를 획득한다(S130).Then, the
도 10은 도 9에 도시한 복수의 처리된 이미지 획득 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 10 is a flow chart for explaining the plurality of processed image acquisition steps shown in FIG. 9 in more detail.
도 10을 참조하면, 이미지 증강 장치(100)는 입력된 이미지를 정규화할 수 있다(S111).Referring to FIG. 10, the
그런 다음, 이미지 증강 장치(100)는 이미지에 탑-햇 필터와 바틈-햇 필터를 적용하여 제1 처리된 이미지를 획득할 수 있다(S113).The
그리고, 이미지 증강 장치(100)는 이미지에 히스토그램 평활화(HE)를 적용하여 제2 처리된 이미지를 획득할 수 있다(S115).Then, the
또한, 이미지 증강 장치(100)는 이미지에 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE)를 적용하여 제3 처리된 이미지를 획득할 수 있다(S117).In addition, the
위와 같은 이미지 화질 개선 알고리즘을 적용하는 단계(S113, S115, S117)는 이미지 증강 장치(100)에 의해 병렬적으로 수행된다.Steps S113, S115, and S117 for applying the above image quality improvement algorithm are performed in parallel by the
도 11은 도 10에 도시한 제1 처리된 이미지 획득 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.11 is a flow chart for explaining the first processed image acquisition step shown in FIG. 10 in more detail.
도 11을 참조하면, 이미지 증강 장치(100)는 입력된 이미지를 클리핑 및 스트레칭 처리할 수 있다(S113a).Referring to FIG. 11, the
그런 다음, 이미지 증강 장치(100)는 이미지에 탑-햇 필터를 적용할 수 있다(S113b).The
그리고, 이미지 증강 장치(100)는 이미지에 바틈-햇 필터를 적용할 수 있다(S113c).Then, the
위와 같은 필터 적용 단계(S113b, S113c)는 이미지 증강 장치(100)에 의해 병렬적으로 수행된다.The above-described filter application steps (S113b, S113c) are performed in parallel by the image enhancement apparatus (100).
이후, 이미지 증강 장치(100)는 제1 처리된 이미지를 획득할 수 있다(S113d). 즉, 이미지 증강 장치(100)는 입력된 이미지를 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에, 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 탑-햇 필터를 처리한 이미지를 더하고, 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 바틈-햇 필터를 처리한 이미지를 빼서, 제1 처리된 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 이미지 증강 장치(100)는 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에, 탑-햇 필터를 처리한 이미지에 제1 가중치(예컨대, 0.3 등)를 곱한 다음에 더하고, 바틈-햇 필터를 처리한 이미지에 제2 가중치(예컨대, 0.3 등)를 곱한 다음에 빼서, 제1 처리된 이미지를 획득할 수 있다.Thereafter, the
도 12는 도 9에 도시한 최종 방사선 이미지 획득 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.Fig. 12 is a flowchart for explaining the final radiographic image acquisition step shown in Fig. 9 in more detail.
도 12를 참조하면, 이미지 증강 장치(100)는 획득한 복수의 처리된 이미지를 합성하여 최종 방사선 이미지를 획득할 수 있다(S131). 즉, 이미지 증강 장치(100)는 획득한 복수의 처리된 이미지(제1 처리된 이미지, 제2 처리된 이미지 및 제3 처리된 이미지) 각각에 미리 설정된 가중치를 곱한 다음에 더해서, 최종 방사선 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 이미지 증강 장치(100)는 제1 처리된 이미지(탑-햇 필터와 바틈-햇 필터가 적용된 이미지), 제2 처리된 이미지(히스토그램 평활화가 적용된 이미지) 및 제3 처리된 이미지(대비 제한 적응적 히스토그램 평활화가 적용된 이미지) 각각에 "0.65 ~ 0.85", "0.05 ~ 0.25" 및 "0.05 ~ 0.26"의 가중치를 곱한 다음에 더해서 최종 방사선 이미지를 획득할 수 있다. 예컨대, 제1 처리된 이미지, 제2 처리된 이미지 및 제3 처리된 이미지 각각에 "0.75", "0.15" 및 "0.10"의 가중치를 곱할 수 있다.Referring to FIG. 12, the
그런 다음, 이미지 증강 장치(100)는 획득한 최종 방사선 이미지를 정규화할 수 있다(S133). 그리고, 이미지 증강 장치(100)는 정규화 처리된 최종 방사선 이미지를 16비트 그레이 스케일 이미지로 변환할 수 있다.The
그러면, 도 13 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘의 성능에 대하여 설명한다.Next, the performance of the image enhancement algorithm for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 to 18. FIG.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘의 성능을 평가하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 14는 도 13에 도시한 성능 평가 방법에 의한 성능 평가에 이용된 방사선 이미지를 설명하기 위한 도면이며, 도 15는 도 13에 도시한 성능 평가 방법 중 정량적 평가 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 도 13에 도시한 성능 평가 방법 중 정성적 평가 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 13 is a diagram for explaining a method for evaluating the performance of an image enhancement algorithm for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 14 is a flowchart illustrating a performance evaluation FIG. 15 is a view for explaining a quantitative evaluation method among the performance evaluation methods shown in FIG. 13, and FIG. 16 is a diagram for explaining a quantitative evaluation method among the performance evaluation methods shown in FIG. 13 Fig.
본 발명에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘의 성능을 평가는 도 13에 도시된 바와 같이 정량적 평가와 정성적 평가를 이용하여 수행하였다.The performance of the image enhancement algorithm for improving the image quality of the radiological image according to the present invention was evaluated using quantitative evaluation and qualitative evaluation as shown in FIG.
본 발명의 성능 평가를 위해 사용된 개의 방사선 사진은 도 14에 도시된 바와 같이 이미지의 대조도에 따라 높은 대조도(high contrast), 중간 대조조(medium contrast), 낮은 대조도(low contrast)의 세 그룹으로 구분하여 이용하였다. 그리고, 각 그룹은 5장의 ventrodorsal view와 5장의 lateral view로 구성하여, 총 30장의 방사선 사진을 성능 평가에 이용하였다. 여기서, 총 30장의 방사선 사진은 15장의 정상 사진과 22개의 비정상 소견이 확인된 15장의 비정상 사진으로 구성하였다.The radiographs used for the performance evaluation of the present invention show high contrast, medium contrast, and low contrast according to the contrast of the image as shown in FIG. 14 Three groups were used. Each group consisted of 5 ventrodorsal views and 5 lateral views, and a total of 30 radiographs were used for performance evaluation. A total of 30 radiographs consisted of 15 normal images and 15 abnormal images with 22 abnormalities.
본 발명의 성능 평가를 위해 사용된 정량적 평가는 도 15에 도시된 엔트로피(entropy)를 이용하였다. 엔트로피는 이미지의 복잡성을 판단할 수 있는 질감 분석법 중의 하나로, 아래의 [수학식 2]를 이용하여 원본 이미지와 본 발명에 따른 이미지 증강 알고리즘('IEF'라 한다)이 적용된 이미지의 엔트로피를 student T-test를 통해 비교하였다.The quantitative evaluation used for the performance evaluation of the present invention utilized the entropy shown in Fig. Entropy is one of the texture analysis methods that can determine the complexity of the image. The entropy of the image to which the original image and the image enhancement algorithm according to the present invention (referred to as 'IEF' -test.
여기서, p는 히스토그램 카운트(histogram count)를 포함한다.Here, p includes a histogram count.
본 발명의 성능 평가를 위해 사용된 정성적 평가는 도 16에 도시된 바와 같이 총 8명의 숙련된 영상의학과의사(radiologist)가 본 발명에 따른 이미지 증강 알고리즘(IEF) 적용 전후 이미지를 비교하였다. 평가 기준은 본 발명에 따른 이미지 증강 알고리즘(IEF) 적용이 판독 용이도에 영향을 주지 않는 3점을 기준으로, 판독 용이도를 조금 떨어뜨렸다면 2점, 확인히 떨어뜨렸다면 1점으로 하고, 판독 용이도를 조금 개선시켰다면 4점, 확연히 개선시켰다면 5점을 부여하는 것으로 하였다. 또한, 신뢰도 분석을 위해 관찰자 간 일치도를 평가하였다.The qualitative evaluation used for the performance evaluation of the present invention compares images before and after application of the image enhancement algorithm (IEF) according to the present invention, as shown in FIG. 16, in total of eight skilled radiologists. The evaluation criterion is based on the three points that the image enhancement algorithm (IEF) according to the present invention does not affect the readability, 2 points if the readability is slightly lowered, 1 point if the readability is lowered, 4 points if the readability was improved a little, and 5 points if the improvement was remarkably improved. In addition, the interobserver agreement was evaluated for reliability analysis.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘을 적용한 결과 이미지의 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 18은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 알고리즘의 성능 평가 결과를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 17 is a view for explaining an example of a result image obtained by applying an image enhancement algorithm for improving the image quality of a radiological image according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 18 is a view for explaining an image enhancement FIG. 2 is a diagram for explaining a performance evaluation result of the image enhancement algorithm for the image enhancement algorithm.
본 발명에 따른 이미지 증강 알고리즘(IEF)은 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 적용함으로써, 도 17에 도시된 바와 같이 이미지 화질 개선 알고리즘 각각이 가지고 있는 장점을 모두 가지고 있음을 확인할 수 있다.The image enhancement algorithm (IEF) according to the present invention can confirm that each of the image quality improvement algorithms has all the advantages as shown in FIG. 17 by applying a plurality of image quality enhancement algorithms in parallel.
그리고, 본 발명에 따른 이미지 증강 알고리즘(IEF)은 도 18에 도시된 바와 같이 정량적 평가 및 정성적 평가 결과 이미지 화질이 개선되는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 18, the image enhancement algorithm (IEF) according to the present invention can confirm that the image quality is improved as a result of quantitative evaluation and qualitative evaluation.
즉, 정량적 평가 결과, 본 발명에 따른 이미지 증강 알고리즘(IEF)이 적용된 이미지는 원본 이미지보다 더 높은 엔트로피 평균값을 보여주는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이미지 증강 알고리즘(IEF)이 적용된 이미지는 원본 이미지보다 세부적인 표현이 향상됨을 확인할 수 있다.That is, as a result of the quantitative evaluation, it can be confirmed that the image with the image enhancement algorithm (IEF) according to the present invention shows a higher entropy average value than the original image. Accordingly, it can be confirmed that the image enhanced with the image enhancement algorithm (IEF) according to the present invention has a more detailed representation than the original image.
또한, 정성적 평가 결과, 본 발명에 따른 이미지 증강 알고리즘(IEF)이 적용된 이미지는 각 그룹별 평균 점수가 모두 4점 이상인 것을 확인할 수 있다. 아울러, 8명의 영상의학과의사(radiologist) 간의 일치도는 0.73으로 acceptable 수준인 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이미지 증강 알고리즘(IEF)이 적용된 이미지는 원본 이미지보다 판독 용이도가 향상됨을 확인할 수 있다. 아울러, 평가에 참여한 영상의학과의사(radiologist)들은 눈에 띌 만한 허상이나 노이즈가 없이 폐와 종격동의 가시도가 증가하였다는 공통된 평을 하였습니다.As a result of the qualitative evaluation, it can be confirmed that the average score of each group is 4 or more when the image enhancement algorithm (IEF) according to the present invention is applied. In addition, agreement between radiologist and radiologist was 0.73, which is acceptable. Accordingly, it can be seen that the image enhancement algorithm (IEF) according to the present invention has improved readability over the original image. In addition, the radiologists who participated in the evaluation had a common opinion that the visibility of the lungs and mediastinum increased without any noticeable vision or noise.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 롬(ROM), 램(RAM), 씨디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 유무선 통신망으로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical data storage device. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed to computer devices connected to a wired / wireless communication network, and a computer-readable code may be stored and executed in a distributed manner.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 다음의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted without departing from the scope of the appended claims.
100 : 이미지 증강 장치, 110 : 이미지 입력부,
130 : 이미지 처리부, 150 : 이미지 합성부100: image intensifier, 110: image input section,
130: Image processing unit, 150:
Claims (10)
상기 이미지 처리부를 통해 획득한 상기 복수의 처리된 이미지를 합성하여 최종 방사선 이미지를 획득하는 이미지 합성부;
를 포함하며,
상기 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘은, 히스토그램(histogram) 기반 이미지 화질 개선 알고리즘과 수리형태학(mathematical morphology) 기반 이미지 화질 개선 알고리즘으로 이루어지며,
상기 히스토그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘은, 클리핑 및 스트레칭(Clipping and Stretching, CS), 히스토그램 평활화(Histogram Equalization, HE) 및 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE) 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 수리형태학 기반 이미지 화질 개선 알고리즘은, 탑-햇 필터(top-hat filter) 및 바틈-햇 필터(bottom-hat filter) 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 이미지 처리부는, 상기 입력된 이미지에 상기 탑-햇 필터와 상기 바틈-햇 필터를 적용하여 제1 처리된 이미지를 획득하고, 상기 입력된 이미지에 상기 히스토그램 평활화(HE)를 적용하여 제2 처리된 이미지를 획득하며, 상기 입력된 이미지에 상기 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE)를 적용하여 제3 처리된 이미지를 획득하는 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치.An image processing unit for processing a plurality of image quality improvement algorithms in parallel on an input radiation image to obtain a plurality of processed images from the input image; And
An image synthesis unit for synthesizing the plurality of processed images acquired through the image processing unit to acquire a final radiation image;
/ RTI >
Wherein the plurality of image quality enhancement algorithms comprise a histogram-based image enhancement algorithm and a mathematical morphology-based image enhancement algorithm,
The histogram-based image quality enhancement algorithm includes at least one of Clipping and Stretching (CS), Histogram Equalization (HE), and Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE) ,
Wherein the mathematical morphology-based image quality enhancement algorithm comprises at least one of a top-hat filter and a bottom-hat filter,
Wherein the image processing unit obtains a first processed image by applying the top-hat filter and the coarse-to-yellow filter to the input image, applies the histogram smoothing (HE) to the input image, And acquiring a third processed image by applying the contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE) to the input image.
상기 이미지 처리부는,
상기 입력된 이미지를 상기 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에, 상기 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 상기 탑-햇 필터를 처리한 이미지를 더하고, 상기 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에 상기 바틈-햇 필터를 처리한 이미지를 빼서, 상기 제1 처리된 이미지를 획득하는,
방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치.The method of claim 1,
Wherein the image processing unit comprises:
The image obtained by subjecting the clipped and stretched image to the clipping and stretching process is added to the image obtained by clipping and stretching the input image, and the clipped and stretched processed image is subjected to the clipping and stretching process, Subtracting the image to obtain the first processed image,
Image enhancement device for improving the image quality of radiation image.
상기 이미지 처리부는,
상기 클리핑 및 스트레칭 처리한 이미지에, 상기 탑-햇 필터를 처리한 이미지에 제1 가중치를 곱한 다음에 더하고, 상기 바틈-햇 필터를 처리한 이미지에 제2 가중치를 곱한 다음에 빼서, 상기 제1 처리된 이미지를 획득하는,
방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the image processing unit comprises:
Wherein the image processed by the top-hat filter is multiplied by a first weight, then the clipped and stretched image is added to the image after the clipping and stretching process is multiplied by a second weight, Acquiring the processed image,
Image enhancement device for improving the image quality of radiation image.
상기 이미지 처리부는,
상기 입력된 이미지를 대상으로 정규화(normalization) 처리하고, 상기 정규화 처리된 이미지를 대상으로 상기 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 상기 정규화 처리된 이미지로부터 상기 복수의 처리된 이미지를 획득하는,
방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치.The method of claim 1,
Wherein the image processing unit comprises:
Processing the input image with a plurality of image quality improvement algorithms in parallel for the normalized image and obtaining the plurality of processed images from the normalized image ,
Image enhancement device for improving the image quality of radiation image.
상기 이미지 합성부는,
상기 이미지 처리부를 통해 획득한 상기 복수의 처리된 이미지 각각에 미리 설정된 가중치를 곱한 다음에 더해서, 상기 최종 방사선 이미지를 획득하는,
방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치.The method of claim 1,
Wherein the image synthesizing unit comprises:
Wherein each of the plurality of processed images acquired through the image processing unit is multiplied by a preset weight,
Image enhancement device for improving the image quality of radiation image.
상기 이미지 합성부는,
상기 최종 방사선 이미지를 대상으로 정규화 처리하는,
방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the image synthesizing unit comprises:
Normalizing the final radiation image to a target,
Image enhancement device for improving the image quality of radiation image.
입력된 방사선 이미지를 대상으로 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘을 병렬적으로 처리하여 상기 입력된 이미지로부터 복수의 처리된 이미지를 획득하는 단계; 및
획득한 상기 복수의 처리된 이미지를 합성하여 최종 방사선 이미지를 획득하는 단계;
를 포함하며,
상기 복수의 이미지 화질 개선 알고리즘은, 히스토그램(histogram) 기반 이미지 화질 개선 알고리즘과 수리형태학(mathematical morphology) 기반 이미지 화질 개선 알고리즘으로 이루어지며,
상기 히스토그램 기반 이미지 화질 개선 알고리즘은, 클리핑 및 스트레칭(Clipping and Stretching, CS), 히스토그램 평활화(Histogram Equalization, HE) 및 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE) 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 수리형태학 기반 이미지 화질 개선 알고리즘은, 탑-햇 필터(top-hat filter) 및 바틈-햇 필터(bottom-hat filter) 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 복수의 처리된 이미지 획득 단계는, 상기 입력된 이미지에 상기 탑-햇 필터와 상기 바틈-햇 필터를 적용하여 제1 처리된 이미지를 획득하고, 상기 입력된 이미지에 상기 히스토그램 평활화(HE)를 적용하여 제2 처리된 이미지를 획득하며, 상기 입력된 이미지에 상기 대비 제한 적응적 히스토그램 평활화(CLAHE)를 적용하여 제3 처리된 이미지를 획득하는 것으로 이루어지는 방사선 이미지의 화질 개선을 위한 이미지 증강 방법.A method of enhancing an image of an image intensifier for improving an image quality of a radiation image,
Processing a plurality of image quality enhancement algorithms in parallel on an input radiation image to obtain a plurality of processed images from the input image; And
Synthesizing the acquired plurality of processed images to obtain a final radiographic image;
/ RTI >
Wherein the plurality of image quality enhancement algorithms comprise a histogram-based image enhancement algorithm and a mathematical morphology-based image enhancement algorithm,
The histogram-based image quality enhancement algorithm includes at least one of Clipping and Stretching (CS), Histogram Equalization (HE), and Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE) ,
Wherein the mathematical morphology-based image quality enhancement algorithm comprises at least one of a top-hat filter and a bottom-hat filter,
Wherein the plurality of processed image acquiring steps acquires a first processed image by applying the top-hat filter and the coarse-fine filter to the input image, and applying the histogram smoothing (HE) to the input image And applying the contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE) to the input image to obtain a third processed image. The image enhancement method according to claim 1, wherein the third processed image is obtained by applying the contrast-limited adaptive histogram smoothing (CLAHE) to the input image.
A computer program stored in a computer-readable recording medium for causing a computer to execute an image enhancement method for improving the image quality of a radiological image according to claim 9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170175020A KR101928907B1 (en) | 2017-12-19 | 2017-12-19 | Apparatus and method for enhancing image for quality improvement in radiographic image |
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Citations (1)
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JP2017502423A (en) * | 2014-01-08 | 2017-01-19 | 富士通株式会社 | Image contrast enhancement apparatus, electronic apparatus and method |
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- 2017-12-19 KR KR1020170175020A patent/KR101928907B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Garima Yadav ET AL:"Multi-domain Image Enhancement of Foggy Images Using CLAHE Method", International Conference on Recent Cognizance in Wireless Communication & Image Processing, 29 April 2016* |
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