KR100869499B1 - 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법, 이를 이용하는 캡슐형 내시경 및 캡슐형 내시경 시스템 - Google Patents

인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법, 이를 이용하는 캡슐형 내시경 및 캡슐형 내시경 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법, 이를 이용하는 캡슐형 내시경 및 캡슐형 내시경 시스템에 관한 것으로, 인체의 체강 내에서 발광 상태에서 획득한 발광 이미지와 무광 상태에서 획득한 무광 이미지로 상기 발광 상태에서 획득한 발광 이미지를 보정 처리하는 이미지의 처리 방법, 이를 이용하는 캡슐형 내시경 및 캡슐형 내시경 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 인체의 체강 내에서 이미지를 획득할 때 긴 노출시간에 의해 발생되는 암 전류 및 열에 의한 잡음을 보정 처리할 수 있으므로, 원래 이미지의 색상을 구현하여 화질을 향상시킬 수 있다.
캡슐, 내시경, 이미지, 보정, 발광, 무광

Description

인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법, 이를 이용하는 캡슐형 내시경 및 캡슐형 내시경 시스템{PROCESSING METHOD OF IMAGE ACQUIRING IN BODY LUMEN, CAPSULE ENDOSCOPE AND CAPSULE ENDOSCOPE SYSTEM USING IT}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지의 베이어 패턴(bayer pattern) 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지의 각각의 베이어 패턴에 따른 이미지 센서의 배치도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경의 내부 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템의 이미지 처리 방법의 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 획득 주기의 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템의 이미지 처리 방법의 순서도.
도 8은 본 발명에 따른 이미지 보정 처리에 적합한 보정용 무광 이미지의 그래프.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지의 베이어 패턴 구성도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 101 캡슐형 내시경 200 외부 처리장치
110 111 렌즈 210 수신부
120 121 광원(LED) 220 이미지 처리부
130 131 이미지센서 230 디스플레이부
140 141 제어부
150 151 전원부
160 161 송신부
171 이미지 처리부
본 발명은 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법, 이를 이용하는 캡슐형 내시경 및 캡슐형 내시경 시스템에 관한 것이다.
최근, 캡슐 타입의 내시경이 개발되어 현재 의료 현장에서 여러 가지 질병을 진단하기 위해 사용되고 있다. 캡슐 타입의 내시경이란, 알약 크기의 캡슐형 내시경으로서 인체의 구강을 통해 삼켜져, 인체의 체강 중 어느 하나인 소화기관의 연동 운동에 따라 이동하면서 상기 소화기관의 이미지를 촬상하고, 이 촬상된 이미지 정보를 무선통신을 통해 외부 장치에 전송하는 것이다. 이러한 캡슐형 내시경은 마취가 필요하지 않고 구토감이 없으며, 기존의 일반 내시경으로는 촬상할 수 없었던 소장까지 촬상할 수 있어, 보다 정밀한 의료 진단을 할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 캡슐형 내시경은 이미지 센서를 통해 인체 내부의 이미지를 획득하게 되는 데, 이미지를 획득하는 데 비교적 긴 노출 시간과 획득된 이미지의 송수신에 의해 암 전류 잡음(dark-current shot noise)이 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 이미지 센서를 포함한 전자회로에서 열에너지가 발생하기 때문에 캡슐형 내시경이 촬상한 이미지에 열잡음(thermal noise)도 생길 수도 있다. 특히, 캡슐형 내시경이 촬상하는 인체 내부의 이미지는 아주 어두워서, LED 등의 광원을 이용한다고 하더라도 암 전류 잡음 및 열잡음의 영향이 무척 크기 때문에, 촬상된 이미지의 화질을 크게 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 이상과 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 인체의 체강 내에서 획득한 이미지를 보정할 수 있는 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법, 이를 이용하는 캡슐형 내시경 및 캡슐형 내시경 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 화질을 개선할 수 있는 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법, 이를 이용하는 캡슐형 내시경 및 캡슐형 내시경 시스템을 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법은, 인체의 체강 내에서 획득한 이미지를 처리하는 방법으로서, (a) 발광 상태에서 이미지를 획득하는 단계, (b) 무광 상태에서 이미지를 획득하는 단계 및 (c) 상기 무광 상태에서 획득한 이미지로 상기 발광 상태에서 획득한 이미지를 보정 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 (c) 단계는 상기 (a) 단계 및 (b) 단계에서 획득한 이미지가 발광 상태에서 획득한 발광 이미지인지 무광 상태에서 획득한 무광 이미지인지 판별하는 단계, 상기 판별된 이미지가 무광 이미지이면, 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 보정용 무광 이미지를 추출하는 단계, 상기 추출된 보정용 무광 이미지로 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 단계, 및 상기 보정된 발광 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 발광 이미지와 무광 이미지의 판별은 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 30 이상인 픽셀들의 비율이 20% 이하인 이미지를 무광 이미지로 판별하고, 상기 보정용 무광 이미지는 무광 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 10 이하인 픽셀들의 비율이 95% 이상인 것을 보정 처리에 적합한 무광 이미지로 판별한다.
또한, 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 단계는 상기 발광 이미지의 픽셀값에서 상기 추출된 보정용 무광 이미지의 픽셀값을 감산하여 발광 이미지를 보정 처리한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경은 인체의 체강 내에서 획득한 이미지를 처리하는 캡슐형 내시경으로서, 제어신호에 따라 점멸하는 광원. 상기 광원의 점멸에 의해 발광 이미지 또는 무광 이미지를 획득하는 이미지 센서, 상기 획득된 무광 이미지와 상기 획득된 발광 이미지를 감산하여 보정 처리하는 이미지 처리부, 및 상기 광원의 점멸과 이미지 보정 처리를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이미지 처리부는 상기 획득된 이미지 중 발광 이미지와 무광 이미지를 판별하고, 상기 판별된 이미지 중 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 보정용 무광 이미지를 추출하며, 상기 획득된 발광 이미지의 픽셀값에서 상기 추출된 보정용 무광 이미지의 픽셀값을 감산하여 보정 처리한다.
이때, 상기 발광 이미지와 무광 이미지의 판별은 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 30 이상인 픽셀들의 비율이 20% 이하인 이미지를 무광 이미지로 판별하고, 상기 보정용 무광 이미지는 무광 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 10 이하인 픽셀들의 비율이 95% 이상인 것을 보정용 무광 이미지로 판별한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템은 인체의 체강 내에서 획득한 이미지를 처리하는 캡슐형 내시경 시스템으로서, 발광 상태에서 획득한 발광 이미지와 무광 상태에서 획득한 무광 이미지를 획득하여 송신하는 캡슐형 내시경, 및 상기 캡슐형 내시경으로부터 송신된 발광 이미지 및 무광 이미지를 수신하고, 상기 수신된 무광 이미지로 상기 수신된 발광 이미지를 보정 처리하는 외부 처리장치를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 외부 처리장치는 상기 캡슐형 내시경으로부터 송신된 발광 이미지 및 무광 이미지를 수신하는 수신부, 상기 수신된 무광 이미지로 상기 수신된 발광 이미지를 보정 처리하는 이미지 처리부, 및 상기 보정 처리된 발광 이미지가 표시되는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 이미지 처리부는 상기 수신부에서 수신된 이미지 중 발광 이미지와 무광 이미지를 판별하고, 상기 판별된 이미지 중 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 보정용 무광 이미지를 추출하며, 상기 수신된 발광 이미지의 픽셀값에서 상기 추출된 보정용 무광 이미지의 픽셀값을 감산하여 보정 처리한다.
여기서, 상기 발광 이미지와 무광 이미지의 판별은 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 30 이상인 픽셀들의 비율이 20% 이하인 이미지를 무광 이미지로 판별하고, 상기 보정용 무광 이미지는 무광 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 10 이하인 픽셀들의 비율이 95% 이상인 것을 보정용 무광 이미지로 판별한다.
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이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템은 캡슐형 내시경(100) 및 외부 처리장치(200)를 포함한다. 캡슐형 내시경(100)은 렌즈(110), 광원(120), 이미지 센서(130), 제어부(140), 전원부(150), 송신부(160)를 포함하고, 외부 처리장치(200)는 수신부(210), 이미지 처리부(220), 디스플레이부(230)를 포함한다.
캡슐형 내시경의 렌즈(110)는 외부로부터의 입사광 등을 집광하기 위한 것이다.
광원(120)은 외부를 비추기 위한 것으로서, 제어신호에 따라 점멸하는데, 일반적으로 발광 다이오드(LED)가 될 수 있다. 점멸 주기는 약 1분 내지 5분이 될 수 있으나 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
이미지 센서(130)는 렌즈(110)를 통해 들어오는 입사광을 이미지로 변환하기 위한 것으로서, 광원(120)이 점멸함에 따라 발광 이미지 또는 무광 이미지(no-light image)를 획득한다. 즉, 광원(120)이 켜진 상태에서 촬상함으로써, 이미지 센서(130)는 발광 이미지를 획득할 수 있고, 광원(120)이 꺼진 상태에서 촬상함으로써, 이미지 센서(130)는 무광 이미지(no-light image)를 획득할 수 있다. 이미지 센서(130)는 CCD 센서 또는 CMOS 센서로 구성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 여기서 발광 이미지 또는 무광 이미지는 베이어 포맷(bayer format)이고, 이미지 센서(130)는 베이어 패턴에 따른 것일 수 있는데, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
한편, 베이어 패턴(bayer format)이란, 하나의 픽셀이 각각 빨강색(R), 녹색(G), 또는 파랑색(B) 중의 하나의 색상을 갖고, 색도에 따라 0-255 중 하나의 값으로 표현될 수 있으며, 각 픽셀이 갖지 못한 두 가지 색은 주위의 픽셀 값을 이용하여 계산하는 것을 말한다. 베이어 패턴(bayer pattern)을 나타낸 도면이 도 2이며, 베이어 패턴을 위한 이미지 센서의 배치가 도 3에 나타나있다. 도 2를 참조하면, 하나의 픽셀이 빨강색(R), 녹색(G), 또는 파랑색(B) 중 하나가 할당되어 있음을 알 수 있고, 도 3을 참조하면, 하나의 픽셀이 세 가지 색 중에 하나의 값을 읽어내기 위해 각각 그에 해당하는 센서가 배치되어 있음을 알 수 있다.
제어부(140)는 광원(120)의 점멸을 제어하고 이미지 센서(130)로부터 수신된 발광 이미지 또는 무광 이미지를 송신부(160)를 통해 외부 처리장치(200)로 전송한다. 구체적으로, 제어부(140)는 광원(120)에 제어신호를 전달하여 소정 시간이 경과할 때마다 광원을 소등시키는 데, 여기서 소정 시간은 앞서 언급한 점멸 주기와 동일한 것으로서 약 1분 내지 5분이 될 수 있다. 촬상 및 발광여부와의 관계에 대한 구체적인 설명은 도 6과 함께 후술하고자 한다.
전원부(150)는 캡슐형 내시경(100)에 전원을 공급하는 구성요소이다.
송신부(160)는 제어부(140)의 제어에 따라 발광 이미지 또는 무광 이미지를 외부 처리장치(200)로 전송하는 통신장치이다. 일반적인 무선 통신(radio frequency)방식을 이용할 수는 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
외부 처리장치(200)의 수신부(210)는 캡슐형 내시경(100)의 송신부(160)로부터 발광 이미지 또는 무광 이미지를 수신한다.
이미지 처리부(220)는 무광 이미지를 이용하여 발광 이미지를 보정한다. 구체적으로, 이미지 처리부(220)는 우선 수신부(210)를 통해 수신된 이미지가 발광 이미지인지 무광 이미지인지 여부를 먼저 판별한다. 여기서, 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 30 이상인 픽셀들의 비율이 20% 이하인 이미지를 무광 이미지로 판별한다. 만약, 수신된 이미지가 무광 이미지로 판별된 경우, 무광 이미지 중 보정 처리에 적합한 보정용 무광 이미지를 추출하여 저장하는 데, 여기서 보정 처리에 적합한 보정용 무광 이미지란, 예를 들면, 무광 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 10 이하인 픽셀들의 비율이 95% 이상인 것을 보정 처리에 적합한 보정용 무광 이미지라 한다. 이러한 보정용 무광 이미지의 촬상 주기는 발광 이미지가 촬상된 시각과 무광 이미지가 촬상된 시각과의 차이가 소정 시간(예: 약 30초) 이내인 것을 말한다. 상기 보정용 무광 이미지를 선택한 후, 수신된 발광 이미지의 픽셀값에 보정용 무광 이미지의 픽셀값을 감산하여 수신된 발광 이미지를 보정 처리한다. 이에 대한 더욱 구체적인 설명은 도 7 내지 도 10과 함께 후술하고자 한다.
디스플레이부(230)는 이미지 처리부(220)가 생성한 보정된 이미지가 표시되는 표시장치이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템의 구성도이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 캡슐형 내시경은 렌즈(111), 광원(121), 이미지 센서(131), 제어부(141), 이미지 처리부(171) 전원부(151), 송신부(161)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈(111), 광원(121), 이미지 센서(131), 전원부(151), 송신부(161)는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈(110), 광원(120), 이미지 센서(130), 전원부(150), 송신부(160)와 각각 동일한 구성요소이므로, 이에 대한 설명은 생략하고자 한다.
이미지 처리부(171)는 무광 이미지를 이용하여 발광 이미지를 보정하는 데, 여기서 발광 이미지를 보정하는 절차는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 처리장치(200)의 이미지 처리부(220)가 수행하는 절차와 동일하다.
제어부(141)는 이미지 센서(131)로부터 수신된 발광 이미지 또는 무광 이미지를 이미지 처리부(171)에 전달하여 이미지 처리를 요청하고, 이미지 처리부(171)가 생성한 보정된 이미지를 상기 송신부(161)를 통해 외부 처리장치(미도시)에 전송한다.
도 5는 본 발명에 따른 캡슐형 내시경 시스템의 이미지 처리 방법 중 이미지 촬상과정의 순서도이다. 도면을 참조하면, 우선, LED 등의 광원을 켜서 발광을 시작한다(S110 단계). 그런 다음, 광원이 켜진 상태에서 발광 이미지를 촬상한 다음, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템과 같이 이미지 처리부(220)가 외부 처리장치(200)에 있을 경우, 발광 이미지를 외부 처리장치(200)에 전송한다(S120 단계). 촬상을 마친 후에는 절전을 위해 소광을 한다(S130 단계). 이와 같이 촬상 후 즉시 광원을 소광하는 것은 전원을 절약하기 위한 것으로서, 무광 이미지를 촬상하기 위한 것이 아니므로, 본 발명을 위해 필수적인 것은 아니다. 그런 다음, 무광 이미지를 촬상한지 소정 시간이 경과하였는지 여부를 판단한다(S140 단계). 여기서 소정 시간은 약 1분 내지 5분인 것이 바람직하지만, 전술한 시간에 한정된 것은 아니고 사용자의 선택에 따라 설정 가능하다. 도 6은 본 발명에서의 촬상 및 발광여부와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 이미지 촬상이 일정한 시간간격을 두고 연속적으로 이루어짐을 알 수 있다. 예를 들어, 촬상속도가 초당 1프레임일 경우 약 1초간의 간격으로 촬상이 이루어지고, 촬상속도가 초당 2프레임일 경우 약 0.5초간의 간격으로 촬상이 이루어진다. 한편, 도 6을 참조하면, KN-1+n번째, Kn+1번째, …, Kn+n번째 촬상은 발광 상태에서 이루어지는 데 비해, Kn번째, Kn+1번째 촬상은 발광 없이 이루어지는 것을 알 수 있다. 다시 말해서, Kn-1+n번째, Kn+1번째, …, Kn+n번째 촬상된 이미지는 발광 이미지가 되고, Kn번째, Kn+1번째 촬상된 이미지는 무광 이미지(no-light image)가 된다. 여기서, 무광 이미지의 촬상은 소정 시간(약 1분 내지 5분)마다 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, Kn번째 촬상된 무광 이미지는 Kn-1+n번째, Kn+1번째 촬상된 발광 이미지의 보정에 적합한 것이 될 수 있으며, Kn+1번째 촬상된 무광 이미지는 Kn+n번째, Kn+1+1번째 촬상된 발광 이미지의 보정에 적합한 것이 될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, S140 단계의 판단 결과, 무광 이미지가 촬상된 지 소정 시간(약 1분 내지 5분)이 경과하지 않은 경우(S140 단계의 '아니오'), 다시 S110 단계로 이동하여 발광 이미지를 촬상한다. 반대로 S140 단계의 판단 결과, 무광 이미지가 촬상된 지 소정 시간(약 1분 내지 5분)이 경과한 경우(S140 단계의 '예'), S130 단계에서 광원이 소광된 상태 즉, 무광 상태에서 무광 이미지를 촬상한다. 무광 상태에서의 무광 이미지는 그 시점에서의 암 전류에 의한 잡음(노이즈)과 열에 의한 잡음 포함된 것이므로, 이를 이미지의 화질 개선에 이용할 수 있는 것이다. 이와 같이 무광 이미지를 촬상한 후, S120 단계에서와 마찬가지로 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템과 같이 이미지 처리부(220)가 외부 처리장치(200)에 있을 경우, 발광 이미지를 외부 처리장치(200)에 전송한다(S150 단계).
그런 다음 촬상이 중지(S160 단계의 '예')되기 전까지는 다시 S110 단계로 이동하여 촬상을 연속적으로 진행한다.
도 7은 본 발명에 따른 캡슐형 내시경 시스템의 이미지 처리 방법 중 이미지 처리과정의 순서도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡슐형 내시경 시스템과 같이 이미지 처리부(220)가 외부 처리장치(200)에 있을 경우, 외부 처리장치(200)는 캡슐형 내시경(100)으로부터 발광 이미지 또는 무광 이미지를 수신한다(S210 단계). 그런 다음, 수신된 이미지가 발광 이미지인지 무광 이미지인지 여부를 판별한다(S220 단계). 여기서, 이미지가 발광 이미지인지 무광 이미지인지 여부를 판별하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있는데, 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 30 이상인 픽셀들의 비율이 20% 이하인 이미지를 무광 이미지로 판별하고, 그 이외의 경우에는 발광 이미지인 것으로 판단할 수 있다.
S220 단계 판단 결과, 이미지가 무광 이미지인 경우(S220 단계의 '예'), 유효성 검사를 통해 무광 이미지 중 유효한 부분만을 추출하거나, 보정용 무광 이미지를 추출한다(S230 단계). 여기서, 유효성 검사란, 무광 이미지로서의 가치가 있는지 여부를 판단하는 것으로서, 무광 이미지 중 유효하지 않은 부분이 있을 경우에는 무광 이미지 중 유효한 부분만을 추출하고 불필요한 부분은 연산에서 제외시키는 것이다. 즉, 무광 이미지를 구성하는 픽셀의 픽셀값이 10 이하이고, 상기 무광 이미지를 차지하는 비율이 95%인 경우, 이러한 무광 이미지가 보정에 적합한 보정용 무광 이미지라 할 수 있다. 또한, 상기 픽셀값 10을 초과하는 픽셀은 불필요한 부분으로 유효한 부분을 추출하겠다는 것은 보정용 무광 이미지 중 픽셀값이 10을 초과하는 픽셀은 발광 이미지와의 보정 연산에서 제외하겠다는 것이라 할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따라 유효성 검사를 위한 히스토그램의 일 예이다. 도 8에 도시된 그래프의 가로축은 픽셀 값이며, 세로축은 픽셀 개수를 의미한다. 대부분의 픽셀들이 0-10정도의 값에 치중되어 있음을 알 수 있다. 상기 S230 단계에서, 유효성 검사 또는 유효부분 추출이 이루어진 무광 이미지를 후입선출 내지 오버라이트(overwrite)되는 버퍼에 저장한다(S240 단계). 그런 다음 이미지 수신이 중단(S280 단계의 예)되기 전까지 S210 단계로 이동되어 S210 내지 S280 단계가 반복된다.
한편, S220 단계에서, 수신된 이미지가 무광 이미지가 아닌 발광 이미지로 판별된 경우(S220 단계의 '아니오'), 버퍼에 저장되어 있는 무광 이미지들 중 상기 발광 이미지의 보정에 사용되는 보정용 무광 이미지를 선택한다(S250 단계). 여기서 보정용 무광 이미지란, 발광 이미지가 촬상된 시각과 무광 이미지가 촬상된 시각과의 차이가 소정 시간 이내인 것을 말한다. 여기서, 만약 S140 단계에서의 소정 시간 즉, 무광 이미지를 촬상하는 시간 간격이 1분인 경우, 상기 소정 시간은 약 30초인 것이 바람직하며, 시간 간격이 5분인 경우, 상기 소정 시간은 약 2분 30초인 것이 바람직지만, 상기 시간 간격은 사용자 설정에 따른 것으로, 후입선출 또는 오버라이트되는 버퍼에 저장되므로 현재 마지막에 저장되어 있는 보정용 무광 이미지를 이용해도 상관은 없다.
이와 같이, S250 단계에서 보정에 이용할 무광 이미지를 선택한 후, 발광 이미지 픽셀값에서 무광 이미지 픽셀값을 감산하여 상기 발광 이미지를 보정 처리한다(S260 단계).
본 발명에 따라 발광 이미지, 무광 이미지, 및 보정된 이미지의 베이어 패턴이 도 9에 나타나 있다. 도면에서와 같이 발광 이미지의 임의의 픽셀 값이 Amn이고, 무광 이미지의 임의의 픽셀이 Dmn인 경우, 다음 식과 같이 발광 이미지 픽셀값에서 무광 이미지 픽셀값을 감산하여 이미지(Nmn)를 보정 처리한다.
Nmn = Amn - Dmn
(Nmn은 보정된 이미지의 임의의 픽셀, Amn은 발광 이미지의 임의의 픽셀, Dmn은 무광 이미지의 임의의 픽셀)
이와 같이 발광 이미지의 픽셀값에서 무광 이미지의 픽셀값을 감산했기 때문에 암전류 및 열에 의한 잡음이 제거된다. 일반적으로 무광 상태에서의 이미지는 픽셀값이 0이어야 정상이지만, 장시간 이미지 획득에 따른 노출에 의해 암전류 및 열에 잡음이 발생하면 그 발생된 잡음이 무광 이미지의 픽셀값이 된다. 따라서, 발광 이미지의 픽셀값에서 무광 이미지의 픽셀값을 감산하면 암전류 및 열에 의한 잡음이 제거될 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 본 발명에 따라 발광 이미지, 무광 이미지, 및 보정된 이미지의 일 예가 도 10에 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 발광 이미지(a)에서 무광 이미지(b)를 뺀 결과인 보정된 이미지(c)가 발광 이미지(a)에 비해 화질이 월등히 개선되었음을 확인할 수 있다. 이와 같이 무광 이미지(no-light image)를 이용하여 암전류 및 열에 의한 잡음을 제거함으로써, 고화질의 이미지를 얻을 수 있다.
이와 같이 S280 단계에서 보정된 이미지를 화면에 표시한다(S270 단계). 그리고 이미지 수신이 중단(S280 단계의 예)되기 전까지 S210 단계로 이동되어 S210 내지 S280 단계가 반복된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 영상 획득을 위한 긴 노출시간에 따른 암 전류 및 열에 의한 잡음까지 제거할 수 있으므로, 인체의 체강 내를 촬상한 이미지의 화질을 현저히 개선시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 무광 이미지(no-light image) 중 보정 처리에 적합한 무광 이미지를 이용함으로써, 이미지의 화질을 더욱 개선시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 고화질의 이미지를 얻을 수 있기 때문에 진단의 정확성을 높일 수 있다.

Claims (22)

  1. 캡슐형 내시경으로 인체의 체강 내에서 획득한 이미지를 처리하는 방법으로서,
    (a) 발광 상태에서 이미지를 획득하는 단계;
    (b) 무광 상태에서 이미지를 획득하는 단계; 및,
    (c) 상기 무광 상태에서 획득한 이미지로 상기 발광 상태에서 획득한 이미지를 보정 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
    상기 (a) 단계 및 (b) 단계에서 획득한 이미지가 발광 상태에서 획득한 발광 이미지인지 무광 상태에서 획득한 무광 이미지인지 판별하는 단계,
    상기 판별된 이미지가 무광 이미지이면, 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 보정용 무광 이미지를 추출하는 단계,
    상기 추출된 보정용 무광 이미지로 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 단계, 및
    상기 보정된 발광 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 발광 이미지와 무광 이미지의 판별은,
    이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 30 이상인 픽셀들의 비율이 20% 이하인 이미지를 무광 이미지로 판별하는 것을 특징으로 하는 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 보정용 무광 이미지는,
    무광 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 10 이하인 픽셀들의 비율이 95% 이상인 것을 특징으로 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 단계는,
    상기 발광 이미지의 픽셀값에서 상기 추출된 보정용 무광 이미지의 픽셀값을 감산하여 발광 이미지를 보정 처리하는 것을 특징으로 하는 인체의 체강 내에서 획득한 이미지의 처리 방법.
  6. 인체의 체강 내에서 획득한 이미지를 처리하는 캡슐형 내시경으로서,
    제어신호에 따라 점멸하는 광원;
    상기 광원의 점멸에 의해 발광 이미지 또는 무광 이미지를 획득하는 이미지 센서;
    상기 획득된 무광 이미지와 상기 획득된 발광 이미지를 감산하여 보정 처리하는 이미지 처리부; 및
    상기 광원의 점멸과 이미지 보정 처리를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 이미지 처리부는,
    상기 획득된 이미지 중 발광 이미지와 무광 이미지를 판별하고, 상기 판별된 이미지 중 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 보정용 무광 이미지를 추출하며, 상기 획득된 발광 이미지의 픽셀값에서 상기 추출된 보정용 무광 이미지의 픽셀값을 감산하여 보정 처리하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 발광 이미지와 무광 이미지의 판별은,
    이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 30 이상인 픽셀들의 비율이 20% 이하인 이미지를 무광 이미지로 판별하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 보정용 무광 이미지는,
    무광 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 10 이하인 픽셀들의 비율이 95% 이상인 것을 특징으로 캡슐형 내시경.
  10. 인체의 체강 내에서 획득한 이미지를 처리하는 캡슐형 내시경 시스템으로서,
    발광 상태에서 획득한 발광 이미지와 무광 상태에서 획득한 무광 이미지를 획득하여 송신하는 캡슐형 내시경; 및
    상기 캡슐형 내시경으로부터 송신된 발광 이미지 및 무광 이미지를 수신하고, 상기 수신된 무광 이미지로 상기 수신된 발광 이미지를 보정 처리하는 외부 처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 외부 처리장치는,
    상기 캡슐형 내시경으로부터 송신된 발광 이미지 및 무광 이미지를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 무광 이미지로 상기 수신된 발광 이미지를 보정 처리하는 이미지 처리부; 및
    상기 보정 처리된 발광 이미지가 표시되는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 이미지 처리부는,
    상기 수신부에서 수신된 이미지 중 발광 이미지와 무광 이미지를 판별하고, 상기 판별된 이미지 중 상기 발광 이미지를 보정 처리하는 보정용 무광 이미지를 추출하며, 상기 수신된 발광 이미지의 픽셀값에서 상기 추출된 보정용 무광 이미지의 픽셀값을 감산하여 보정 처리하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 발광 이미지와 무광 이미지의 판별은,
    이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 30 이상인 픽셀들의 비율이 20% 이하인 이미지를 무광 이미지로 판별하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 보정용 무광 이미지는,
    무광 이미지를 구성하는 픽셀들 중 픽셀값이 10 이하인 픽셀들의 비율이 95% 이상인 것을 특징으로 캡슐형 내시경 시스템.
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