KR100656861B1 - Image processing system and method for rendering volume data - Google Patents

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신병석
권의철
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주식회사 메디슨
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Abstract

A video processing system for rendering volume data and a method thereof are provided to form the volume data on the basis of the video signal inputted from the outside. A probe(110) includes plural 1-D(Dimensional) or 2-D transducers(112). The probe properly delays the input time of pulses inputted to each transducer and transmits the condensed supersonic wave signal to a target body according to a transmission scan line. Supersonic wave echo signals reflected from the target body are inputted to each transducer with different receiving time. Each transducer outputs the inputted supersonic wave echo signals to a beam former(120). The beam former condenses the supersonic wave signals to the target body and delays the supersonic wave echo signals so that the supersonic wave echo signals are condensed. A video signal processor(130) performs an envelope detection process and forms supersonic wave image data. A 3-D supersonic wave image processed by a video processor(140) is displayed on a display member(150).

Description

볼륨 데이터를 렌더링하는 영상 처리 시스템 및 방법{IMAGE PROCESSING SYSTEM AND METHOD FOR RENDERING VOLUME DATA}Image processing system and method for rendering volume data {IMAGE PROCESSING SYSTEM AND METHOD FOR RENDERING VOLUME DATA}

도 1은 종래의 볼륨 광선 투사법(Volume Ray Casting)을 보이는 예시도.1 is an exemplary view showing a conventional volume ray casting method.

도 2a는 종래의 볼륨 광선 투사법을 이용하여 고밀도의 노이즈 영역을 투사하는 예를 보이는 예시도.2A is an exemplary view showing an example of projecting a high-density noise region using a conventional volume ray projection method.

도 2b는 종래의 볼륨 광선 투사법을 이용하여 저밀도의 노이즈 영역을 투사하는 예를 보이는 예시도.2B is an exemplary view showing an example of projecting a low density noise region using a conventional volume ray projection method.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 구성을 보이는 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the ultrasound diagnostic system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 볼륨 데이터를 렌더링하는 절차를 보이는 플로우챠트.4 is a flowchart showing a procedure for rendering volume data according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필터링 처리되지 않은 볼륨 데이터에 대한 제 1 최소-최대 테이블을 형성하는 절차를 보이는 플로우챠트.FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of forming a first minimum-maximum table for unfiltered volume data according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 볼륨 데이터에 설정된 단면을 보이는 예시도.6A is an exemplary view showing a cross section set in volume data according to an embodiment of the present invention.

도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 단면에 존재하는 픽셀들의 복셀값을 보이는 예시도.6B is an exemplary view showing voxel values of pixels present in a cross section according to an embodiment of the present invention.

도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 복셀값에 기초하여 형성된 최소-최대 테이블을 보이는 예시도.6C is an exemplary view showing a minimum-maximum table formed based on a voxel value according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필터링 처리된 볼륨 데이터의 단면에 대한 제 2 최소-최대 테이블을 형성하는 절차를 보이는 플로우챠트.7 is a flow chart illustrating a procedure for forming a second minimum-maximum table for a cross section of filtered volume data in accordance with an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 볼륨 데이터를 렌더링하는 절차를 보이는 플로우챠트.8 is a flowchart illustrating a procedure for rendering volume data based on first and second minimum-maximum tables in accordance with an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 볼륨 데이터를 렌더링하는 예를 보이는 예시도.9 is an exemplary view showing an example of rendering volume data according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>

100 : 초음파 진단 시스템 110 : 프로브100: ultrasound diagnostic system 110: probe

112 : 트랜스듀서 120 : 빔 포머112: transducer 120: beam former

130 : 영상 신호 프로세서 140 : 영상 프로세서130: video signal processor 140: video processor

150 : 디스플레이부150: display unit

본 발명은 영상 처리 시스템에 관한 것으로, 특히 볼륨 데이터를 렌더링하는 영상 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image processing system, and more particularly, to an image processing system and method for rendering volume data.

영상 처리 시스템은 대상체의 영상을 처리하여 디스플레이하는 장치로서, 다양한 분야에서 이용되고 있다. 영상 처리 시스템의 일예로서, 초음파 진단을 위한 영상 처리 시스템(이하, 초음파 진단 시스템이라 함)을 설명한다.An image processing system is an apparatus for processing and displaying an image of an object, and is used in various fields. As an example of an image processing system, an image processing system (hereinafter, referred to as an ultrasound diagnostic system) for ultrasound diagnosis will be described.

일반적으로, 초음파 진단 시스템은 인체의 내부상태를 검사하는데 사용된다. 초음파 진단 시스템은 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지를 무침습으로 얻을 수 있다. 이것은 피검체의 체표로부터 체내의 소망 부위를 향하여 초음파 신호를 조사하고, 반사된 초음파 신호(초음파 에코신호)를 수신하며, 수신된 초음파 에코신호를 처리하는 절차를 통해 이루어진다. 이 시스템은 X선 진단장치, X선 CT스캐너(Computerized Tomography Scanner), MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 진단장치 등의 다른 화상진단장치와 비교할 때, 소형이고 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하고, X선 등의 피폭이 없어 안전성이 높은 장점을 갖고 있어, 심장, 복부, 비뇨기 및 산부인과 진단을 위해 널리 이용되고 있다.In general, ultrasound diagnostic systems are used to examine the internal condition of the human body. Ultrasound diagnostic systems can obtain images of soft tissue tomography or blood flow non-invasively. This is done through a procedure of irradiating an ultrasonic signal from a body surface of a subject toward a desired portion in the body, receiving a reflected ultrasonic signal (ultrasound echo signal), and processing the received ultrasonic echo signal. The system is compact, inexpensive, and real-time displayable when compared to other imaging devices such as X-ray diagnostics, X-ray CT scanners, magnetic resonance images, and nuclear medical diagnostics. Since there is no exposure to X-rays and the like, it has high safety and is widely used for diagnosing the heart, abdomen, urinary gynecology and gynecology.

특히, 종래의 초음파 진단 시스템은 대상체에 대한 3차원 초음파 영상 데이터를 획득하고, 획득된 3차원 초음파 영상 데이터를 디스플레이하기에 적절한 직교 좌표 데이터로 변환, 즉 스캔 변환을 행한 후 렌더링함으로써 대상체에 대한 3차원 초음파 영상을 디스플레이 장치에 디스플레이한다.In particular, the conventional ultrasound diagnosis system acquires 3D ultrasound image data of an object, converts the acquired 3D ultrasound image data into rectangular coordinate data suitable for displaying, that is, performs a scan conversion and then renders the 3D ultrasound image data of the object. The 3D ultrasound image is displayed on the display device.

한편, 3차원 초음파 영상은 3차원 스칼라(Scalar) 값을 갖는 볼륨 데이터(Volume Data)로 표현된다. 특히, 실제 데이터 값은 연속적인 3차원 공간에서 불연속적인(Discrete) 위치에 대한 값으로 샘플링하여 얻어지는데, 이와 같이 샘플링된 볼륨으로 구성된 각 스칼라 데이터 값을 복셀(Voxel)이라 부른다. 연속적인 복셀로 구성된 볼륨 데이터를 3차원 초음파 영상으로 만들기 위해서는 소정 간격으로 샘플링하는 볼륨 렌더링 방법을 이용한다. 샘플링을 위하여 일반적으로 이용되는 볼륨 광선 투사법(Volume Ray Casting)은 도 1에 도시된 바와 같이 관측 평면(Image Plane)의 각 픽셀에서 대상체로 가상 광선(11)을 발사한 후, 가상 광선(11) 상에서 샘플링을 행하여 소정 개수의 샘플링 점을 획득하고, 획득된 샘플링 점의 컬러값과 불투명도(Opacity)를 합성함으로써 특정 복셀의 컬러 및 불투명도를 결정한다. 이와 같은 과정을 반복함으로써, 3차원 초음파 영상이 형성된다. 상기 불투명도는 광선의 반사 및 흡수와 같은 광학적 효과(Optical Effect)를 나타내는 값이다.Meanwhile, the 3D ultrasound image is expressed as volume data having a 3D scalar value. In particular, the actual data values are obtained by sampling the values for discrete positions in a continuous three-dimensional space. Each scalar data value composed of the sampled volumes is called a voxel. In order to generate volume data consisting of continuous voxels into a 3D ultrasound image, a volume rendering method of sampling at predetermined intervals is used. Volume ray casting, which is generally used for sampling, emits a virtual ray 11 from each pixel of the image plane to the object, as shown in FIG. Sampling to obtain a predetermined number of sampling points, and determine the color and opacity of a particular voxel by combining the color values and opacity of the obtained sampling points. By repeating this process, a three-dimensional ultrasound image is formed. The opacity is a value representing optical effects such as reflection and absorption of light rays.

그러나, 종래의 초음파 진단 시스템은 도 2a에 도시된 바와 같이, 고밀도(High-density)의 노이즈 성분(13a), 즉 1의 불투명도를 갖는 노이즈 성분이 가상 광선(11) 경로 상에 존재하는 경우, 가상 광선(11)이 노이즈 성분에 모두 흡수되어 관심 객체(12)로 진행하지 못하는 문제점이 있다.However, in the conventional ultrasound diagnosis system, as shown in FIG. 2A, when a high-density noise component 13a, that is, a noise component having an opacity of 1, exists on the path of the virtual ray 11, There is a problem in that the virtual ray 11 is absorbed by all the noise components and thus cannot proceed to the object of interest 12.

또한, 종래의 초음파 진단 시스템은 도 2b에 도시된 바와 같이, 저밀도(Low-density)의 노이즈 성분(13b), 즉 0과 1 사이의 불투명도를 갖는 노이즈 성분이 가상 광선(11) 경로 상에 존재하는 경우, 관심 객체(12) 뿐만 아니라 노이즈 성분(13b)에 대해서도 컬러값과 불투명도를 획득하기 때문에, 보다 정확한 3차원 초음파 영상을 획득할 수 없는 문제점이 있다.In addition, in the conventional ultrasound diagnosis system, as shown in FIG. 2B, a low-density noise component 13b, that is, a noise component having an opacity between 0 and 1 exists on the path of the virtual ray 11. In this case, since color values and opacity are obtained not only for the object of interest 12 but also for the noise component 13b, a more accurate 3D ultrasound image may not be obtained.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 획득된 볼륨 데이터에 대해 필터링 처리를 행하고, 필터링 처리된 볼륨 데이터와 필터링 처리되지 않은 볼륨 데이터에 기초하여 렌더링을 수행하는 영상 처리 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problem, and provides an image processing system and method for performing filtering on the obtained volume data and performing rendering based on filtered volume data and unfiltered volume data. For the purpose of

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 영상 처리 시스템은 외부로부터 입력되는 영상신호에 기초하여 볼륨 데이터를 형성하기 위한 볼륨 데이터 형성수단; 상기 볼륨 데이터의 각 단면에 대한 복셀값에 기초하여 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 형성하기 위한 최소-최대 테이블 형성수단; 및 상기 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 상기 볼륨 데이터에 대해 렌더링을 행하기 위한 렌더링 수단을 포함한다.In order to achieve the above object, the image processing system of the present invention includes volume data forming means for forming volume data based on an image signal input from the outside; Minimum-maximum table forming means for forming first and second minimum-maximum tables based on voxel values for each cross section of the volume data; And rendering means for rendering the volume data based on the first and second minimum-maximum tables.

또한, 본 발명의 영상 처리 방법은 a) 외부로부터 입력되는 영상신호에 기초하여 볼륨 데이터를 형성하는 단계; b) 상기 볼륨 데이터의 각 단면에 대한 복셀값에 기초하여 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 형성하는 단계; 및 c) 상기 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 상기 볼륨 데이터를 렌더링하는 단계를 포함한다.In addition, the image processing method of the present invention comprises the steps of: a) forming volume data based on an image signal input from the outside; b) forming first and second minimum-maximum tables based on voxel values for each cross section of the volume data; And c) rendering the volume data based on the first and second minimum-maximum tables.

이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명에 따른 영상 처리 시스템의 일예로서 초음파 진단 시스템을 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 9. An ultrasound diagnostic system will be described as an example of an image processing system according to the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 구성을 보이는 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of an ultrasound diagnostic system according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 진단 시스템(100)은 프로브(110), 빔 포머(Beam Former)(120), 영상 신호 프로세서(130), 영상 프로세서(140) 및 디스플레이부(150)를 포함한다. 그리고, 영상 신호 프로세서(130) 및 영상 프로세서(140)는 하나의 프로세서로써 구현될 수도 있다.As shown, the ultrasound diagnostic system 100 according to the present invention may include a probe 110, a beam former 120, an image signal processor 130, an image processor 140, and a display unit 150. Include. In addition, the image signal processor 130 and the image processor 140 may be implemented as one processor.

프로브(110)는 다수의 1D 또는 2D 트랜스듀서(112)를 포함한다. 프로브(110)는 각 트랜스듀서(112)에 입력되는 펄스들의 입력 시간을 적절하게 지연시킴으로써 집속된 초음파 신호를 송신 스캔 라인(Scan line)을 따라 대상체(도시하지 않음)로 송신한다. 한편, 대상체로부터 반사된 초음파 에코신호들은 각 트랜스듀서(112)에 서로 다른 수신 시간을 가지면서 입력되고, 각 트랜스듀서(112)는 입력된 초음파 에코신호들을 빔 포머(120)로 출력한다.Probe 110 includes a plurality of 1D or 2D transducers 112. The probe 110 transmits the focused ultrasound signal to an object (not shown) along a transmission scan line by appropriately delaying an input time of pulses input to each transducer 112. Meanwhile, the ultrasonic echo signals reflected from the object are input to the transducers 112 with different reception times, and each transducer 112 outputs the input ultrasonic echo signals to the beamformer 120.

빔 포머(120)는 프로브(110)의 각 트랜스듀서(112)에 의해 송신되는 초음파 신호를 대상체에 집속시키고, 대상체에서 반사되어 각 트랜스듀서(112)로 수신되는 초음파 에코신호에 시간 지연을 가하여 초음파 에코신호를 집속시킨다.The beam former 120 focuses an ultrasonic signal transmitted by each transducer 112 of the probe 110 on the object, and applies a time delay to the ultrasonic echo signal reflected by the object and received by each transducer 112. Focus the ultrasonic echo signal.

영상 신호 프로세서(130), 예를 들어 DSP(Digital Signal Processor)는 빔 포머(120)에 의해 집속된 초음파 에코신호들에 기초하여 초음파 에코신호들의 크기를 검출하는 포락선 검파 처리를 수행하여 초음파 영상 데이터를 형성한다. 즉, 영상 신호 프로세서(130)는 각 스캔 라인 상에 존재하는 다수의 점의 위치 정보 및 각 점에서 얻어지는 데이터에 기초하여 초음파 영상 데이터를 형성한다. 여기서, 초음파 영상 데이터는 각 점의 X-Y 좌표계 상의 좌표, 수직 스캔 라인에 대한 각 스캔 라인의 각도 정보, 및 각 점에서 얻어지는 데이터 등을 포함한다.The image signal processor 130, for example, a DSP (Digital Signal Processor) performs ultrasound detection data by performing envelope detection processing for detecting the magnitude of the ultrasound echo signals based on the ultrasound echo signals focused by the beamformer 120. To form. That is, the image signal processor 130 forms the ultrasound image data based on the position information of the plurality of points existing on each scan line and the data obtained at each point. Here, the ultrasound image data includes coordinates on the X-Y coordinate system of each point, angle information of each scan line with respect to the vertical scan line, data obtained at each point, and the like.

영상 프로세서(140)는 볼륨 데이터 형성부(141), 필터링부(142), 최소-최대 테이블 형성부(143) 및 렌더링부(144)를 포함한다.The image processor 140 includes a volume data forming unit 141, a filtering unit 142, a minimum-maximum table forming unit 143, and a rendering unit 144.

볼륨 데이터 형성부(141)는 영상 신호 프로세서(130)에서 출력되는 초음파 영상 데이터에 기초하여 볼륨 데이터를 형성한다.The volume data forming unit 141 forms volume data based on the ultrasound image data output from the image signal processor 130.

필터링부(142)는 볼륨 데이터 형성부(141)에서 출력되는 볼륨 데이터에서 노이즈 성분을 제거한다. 여기서, 필터링부(142)는 평균 필터(Average Filter)로 이루어질 수 있다.The filtering unit 142 removes noise components from the volume data output from the volume data forming unit 141. Here, the filtering unit 142 may be formed of an average filter.

최소-최대 테이블 형성부(143)는 각 단면(여기서, 단면은 볼륨 데이터 형성부(141)에서 출력되는 필터링 처리되지 않은 불륨 데이터의 단면과, 필터링부(142)에 의해 필터링된 볼륨 데이터의 단면을 포함함)의 복셀값에 기초하여, 필터링 처리되지 않은 볼륨 데이터에 대한 제 1 최소-최대 테이블과, 필터링된 볼륨 데이터에 대한 제 2 최소-최대 테이블을 형성한다.The minimum-maximum table forming unit 143 has a cross section of each cross section (where the cross section is a cross section of unfiltered volume data output from the volume data forming unit 141 and a cross section of volume data filtered by the filtering unit 142). And a first minimum-maximum table for the unfiltered volume data and a second minimum-maximum table for the filtered volume data.

렌더링부(144)는 최소-최대 테이블 형성부(143)에 의해 형성된 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블로 가상 광선을 투사하여 렌더링을 수행한다.The rendering unit 144 projects the virtual rays to the first and second minimum-maximum tables formed by the minimum-maximum table forming unit 143 to perform rendering.

영상 프로세서(140)에 의해 처리된 3차원 초음파 영상은 디스플레이부(150)에 디스플레이된다.The 3D ultrasound image processed by the image processor 140 is displayed on the display unit 150.

이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 영상 프로세서(140)의 동작을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the image processor 140 will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 9.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 볼륨 데이터를 렌더링하는 절차를 보이는 플로우챠트이다.4 is a flowchart showing a procedure of rendering volume data according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 볼륨 데이터 형성부(141)가 영상 신호 프로세서(130)에서 출력되는 초음파 영상 데이터에 기초하여 볼륨 데이터를 형성하면(S110), 최소-최대 테이블 형성부(143)는 볼륨 데이터의 각 단면에 대해 복셀값을 검출하고, 검출된 복셀값에 기초하여 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 형성한다(S120). 단계 S120에 대해 도 5 내지 도 7을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명한다.As shown, when the volume data forming unit 141 forms the volume data based on the ultrasound image data output from the image signal processor 130 (S110), the minimum-maximum table forming unit 143 may determine the volume data. A voxel value is detected for each cross section, and first and second minimum-maximum tables are formed based on the detected voxel value (S120). Step S120 will be described in more detail below with reference to FIGS. 5 to 7.

렌더링부(144)는 관측 평면에서 가상 광선을 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블로 투사하고(S130), 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 볼륨 데이터를 렌더링한다(S140). 단계 S140에 대해서는 도 8 및 도 9를 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명한다.The renderer 144 projects the virtual light rays to the first and second minimum-maximum tables in the observation plane (S130), and renders the volume data based on the first and second minimum-maximum tables (S140). Step S140 will be described in more detail below with reference to FIGS. 8 and 9.

이어서, 영상 프로세서(140)는 본 실시예에 따른 볼륨 데이터 렌더링 프로세스가 종료되는지 판단하여(S150), 볼륨 데이터 렌더링 프로세스가 종료되는 것으로 판단되면, 영상 프로세서(140)는 초음파 진단 시스템(100)에서 실행되고 있는 볼륨 데이터 렌더링 프로세스를 종료하는 한편, 볼륨 데이터 렌더링 프로세스가 종료되지 않는 것으로 판단되면, 단계 S110으로 되돌아간다.Subsequently, the image processor 140 determines whether the volume data rendering process according to the present embodiment ends (S150), and when it is determined that the volume data rendering process ends, the image processor 140 determines that the ultrasound diagnostic system 100 is finished. If it is determined that the volume data rendering process that is being executed is not terminated, the process returns to step S110.

이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 형성하는 절차를 설명한다.Hereinafter, a procedure of forming the first and second minimum-maximum tables will be described with reference to FIGS. 5 to 7.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필터링 처리되지 않은 볼륨 데이터에 대한 제 1 최소-최대 테이블을 형성하는 절차를 보이는 플로우챠트이다.5 is a flowchart illustrating a procedure of forming a first minimum-maximum table for unfiltered volume data according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 최소-최대 테이블 형성부(143)는 도 6a에 도시된 바와 같이 필터링 처리되지 않은 볼륨 데이터(210)의 각 단면(220)에 대해 복셀값을 검출하고(S210), 검출된 복셀값에 기초하여 도 6b에 도시된 바와 같은 복셀값 테이블을 형성한다(S220). 도 6a 및 도 6b에 있어서, 도면부호 300는 영상으로 표현하고자 하는 관심 객체를 나타낸다.As shown, the minimum-maximum table forming unit 143 detects a voxel value for each cross section 220 of the unfiltered volume data 210 as shown in FIG. 6A (S210). A voxel value table as shown in FIG. 6B is formed based on the voxel value (S220). 6A and 6B, reference numeral 300 denotes an object of interest to be expressed as an image.

최소-최대 테이블 형성부(143)는 형성된 복셀값 테이블에 대해 소정 크기(도 6b에서는 2×2 크기)를 갖는 다수개의 제 1 블록(230)을 설정하고(S230), 설정된 블록에서 최소 및 최대 크기를 갖는 복셀값을 검출한다(S240).The minimum-maximum table forming unit 143 sets a plurality of first blocks 230 having a predetermined size (2 × 2 size in FIG. 6B) for the formed voxel value table (S230), and sets the minimum and maximum in the set block. A voxel value having a magnitude is detected (S240).

이어서, 최소-최대 테이블 형성부(143)는 검출된 최소-최대 복셀값에 기초하여 도 6c에 도시된 바와 같은 제 1 최소-최대 테이블을 형성한다(S250).Subsequently, the minimum-maximum table forming unit 143 forms a first minimum-maximum table as shown in FIG. 6C based on the detected minimum-maximum voxel value (S250).

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필터링 처리된 볼륨 데이터에 대한 제 2 최소-최대 테이블을 형성하는 절차를 보이는 플로우챠트이다.7 is a flowchart illustrating a procedure of forming a second minimum-maximum table for filtered volume data according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 필터링부(142)는 볼륨 데이터에 대해 전술한 바와 같은 필터를 이용하여 필터링 처리를 수행한다(S310).As shown, the filtering unit 142 performs a filtering process on the volume data using the above-described filter (S310).

이어서, 최소-최대 테이블 형성부(143)는 필터링 처리된 볼륨 데이터의 각 단면에 대해 복셀값을 검출하고(S320), 검출된 복셀값에 기초하여 복셀값 테이블을 형성한다(S330). 계속해서, 최소-최대 테이블 형성부(143)는 형성된 복셀값 테이블에 대해 소정 크기를 갖는 다수개의 제 1 블록을 설정하고(S340), 설정된 블록에서 최소 및 최대 크기를 갖는 복셀값을 검출하며(S350), 검출된 최소-최대 복셀값에 기초하여 제 2 최소-최대 테이블을 형성한다(S360). 상기 단계 S320 내지 단계 S360에 대해서는 도 6의 단계 S210 내지 S250과 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.Next, the minimum-maximum table forming unit 143 detects a voxel value for each section of the filtered volume data (S320), and forms a voxel value table based on the detected voxel value (S330). Subsequently, the minimum-maximum table forming unit 143 sets a plurality of first blocks having a predetermined size with respect to the formed voxel value table (S340), and detects voxel values having the minimum and maximum sizes in the set block ( In operation S360, a second minimum-maximum table is formed based on the detected minimum-maximum voxel value. Since steps S320 to S360 are similar to steps S210 to S250 of FIG. 6, detailed descriptions thereof will be omitted.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 볼륨 데이터를 렌더링하는 절차를 설명한다.Hereinafter, a procedure of rendering volume data based on the first and second minimum-maximum tables will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 볼륨 데이터를 렌더링하는 절차를 보이는 플로우챠트이다.8 is a flowchart illustrating a procedure of rendering volume data based on first and second minimum-maximum tables according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 렌더링부(144)는 가상 광선 상에서 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 제 1 블록 단위로 샘플링한다(S410).As shown in the drawing, the rendering unit 144 samples the first and second minimum-maximum tables in a first block unit on the virtual ray (S410).

렌더링부(144)는 현재 샘플링 블록에서 제 2 최소-최대 테이블의 제 1 블록으로부터 최대 복셀값을 검출하고(S420), 빈 객체와 관심 객체를 판별하기 위한 임계값과 검출된 최대 복셀값을 비교하여(S430), 최대 복셀값이 임계값 이상인지를 판단한다(S440). 여기서, 빈 객체는 영상으로 표현되지 않는 객체를 의미한다.The rendering unit 144 detects a maximum voxel value from the first block of the second minimum-maximum table in the current sampling block (S420), and compares the detected maximum voxel value with a threshold value for determining an empty object and an object of interest. In operation S430, it is determined whether the maximum voxel value is greater than or equal to the threshold value in operation S440. Here, the empty object means an object that is not represented by an image.

단계 S440에서 제 2 최소-최대 테이블의 해당 블록의 최대 복셀값이 임계값 미만인 것으로 판단되면, 단계 S410으로 되돌아가 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 제 1 블록 단위로 샘플링을 수행한다.If it is determined in step S440 that the maximum voxel value of the corresponding block of the second minimum-maximum table is less than the threshold value, the process returns to step S410 to sample the first and second minimum-maximum tables in units of a first block.

한편, 단계 S440에서 최대 복셀값이 임계값 이상인 것으로 판단되면, 렌더링부(144)는 임계값 이상의 최대 복셀값을 갖는 제 2 최소-최대 테이블의 제 1 블록에 대응하는 제 1 최소-최대 테이블의 제 1 블록(즉, 현재 샘플링 블록)을 소정 크기를 갖는 다수개의 제 2 블록으로 분할한다(S450).On the other hand, if it is determined in step S440 that the maximum voxel value is greater than or equal to the threshold value, the rendering unit 144 may determine that the first minimum-maximum table corresponding to the first block of the second minimum-maximum table having the maximum voxel value greater than or equal to the threshold value exists. The first block (ie, the current sampling block) is divided into a plurality of second blocks having a predetermined size (S450).

이어서, 렌더링부(144)는 제 2 블록으로 분할된 제 1 최소-최대 테이블의 제 1 블록을 제 2 블록 단위로 샘플링하고(S460), 제 2 블록 단위로 샘플링된 제 1 최소-최대 테이블의 현재 샘플링 블록에서 최대 복셀값을 검출하며(S470), 검출된 최대 복셀값과 임계값을 비교하여(S480), 최대 복셀값이 임계값 이상인지를 판단한다(S490).Subsequently, the rendering unit 144 samples the first block of the first minimum-maximum table divided into the second block in units of a second block (S460), and the sample of the first minimum-maximum table sampled in units of a second block. The maximum voxel value is detected in the current sampling block (S470), and the detected maximum voxel value is compared with the threshold value (S480) to determine whether the maximum voxel value is greater than or equal to the threshold value (S490).

단계 S490에서 최대 복셀값이 임계값 미만인 것으로 판단되면, 단계 S460으로 되돌아가 제 2 블록으로 분할된 제 1 최소-최대 테이블의 제 1 블록을 제 2 블 록 단위로 샘플링한다.If it is determined in step S490 that the maximum voxel value is less than the threshold value, the process returns to step S460 to sample the first block of the first minimum-maximum table divided into the second block in units of second blocks.

한편, 단계 S490에서 최대 복셀값이 임계값 이상인 것으로 판단되면, 렌더링부(144)는 현재 샘플링 블록의 복셀값에 기초하여 불투명도를 산출하고(S500), 복셀값 및 불투명도에 기초하여 렌더링을 수행한다(S510).On the other hand, if it is determined in step S490 that the maximum voxel value is greater than or equal to the threshold value, the rendering unit 144 calculates opacity based on the voxel value of the current sampling block (S500) and performs rendering based on the voxel value and the opacity. (S510).

상기 단계 S410 내지 S510에 대해 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The steps S410 to S510 will be described with reference to FIG. 9 as follows.

① 가상 광선(500)이 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블로 투사되면, 렌더링부(144)는 가상 광선(500) 상에서 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 제 1 블록 단위로 샘플링을 수행하여, 샘플링 블록 S11을 획득한다.① When the virtual ray 500 is projected to the first and second minimum-maximum tables, the rendering unit 144 samples the first and second minimum-maximum tables on the virtual ray 500 in units of first blocks. To obtain the sampling block S 11 .

② 렌더링부(144)는 S11에 해당되는 제 2 최소-최대 테이블의 제 1 블록에서 최대 복셀값을 검출하고, 검출된 최대 복셀값을 임계값과 비교하여, 최대 복셀값이 임계값보다 작은 것으로 판단하여, 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 제 1 블록 단위로 샘플링을 수행하여, 샘플링 블록 S12를 획득한다.② The rendering unit 144 detects the maximum voxel value in the first block of the second minimum-maximum table corresponding to S 11 , compares the detected maximum voxel value with a threshold value, and the maximum voxel value is smaller than the threshold value. In response to the determination, the sampling block S 12 is obtained by sampling the first and second minimum-maximum tables in units of first blocks.

③ 렌더링부(144)는 S12에 해당되는 제 2 최소-최대 테이블의 제 1 블록에서 최대 복셀값을 검출하고, 검출된 최대 복셀값을 임계값과 비교하여, 최대 복셀값이 임계값보다 작은 것으로 판단한다. 이것은 볼륨 데이터를 필터링 처리함으로써 노이즈 성분이 제거되었기 때문이다.③ The rendering unit 144 detects the maximum voxel value in the first block of the second minimum-maximum table corresponding to S 12 , compares the detected maximum voxel value with a threshold value, and the maximum voxel value is smaller than the threshold value. I think that. This is because the noise component is removed by filtering the volume data.

④ 따라서, 렌더링부(144)는 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 제 1 블록 단위로 샘플링을 수행하여, 샘플링 블록 S13를 획득한다.④ Therefore, the rendering unit 144 samples the first and second minimum-maximum tables in units of first blocks to obtain sampling blocks S 13 .

⑤ 렌더링부(144)는 S13에 해당되는 제 2 최소-최대 테이블의 제 1 블록에서 최대 복셀값을 검출하고, 검출된 최대 복셀값을 임계값과 비교하여, 최대 복셀값이 임계값 이상인 것으로 판단하여, S13에 해당되는 제 1 최소-최대 테이블의 제 1 블록을 제 2 블록으로 분할한다.⑤ The rendering unit 144 detects the maximum voxel value in the first block of the second minimum-maximum table corresponding to S 13 , compares the detected maximum voxel value with a threshold value, and determines that the maximum voxel value is greater than or equal to the threshold value. In operation, the first block of the first minimum-maximum table corresponding to S 13 is divided into a second block.

⑥ 렌더링부(144)는 S13에 해당되는 제 1 최소-최대 테이블의 제 1 블록을 제 2 블록 단위로 샘플링을 수행하여, 샘플링 블록 S21을 획득한다.(6) The rendering unit 144 samples the first block of the first minimum-maximum table corresponding to S 13 in units of second blocks to obtain a sampling block S 21 .

⑦ 렌더링부(144)는 S21에 해당되는 제 1 최소-최대 테이블의 제 2 블록에서 최대 복셀값을 검출하고, 검출된 최대 복셀값을 임계값과 비교하여, 최대 복셀값이 임계값보다 작은 것으로 판단하여, 제 1 최소-최대 테이블을 제 2 블록 단위로 샘플링을 수행하여 샘플링 블록 S22를 획득한다.⑦ the rendering unit 144 detects the maximum voxel value in the second block of the first minimum-maximum table corresponding to S 21 , compares the detected maximum voxel value with a threshold value, and the maximum voxel value is smaller than the threshold value. As a result, the sampling block S 22 is obtained by sampling the first minimum-maximum table in units of second blocks.

⑧ 렌더링부(144)는 S22에 해당되는 제 1 최소-최대 테이블의 제 2 블록에서 최대 복셀값을 검출하고, 검출된 최대 복셀값을 임계값과 비교하여, 최대 복셀값이 임계값 이상인 것으로 판단한다.(8) The rendering unit 144 detects the maximum voxel value in the second block of the first minimum-maximum table corresponding to S 22 , compares the detected maximum voxel value with a threshold value, and determines that the maximum voxel value is greater than or equal to the threshold value. To judge.

⑨ 이어서, 렌더링부(144)는 검출된 최대 복셀값에 기초하여 불투명도를 산출하고, 산출된 불투명도 및 최대 복셀값에 기초하여 렌더링을 수행한다.(9) Next, the rendering unit 144 calculates the opacity based on the detected maximum voxel value, and performs rendering based on the calculated opacity and the maximum voxel value.

본 발명이 바람직한 실시예를 통해 설명되고 예시되었으나, 당업자라면 첨부한 청구 범위의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.While the present invention has been described and illustrated by way of preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the appended claims.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 렌더링을 수행함으로써, 렌더링 속도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 볼륨 데이터에서 노이즈 성분을 제거함으로써, 보다 정확한 초음파 영상을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, not only can the rendering speed be improved by performing the rendering based on the first and second minimum-maximum tables, but also the noise component is removed from the volume data, thereby providing a more accurate ultrasonic image. Can provide.

Claims (13)

외부로부터 입력되는 영상신호에 기초하여 볼륨 데이터를 형성하기 위한 볼륨 데이터 형성수단;Volume data forming means for forming volume data based on an image signal input from the outside; 상기 볼륨 데이터의 각 단면에 대한 복셀값에 기초하여 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 형성하기 위한 최소-최대 테이블 형성수단; 및Minimum-maximum table forming means for forming first and second minimum-maximum tables based on voxel values for each cross section of the volume data; And 상기 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 상기 볼륨 데이터에 대해 렌더링을 행하기 위한 렌더링 수단Rendering means for rendering the volume data based on the first and second minimum-maximum tables 을 포함하는 영상 처리 시스템.Image processing system comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 영상신호는 초음파 영상신호인 영상 처리 시스템.The image processing system of claim 1, wherein the image signal is an ultrasonic image signal. 제 1항에 있어서, 상기 최소-최대 테이블 형성수단은The method of claim 1, wherein the minimum-maximum table forming means 상기 볼륨 데이터의 각 단면에 대해 복셀값을 검출하고, 상기 검출된 복셀값에 기초하여 복셀값 테이블을 형성하기 위한 수단;Means for detecting a voxel value for each cross section of the volume data and forming a voxel value table based on the detected voxel value; 상기 복셀값 테이블에 대해 소정 크기를 갖는 다수개의 제 1 블록으로 분할하기 위한 수단;Means for dividing into a plurality of first blocks having a predetermined size for the voxel value table; 각 블록에서 최소 크기 및 최대 크기를 갖는 복셀값을 검출하기 위한 수단; 및Means for detecting a voxel value having a minimum size and a maximum size in each block; And 상기 검출된 최소 및 최대 크기를 갖는 복셀값에 기초하여 상기 제 1 최소- 최대 테이블을 형성하기 위한 수단Means for forming the first minimum-maximum table based on the voxel value having the detected minimum and maximum magnitudes 을 포함하는 영상 처리 시스템.Image processing system comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 최소-최대 테이블 형성수단은The method of claim 1, wherein the minimum-maximum table forming means 상기 볼륨 데이터에 대해 필터링 처리를 행하기 위한 수단;Means for performing a filtering process on the volume data; 상기 필터링 처리된 볼륨 데이터의 각 단면에 대해 복셀값을 검출하고, 상기 검출된 복셀값에 기초하여 복셀값 테이블을 형성하기 위한 수단;Means for detecting a voxel value for each cross section of the filtered volume data and forming a voxel value table based on the detected voxel value; 상기 복셀값 테이블에 대해 소정 크기를 갖는 다수개의 제 1 블록으로 분할하기 위한 수단;Means for dividing into a plurality of first blocks having a predetermined size for the voxel value table; 각 블록에서 최소 크기 및 최대 크기를 갖는 복셀값을 검출하기 위한 수단; 및Means for detecting a voxel value having a minimum size and a maximum size in each block; And 상기 검출된 최소 및 최대 크기를 갖는 복셀값에 기초하여 상기 제 2 최소-최대 테이블을 형성하기 위한 수단Means for forming the second minimum-maximum table based on the voxel value having the detected minimum and maximum magnitudes 을 포함하는 영상 처리 시스템.Image processing system comprising a. 제 4항에 있어서, 상기 필터링 수단은 평균 필터를 포함하는 영상 처리 시스템.The image processing system of claim 4, wherein the filtering means comprises an average filter. 제 1항에 있어서, 상기 렌더링 수단은The method of claim 1 wherein the rendering means 상기 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 가상 광선을 투사하기 위한 수단;Means for projecting virtual light rays onto the first and second minimum-maximum tables; 상기 가상 광선 상에서 상기 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 소정 간격으로 샘플링하기 위한 수단;Means for sampling the first and second minimum-maximum tables on the virtual beam at predetermined intervals; 상기 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 최대 복셀값을 검출하고, 상기 검출된 최대 복셀값에 기초하여 불투명도를 산출하기 위한 수단; 및Means for detecting a maximum voxel value based on the first and second minimum-maximum tables and calculating an opacity based on the detected maximum voxel value; And 상기 최대 복셀값 및 불투명도에 기초하여 상기 볼륨 데이터를 렌더링하기 위한 수단Means for rendering the volume data based on the maximum voxel value and opacity 을 포함하는 영상 처리 시스템.Image processing system comprising a. a) 외부로부터 입력되는 영상신호에 기초하여 볼륨 데이터를 형성하는 단계;a) forming volume data based on an image signal input from the outside; b) 상기 볼륨 데이터의 각 단면에 대한 복셀값에 기초하여 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 형성하는 단계; 및b) forming first and second minimum-maximum tables based on voxel values for each cross section of the volume data; And c) 상기 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 기초하여 상기 볼륨 데이터를 렌더링하는 단계c) rendering the volume data based on the first and second minimum-maximum tables 를 포함하는 영상 처리 방법.Image processing method comprising a. 제 7항에 있어서, 상기 영상신호는 초음파 영상신호인 영상 처리 방법.8. The image processing method according to claim 7, wherein the image signal is an ultrasonic image signal. 제 7항에 있어서, 상기 b)는The method of claim 7, wherein b) is b1) 상기 볼륨 데이터의 각 단면에 대해 복셀값을 검출하는 단계;b1) detecting voxel values for each section of said volume data; b2) 상기 검출된 복셀값에 기초하여 복셀값 테이블을 형성하는 단계;b2) forming a voxel value table based on the detected voxel values; b3) 상기 복셀값 테이블에 대해 소정 크기를 갖는 다수개의 제 1 블록으로 분할하는 단계;b3) dividing the voxel value table into a plurality of first blocks having a predetermined size; b4) 각 블록에서 최소 크기 및 최대 크기를 갖는 복셀값을 검출하는 단계; 및b4) detecting a voxel value having a minimum size and a maximum size in each block; And b5) 상기 검출된 최소 및 최대 크기를 갖는 복셀값에 기초하여 상기 제 1 최소-최대 테이블을 형성하는 단계b5) forming the first minimum-maximum table based on the voxel values having the detected minimum and maximum magnitudes 를 포함하는 영상 처리 방법.Image processing method comprising a. 제 7항에 있어서, 상기 b)는The method of claim 7, wherein b) is b6) 상기 볼륨 데이터에 대해 필터링 처리를 행하는 단계;b6) filtering the volume data; b7) 상기 필터링 처리된 볼륨 데이터의 각 단면에 대해 복셀값을 검출하는 단계;b7) detecting voxel values for each section of the filtered volume data; b8) 상기 검출된 복셀값에 기초하여 복셀값 테이블을 형성하는 단계;b8) forming a voxel value table based on the detected voxel values; b9) 상기 복셀값 테이블에 대해 소정 크기를 갖는 다수개의 제 1 블록으로 분할하는 단계;b9) dividing the voxel value table into a plurality of first blocks having a predetermined size; b10) 각 블록에서 최소 크기 및 최대 크기를 갖는 복셀값을 검출하는 단계; 및b10) detecting a voxel value having a minimum size and a maximum size in each block; And b11) 상기 검출된 최소 및 최대 크기를 갖는 복셀값에 기초하여 상기 제 2 최소-최대 테이블을 형성하는 단계b11) forming the second minimum-maximum table based on the voxel values having the detected minimum and maximum magnitudes 를 포함하는 영상 처리 방법.Image processing method comprising a. 제 10항에 있어서, 상기 단계 b6)는 평균 필터를 이용하여 상기 볼륨 데이터에 대해 필터링 처리하는 영상 처리 방법.The image processing method according to claim 10, wherein the step b6) performs filtering on the volume data using an average filter. 제 7항에 있어서, 상기 c)는The method of claim 7, wherein c) is c1) 상기 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블에 가상 광선을 투사하는 단계;c1) projecting a virtual ray of light on the first and second minimum-maximum tables; c2) 상기 가상 광선 상에서 상기 제 1 및 제 2 최소-최대 테이블을 제 1 블록 단위로 샘플링하는 단계;c2) sampling the first and second minimum-maximum tables in first block units on the virtual ray; c3) 현재 샘플링 블록에서 최대 복셀값을 검출하는 단계;c3) detecting a maximum voxel value in the current sampling block; c4) 상기 검출된 복셀값에 기초하여 불투명도를 산출하는 단계; 및c4) calculating an opacity based on the detected voxel value; And c5) 상기 최대 복셀값 및 불투명도에 기초하여 상기 볼륨 데이터에 대해 렌더링을 행하는 단계c5) rendering the volume data based on the maximum voxel value and opacity 를 포함하는 영상 처리 방법.Image processing method comprising a. 제 12항에 있어서, 상기 c3)는The method of claim 12, wherein c3) c31) 상기 제 2 최소-최대 테이블의 현재 샘플링 블록으로부터 최대 크기를 갖는 복셀값을 검출하는 단계;c31) detecting a voxel value having a maximum magnitude from a current sampling block of the second minimum-maximum table; c32) 상기 검출된 최대 크기의 복셀값을 임계값과 비교하는 단계;c32) comparing the detected maximum voxel value with a threshold value; c33) 상기 최대 크기의 복셀값이 상기 임계값 이상인 것으로 판단되면, 상기 제 2 최소-최대 테이블의 현재 샘플링 블록에 해당되는 상기 제 1 최소-최대 테이 블의 현재 샘플링 블록을 소정 크기를 갖는 제 2 블록으로 분할하는 단계;c33) if it is determined that the voxel value of the maximum size is greater than or equal to the threshold value, a second current sampling block of the first minimum-maximum table corresponding to the current sampling block of the second minimum-maximum table having a predetermined size. Dividing into blocks; c34) 상기 제 1 최소-최대 테이블의 제 1 블록을 제 2 블록 단위로 샘플링하는 단계; 및c34) sampling the first block of the first minimum-maximum table in second block units; And c35) 상기 제 1 최소-최대 테이블의 현재 샘플링 블록에서 최대 복셀값을 검출하는 단계c35) detecting a maximum voxel value in a current sampling block of the first minimum-maximum table 를 포함하는 영상 처리 방법.Image processing method comprising a.
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