KR100512609B1 - 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법 - Google Patents

의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법에 관한 것으로, 데이터 영역, 마스크 영역, 서브볼륨1 영역, 서브볼륨2 영역을 가지는 볼륨 데이터를 이용하여 이들에 대응하는 4개의 룩업 테이블과 3개의 산술/논리장치를 이용하여 한번의 볼륨 렌더링을 통해 전체 볼륨으로부터 서브볼륨을 구분되게 멀티 서브볼륨 렌더링 방법을 제공하며, 이에 의해 종래에 서브볼륨의 수만큼 추가되던 렌더링을 생략함으로써 향상된 속도로 볼륨 렌더링을 할 수 있게 된다.

Description

의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법{Method of Multi SubVolume Rendering for Medical Image}
본 발명은 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 하나 이상의 서브볼륨을 가지는 전체 볼륨을 한번의 렌더링을 통해 멀티 서브볼륨 렌더링하는 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 그래픽스(Computer Graphics)는 객체(object)의 2차원적 또는 3차원적 그래픽 표현을 2차원 디스플레이 스크린 상에 나타내는데 주로 이용된다. 볼륨 그래픽스(Volume Graphics)는 컴퓨터 그래픽스의 한 분야로서, 3차원 또는 그 이상의 차원을 가지는 샘플 데이터로 표현되는 객체(object)를 시각화하는 것을 다룬다. 이 샘플들은 볼륨 구성요소(volume elements) 또는 복셀(voxels)이라 불리우며, 객체의 물리적 특징을 표현하는 디지털 정보를 포함한다. 예를 들어, 특정 물체의 복셀 데이터는 밀도, 물질의 유형, 온도, 속도, 또는 다른 특성을, 이산적 점들(discrete points)로, 공간에서, 그 객체의 내부 및 주변 전체에 걸쳐 표현할 수 있다.
근래에, 볼륨 렌더링(Volume Rendering)이라 불리는 볼륨 그래픽스 방법이 도입되었으며, 이는 디지털 신호 프로세싱(digital signal processing)의 한 형태로서, 복셀기반 표현의 각각의 복셀에 색상(color) 및 투명도를 부여하는 방법이다. 이렇게 색상과 투명도가 부여된 각 복셀들은 컴퓨터 스크린과 같은 2차원의 표시 화면(viewing surface)에 투사되며(projected), 이 때 백그라운드(background)의 복셀들은 포어그라운드(foreground)의 불투명한 복셀들에 의해 가려지는 형태로 된다. 이러한 투사된 복셀들의 축적이 객체의 시각적 이미지(visual image)를 결과한다.
정리하면, 볼륨 렌더링(Volume Rendering)은 볼륨(volume) 또는 볼륨 데이터 세트(volume data set)를 렌더링하는 것으로, 볼륨 데이터 세트는 볼륨 구성요소(volume elements) 또는 복셀(voxels)이라 불리는 데이터 포인트들의 3차원 배열(3-D array of data points)로 이루어지고, 복셀은 픽셀(pixel)의 3차원적 대응물로서 색상과 투명도 정보를 포함하고 있으며, 특정 복셀의 데이터 값인 색상과 투명도를 변경함으로써 객체의 외부 및 내부를 다른 형태로 볼 수 있는데, 예를 들어 수술에 앞서 무릎의 인대, 힘줄 및 뼈를 살펴 보고자 하는 의사는 무릎의 단층 스캔에서, 피, 피부 및 근육을 완전히 투명하게 보이도록 할 수 있다.
한편, 의사들은 CT(Computer Tomography; 컴퓨터단층촬영) 이미지나 MRI(Magnetic Resonance Imaging; 자기공명영상법) 이미지와 같은 의료용 이미지로부터 이상 부위(예: 종양)의 모양과 위치에 대한 정보를 얻은 후에 수술을 하게 된다. 따라서 이러한 CT나 MRI 이미지와 같은 의료용 이미지로부터 만들어진 3차원 객체 또는 볼륨 데이터 세트 역시 이러한 이상 부위를 기타 다른 조직들과 구별하여 나타낼 수 있다면 훨씬 보기가 편할 것이다. 이러한 목적을 이루기 위하여 멀티 서브볼륨 렌더링(MultiSubVolume Rendering) 방법이 나오게 되었다. 간단히 말해서 멀티 서브볼륨 렌더링(MultiSubVolume Rendering)은 이상 부위(또는 관심있는 부위)를 다른 부분과는 구별되는 색으로 표시함으로써 이상 부위의 위치와 모양을 쉽게 판단할 수 있도록 하는 것이다. 현재 이러한 멀티 서브볼륨 렌더링을 구현하기 위해 TeraRecon사의 VolumeProTM와 같은 볼륨 렌더링 하드웨어 솔루션이 사용되고 있으나, 이러한 볼륨 렌더링 하드웨어 솔루션에서 구현되는 멀티 서브볼륨 렌더링은 아래와 같은 문제점을 가지고 있다.
도 1을 참고로 하여 종래의 멀티 서브볼륨 렌더링 방법을 살펴보면, 먼저 적정 개수만큼 촬영된 CT나 MRI 이미지와 같은 의료용 이미지(101)로부터 볼륨 또는 볼륨 데이터 세트(102)를 형성한다. 볼륨 또는 볼륨 데이터 세트(102)는 단순히 이러한 의료용 이미지(101)를 여러개 적층해 놓은 것으로 볼 수 있으며, 각각의 의료용 이미지(101)의 픽셀(103)이 볼륨 또는 볼륨 데이터 세트(102)의 복셀(104)에 대응하고, 각각의 복셀(104)은 데이터 값으로 색상에 대한 정보값과 투명도에 대한 정보값을 포함하고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전체 볼륨(102)으로부터 서브볼륨(105,106)을 구별되게 렌더링하기 위해 종래의 멀티 서브볼륨 렌더링에서는 서브볼륨(105), 서브볼륨(106) 및 전체 볼륨(102) 각각에 대하여 개별적으로 렌더링을 행한 다음, 렌더링된 각각의 이미지들을 합성함으로써 멀티 서브볼륨 렌더링을 행하였다. 여기서, 서브볼륨(105) 또는 서브볼륨(106)에 개별적으로 렌더링을 행한다는 것은 특정 서브볼륨 영역에 속한 복셀만을 이용하여 그 서브볼륨에 맞는 색을 설정한 후 렌더링함을 말한다. 전체 볼륨의 관점에서 살펴보면 일부 영역(해당 서브볼륨 영역)만을 렌더링하여 2D 이미지를 얻는다고 생각하면 된다.
이러한 종래의 멀티 서브볼륨 렌더링 방법에 의하면, 서브볼륨의 개수만큼 렌더링이 더 필요하고, 서브볼륨을 렌더링한 이미지와 전체 볼륨을 렌더링한 이미지를 합성시켜 주어야 하므로 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 한번의 렌더링으로 멀티 서브볼륨 렌더링을 행하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명은 의료용 이미지로부터 생성되며 복셀을 구성요소로 하는 전체 볼륨으로부터, 이 전체 볼륨에 포함되는 서브볼륨1 및 서브볼륨2를 전체 볼륨과 구분되도록 2차원 화면 상에 볼륨 렌더링하는, 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법에 있어서, 복셀이 전체 볼륨에서 가지는 색상 및 투명도에 대한 정보값을 담고 있는 데이터 영역; 복셀이 서브볼륨1 및 서브볼륨2에 속하는지에 대한 정보값을 담고 있는 마스크 영역; 복셀이 서브볼륨1에서 가지는 색상 및 투명도에 대한 정보값을 담고 있는 서브볼륨1 영역; 복셀이 서브볼륨2에서 가지는 색상 및 투명도에 대한 정보값을 담고 있는 서브볼륨2 영역;을 포함하는 복셀 데이터를 이용하여, 데이터 영역과 짝을 이루는 제1 룩업 테이블로부터 데이터 영역의 정보값에 대응하는 RGBA 값을 출력하고, 마스크 영역과 짝을 이루는 제2 룩업 테이블로부터 마스크 영역의 정보값에 대응하는 RGBA 값을 출력하며, 서브볼륨1 영역과 짝을 이루는 제3 룩업 테이블로부터 서브볼륨1 영역의 정보값에 대응하는 RGBA 값을 출력하고, 서브볼륨2 영역과 짝을 이루는 제4 룩업 테이블로부터 서브볼륨2 영역의 정보값에 대응하는 RGBA 값을 출력하는 제1 단계; 데이터 영역-마스크 영역 산술/논리장치를 통해 제1 룩업 테이블로부터 출력된 RGBA 값과 제2 룩업 테이블로부터 출력된 RGBA 값을 입력으로 하여 AND 연산된 RGBA 값을 산출하고, 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 산술/논리장치를 통해 제3 룩업 테이블로부터 출력된 RGBA 값과 제4 룩업 테이블로부터 출력된 RGBA 값을 입력으로 하여 MAX 연산된 RGBA 값을 산출하는 제2 단계; 최종 산술/논리장치를 통해 데이터 영역-마스크 영역 산술/논리장치로부터 출력된 RGBA 값과 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 산술/논리장치로부터 출력된 RGBA 값을 입력으로 하여 MAX 연산된 RGBA 값을 산출하는 제3 단계; 그리고, 최종 산술/논리장치로부터 출력된 RGBA 값을 이용하여 2차원 화면상에 볼륨 렌더링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법을 제공한다.
여기서, 전체 볼륨의 모든 복셀에 대하여 서브볼륨2 영역이 "0" 값을 가질 수 있으며, 이 경우에 본 발명은 하나의 서브볼륨에 대하여 적용된 경우에 해당하며, 따라서 본 발명은 하나의 서브볼륨을 전체 볼륨에 대하여 멀티 서브볼륨 렌더링하는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참고로 하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 복셀의 데이터 구조를 나타낸다. 본 발명에 따른 복셀 데이터는 4개의 영역(field)으로 구분되어 있으며, 4개의 영역은 데이터 영역(1), 마스크 영역(2), 서브볼륨1 영역(3), 서브볼륨2 영역(4)으로 구분되어 있다. 복셀 데이터의 크기는 32비트(bit)이며, 데이터 영역(1)에 12비트가, 마스크 영역(2)에 4비트가, 서브볼륨1 영역(3)에 8비트가, 서브볼륨2 영역(4)에 8비트가 할당되어 있다. 복셀 데이터의 크기에 특별한 제한이 있는 것은 아니며, 본 실시예에서 32비트 크기의 복셀 데이트를 사용하는 것은 본 발명이 실제 적용가능한 상용 볼륨 렌더링 하드웨어 솔루션인 Terarecon사의 VolumeProTM가 32비트 크기의 복셀 데이터 구조를 사용하기 때문이다.
도 4에 도시된 것과 같은 서브볼륨1(5)과 서브볼륨2(6)가 포함된 전체 볼륨(7)을 예로 본 발명에 따른 복셀의 데이터 구조를 설명하면, 데이터 영역(1)에는 전체 볼륨(7)에서의 복셀의 데이터 값 즉 색상에 대한 정보값과 투명도에 대한 정보값이 놓인다. 일반적으로 이러한 값은 0 ~ 4095의 값을 가지기 때문에 데이터 영역(1)에 대해서 12비트가 할당되어 있다.
마크스 영역(2)에는 복셀이 어느 불륨(전체 볼륨, 서브볼륨1, 서브볼륨2)에 속하는지를 알려주는 값이 들어있다. 이 영역은 4비트로 할당되어 있어서 이론상으로는 0 ~ 15까지의 값을 가질 수 있으나 실제로는 다음의 4가지 값만이 사용된다.
값 의미
0 어느 서브볼륨에도 속하지 않는 복셀이다.
1 서브볼륨1(5)에 속하는 복셀이다.
2 서브볼륨2(6)에 속하는 복셀이다.
3 서브볼륨1(5) 및 서브볼륨2(6) 모두에 속하는 복셀이다.
도 4에서 전체 볼륨(7)에만 속하는 복셀(8)은 마스크 값으로 0을 가지며, 서브볼륨1(5)에 속하는 복셀(9)은 마스크 값으로 1을 가지고, 서브볼륨2(6)에 속하는 복셀(10)은 마스크 값으로 2를 가지며, 서브볼륨1(5) 및 서브볼륨2(6)에 속하는 복셀(11)은 마스크 값으로 3을 가진다. 도 4에서 전체 볼륨(7)에 속하는 복셀로 복셀(8)만이 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이다.
서브볼륨1 영역(3)은 전체 볼륨(7)에서 사용자가 필요에 의하여 다른 색깔로 구별하고 싶어하는 볼륨을 위한 영역이다. 간단한 예로 전체 두뇌에서 질병이 있는 부분을 들 수 있겠다. 서브볼륨1 영역(3)에는 서브볼륨1(5)에서의 복셀의 데이터 값 즉, 색상에 대한 정보값과 투명도에 대한 정보값이 놓인다.
서브볼륨2 영역(4)은 서브볼륨1 영역(3)과 같은 의도로 정의된 영역이며, 이러한 영역이 2개가 존재한다는 것은 서브볼륨을 최대 2개까지 정의할 수 있다는 것을 의미한다. 쉬운 예로 혈관과 종양을 2개의 서브볼륨으로 설정할 수 있다. 서브볼륨2 영역(4)에는 서브볼륨2(6)에서의 복셀의 데이터 값 즉, 색상에 대한 정보값과 투명도에 대한 정보값이 놓인다.
만약 복셀이 어느 서브볼륨 영역에도 속하지 않는다면 전체 볼륨(7)의 데이터 값을 따라야 하므로 반드시 서브볼륨1 영역(3) 및 서브볼륨2 영역(4)은 "0" 값을 가져야 한다.
종래의 경우에 CT나 MRI 이미지와 같은 의료용 이미지(101)로부터 볼륨 또는 볼륨 데이터 세트(102)를 생성하는 과정에서 각 복셀에 대하여 데이터 영역만을 정의하는 형태로 복셀 데이터 형성하였으나, 발명에서는 효율적인 렌더링을 위하여 복셀 데이터를 4개의 영역으로 확장하였다.
도 5는 본 발명에 따라 멀티 서브볼륨 렌더링을 하는 방법을 나타내는 도면으로, 본 발명에 따른 복셀 데이터 구조를 이용하여 본 발명에 따라 멀티 서브볼륨 렌더링을 하기 위해서는 복셀 데이터의 4개의 영역에 대응하는 4개의 룩업 테이블(12,13,14,15; LookUp Table, 이하 LUT이라 한다)과 3개의 산술/논리장치(16,17,18; Arithmetic & Logical Unit, 이하 ALU이라 한다)가 필요하다.
LUT이란 RGBA 값(여기서 RGB는 색상 값이며 A는 투명도 값이다)이 들어있는 테이블이다. 해당 영역(field)의 값을 가지고 이 LUT을 참조하여 한 복셀의 특정 영역(field)이 가리키는 RGBA 값을 찾아낼 수 있으며, 실제 내부적으로 렌더링을 할 때에는 하나의 복셀에 대해 이렇게 찾아낸 RGBA 값(총 4개의 영역이 존재하므로 하나의 복셀에 대해 해당 LUT의 참조를 통해서 4개의 RGBA 값이 나오게 된다)을 여러 연산을 거쳐 최종적인 하나의 RGBA 값으로 만든 후 사용하게 된다.
4개의 LUT(12,13,14,15)은 4096개의 RGBA 값을 담을 수 있는 1개의 LUT(12)과 각각 256개의 RGBA 값을 담을 수 있는 3개의 LUT(13,14,15)로 구성된다. 4096개의 RGBA 값을 담을 수 있는 LUT(12)이 데이터 영역(5)에 할당되고 나머지 LUT(13,14,15)은 각각 다른 영역(2,3,4)과 짝을 이룬다.
ALU은 두 RGBA 값을 입력받아서 산술적이거나 논리적인 연산을 통하여 최종적으로 하나의 RGBA 값을 만들어내는 장치이다. 여기서 연산은 각 채널마다 독립적으로 이루어진다. 즉, RGBA 값의 경우 Red, Green, Blue, Alpha(투명도) 이렇게 4개의 채널로 구성되어 있으며 입력된 두 RGBA 값에서 R값은 R값끼리 Alpha값은 Alpha값끼리 독립적으로 연산이 이루어진다.
이하 본 발명에 따라 멀티 서브볼륨 렌더링을 행하는 과정을 설명한다. 먼저, 복셀 데이터는 4개의 영역(데이터, 마스크, 서브볼륨1, 서브볼륨2)으로 나누어져 있고 각 영역(1,2,3,4)에 들어있는 값을 이용하여 각 영역과 쌍을 이루는 LUT(12,13,14,15)로부터 RGBA 값을 가져오게 된다. 여기서, 마스크 영역(2)에서 나오는 RGBA 값은 다른 세 영역(1,3,4)의 RGBA 값 중 어떠한 색을 선택할지를 알려주는 역할을 한다.
가. 데이터 영역-마스크 영역 ALU(16)
데이터 영역-마스크 영역 ALU(16)은 데이터 영역(1)과 마스크 영역(2)의 값을 이용하여 각각의 영역에 할당된 LUT(12,13)로부터 얻은 2개의 RGBA 값을 입력받아 결과를 산출하는 산술/논리장치이다. 여기서 두 RGBA 입력값은 메모리 상의 구조는 동일하나 그 값이 나타내는 의미는 서로 다르다. 데이터 영역(1)에서 산출된 RGBA 값은 전체 불륨(7)의 LUT(12)에서 가져온 해당 복셀의 색상 및 투명도에 대한 정보값이라고 할 수 있다. 하지만 마스크 영역(2)에서 산출한 RGBA 값은 어느 볼륨의 RGBA 값을 사용할 것인지를 결정하는 역할을 하는 정보값이라 할 수 있다.
전술한 바와 같이 마스크 영역(2)은 총 4개의 값을 가지는데 각 값에 따라 다음의 RGBA 값이 나오게 된다.
마스크 값 RGBA 값(36bit-16진수) RGBA 값의 의미
0 FF FF FF FFF 데이터 영역에서 나온 값을 사용한다.
1 0 서브볼륨 영역에서 나온 RGBA 값을 사용한다.
2 0 서브볼륨 영역에서 나온 RGBA 값을 사용한다.
3 0 서브볼륨 영역에서 나온 RGBA 값을 사용한다.
데이터 영역-마스크 영역 ALU(16)은 이렇게 나온 두 RGBA 값을 AND 연산을 통하여 하나의 RGBA 값으로 만들어낸다. 즉, 해당 복셀의 마스크 영역(2)의 값이 0이면 그 복셀은 어느 서브볼륨에도 속하지 않으므로 전체 불륨(7)의 색상 및 투명도 값을 취하게 되고, 그 결과 데이터 영역-마스크 영역 ALU(16)의 최종 RGBA 값은 데이터 영역(1)에서 나온 RGBA 값이 된다. 반면 마스크 영역(2)의 값이 1, 2, 3 중의 하나라면 이 복셀은 서브볼륨의 색상 및 투명도 값을 가져야 하므로 전체 볼륨의 색상 및 투명도 값을 무시해야 한다. 결과적으로 연산을 통하여 나온 RGBA 값은 0이 된다. 이렇게 나온 RGBA 값은 후술하는 최종 ALU(18)의 하나의 입력값으로 들어가게 된다.
나. 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 ALU(17)
서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 ALU(17)은 서브볼륨1 영역(3)과 서브볼륨2 영역(4)의 값을 인덱스로 하여 각각의 영역에 할당된 LUT(14,15)을 참조하여 얻는 2개의 RGBA 값을 입력으로 하는 산술/논리장치이다. 이 2개의 RGBA 값을 입력받아 미리 정의한 연산 방법을 통하여 하나의 RGBA 값을 산출해내는 역할을 한다. 이렇게 나온 RGBA 값은 후술하는 최종 ALU(18)의 두번째 입력값이 된다.
여기서 두가지 중요한 사항이 있다. 해당 복셀이 서브볼륨1(5)에 포함되어 있지 않다면 그 복셀의 서브볼륨1 영역(3)은 "0"값을 가지게 된다(서브볼륨2 영역(4)도 마찬가지임). 또한 두 서브볼륨 영역(3,4)과 쌍을 이루는 두 LUT(14,15)에서 0번째 인덱스의 RGBA 값은 항상 "0"(R=0,G=0,B=0,A=0)이라는 것이다. 결론적으로 특정 서브볼륨 영역의 값이 "0"이며 해당 RGBA 값도 "0"이 된다.
두 RGBA 값을 가지고 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 ALU(17)은 MAX 연산을 통하여 RGBA 결과값을 산출한다. MAX 연산은 두 RGBA 값을 비교하여 큰 쪽을 결과값으로 하는 방식인데 비교는 전술한 바와 같이 각 채널(channel)마다 독립적으로 행해진다.
전체 볼륨(7)과 서브볼륨1(5) 및 서브볼륨2(6) 사이의 포함관계는 총 4가지가 존재하며 각각의 관계에 따른 RGBA 값은 다음과 같다.
복셀이 어느 서브볼륨(5,6)에도 포함되지 않는다(case 1).- 복셀의 두 서브볼륨 영역(3,4)은 모두 "0" 값을 가지고 서브볼륨1-서브볼륨2 ALU(17)이 입력으로 받는 두 RGBA 값도 "0" 이므로 결과 RGBA 값도 "0"이 나오게 된다.
복셀이 어느 한쪽 서브볼륨에만 포함된다(case 2 및 3). - 복셀이 포함된 서브볼륨 영역(예를 들어, 서브볼륨1 영역(3))은 "0"이 아닌 RGBA 값이 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 ALU(17)으로 들어가나 그렇지 않은 서브볼륨 영역(예를 들어, 서브볼륨2 영역(4))은 "0"의 RGBA 값을 가지게 되고 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 ALU(17)에서 MAX 연산을 실행하면 결과값은 복셀이 포함된 서브볼륨 영역의 RGBA 값이 그대로 나오게 된다.
복셀이 양쪽 서브볼륨에 모두 포함된다(case 4). - 이럴 경우 양쪽 모두 "0"이 아닌 RGBA 값이 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 ALU(17)에 들어가게 되므로 여기에 MAX 연산을 수행하면 각 채널 값에 따라 MAX 값이 나오게 된다. 따라서 양쪽 서브볼륨의 RGBA 값 어디에도 속하지 않는 제 3의 RGBA 값이 나올 수 있다.
결론적으로 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 ALU(17)에서 하는 일은 복셀이 포함된 서브볼륨 영역의 RGBA 값을 결과로 반영하고 만약 어느 서브볼륨에도 포함되지 않았다면 "0" 값을 산출하는 역할을 한다.
다. 최종 ALU(18)
최종 ALU(18)은 위의 두 ALU(16,17)의 연산 결과로 산출된 RGBA 값들을 입력받아 해당 복셀의 최종적인 결과 RGBA 값을 정하는 산술/논리장치이다. 여기서는 두 입력값 중에서 큰 쪽을 최종 결과값으로 선택한다(MAX 연산). 이렇게 되면 결과적으로 복셀이 특정 서브볼륨에 포함되어 있는지 여부에 따라서 포함되어 있다면 데이터 영역-마스크 영역 ALU(16)의 결과값은 "0" 값을 가지게 되므로 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 ALU(17)의 RGBA 결과값이 복셀에 할당되고, 반대의 경우 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 ALU(17)의 결과값이 "0" 값을 가지게 되므로, 데이터 영역-마스크 영역 ALU(16)의 RGBA 결과값 즉, 전체 볼륨(7)의 색상 및 투명도 값이 최종 결과값으로 나오게 된다.
기존의 멀티 서브볼륨 렌더링 방법은 복셀을 하나의 데이터 영역으로만 정의하고 각 볼륨(전체 볼륨과 모든 서브볼륨들)마다의 색 테이블을 참조하여 여러번 렌더링하였다. 그리고 각각의 렌더링에서 나온 렌더링된 이미지들을 조합하는 방식으로 최종 멀티 서브볼륨 렌더링 이미지를 만들었다.
이러한 방식은 렌더링이 여러번 필요하므로 시간이 많이 걸리는 단점이 존재하였다. 하지만 본 발명에 의하면 한번의 렌더링으로 멀티 서브볼륨의 최종 이미지가 만들어지므로 전체적으로 렌더링에 소요되는 시간의 감소를 기대할 수 있다. 또한 서브볼륨의 RGBA 값들과 전체 볼륨의 RGBA 값들을 동시에 고려하여 렌더링하기 때문에(종래와 달리 전체 볼륨과 서브 볼륨에 대해 별도의 렌더링을 행하지 않으므로), 더욱 우수한 이미지를 얻을 수 있다(전체 볼륨상의 일부의 볼륨이 반영되지 않는 문제점을 해소할 수 있게 된다).
도 1 및 도 2는 종래의 멀티 서브볼륨 렌더링 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 복셀의 데이터 구조를 나타내는 도면,
도 4는 도 3의 설명을 위해 전체 볼륨과 서브볼륨을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 멀티 서브볼륨 렌더링 방법을 설명하는 도면.

Claims (4)

  1. 의료용 이미지로부터 생성되며 복셀을 구성요소로 하는 전체 볼륨으로부터, 이 전체 볼륨에 포함되는 서브볼륨1 및 서브볼륨2를 전체 볼륨과 구분되도록 2차원 화면 상에 볼륨 렌더링하는, 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법에 있어서,
    복셀이 전체 볼륨에서 가지는 색상 및 투명도에 대한 정보값을 담고 있는 데이터 영역; 복셀이 서브볼륨1 및 서브볼륨2에 속하는지에 대한 정보값을 담고 있는 마스크 영역; 복셀이 서브볼륨1에서 가지는 색상 및 투명도에 대한 정보값을 담고 있는 서브볼륨1 영역; 복셀이 서브볼륨2에서 가지는 색상 및 투명도에 대한 정보값을 담고 있는 서브볼륨2 영역;을 포함하는 복셀 데이터를 이용하여, 데이터 영역과 짝을 이루는 제1 룩업 테이블로부터 데이터 영역의 정보값에 대응하는 RGBA 값을 출력하고, 마스크 영역과 짝을 이루는 제2 룩업 테이블로부터 마스크 영역의 정보값에 대응하는 RGBA 값을 출력하며, 서브볼륨1 영역과 짝을 이루는 제3 룩업 테이블로부터 서브볼륨1 영역의 정보값에 대응하는 RGBA 값을 출력하고, 서브볼륨2 영역과 짝을 이루는 제4 룩업 테이블로부터 서브볼륨2 영역의 정보값에 대응하는 RGBA 값을 출력하는 제1 단계;
    데이터 영역-마스크 영역 산술/논리장치를 통해 제1 룩업 테이블로부터 출력된 RGBA 값과 제2 룩업 테이블로부터 출력된 RGBA 값을 입력으로 하여 AND 연산된 RGBA 값을 산출하고, 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 산술/논리장치를 통해 제3 룩업 테이블로부터 출력된 RGBA 값과 제4 룩업 테이블로부터 출력된 RGBA 값을 입력으로 하여 MAX 연산된 RGBA 값을 산출하는 제2 단계;
    최종 산술/논리장치를 통해 데이터 영역-마스크 영역 산술/논리장치로부터 출력된 RGBA 값과 서브볼륨1 영역-서브볼륨2 영역 산술/논리장치로부터 출력된 RGBA 값을 입력으로 하여 MAX 연산된 RGBA 값을 산출하는 제3 단계; 그리고,
    최종 산술/논리장치로부터 출력된 RGBA 값을 이용하여 2차원 화면상에 볼륨 렌더링하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 의료용 이미지는 CT(Computer Tomography; 컴퓨터단층촬영) 이미지인 것을 특징으로 하는 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 의료용 이미지는 MRI(Magnetic Resonance Imaging; 자기공명영상법) 이미지인 것을 특징으로 하는 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 제2 단계 및 제3 단계에서 RGBA 값에 대한 연산은 각 채널별로 이루어지는 것을 특징으로 하는 의료용 이미지를 위한 멀티 서브볼륨 렌더링 방법.
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