KR101092470B1 - 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 및 그 프로그램이 저장된 서버 시스템 - Google Patents

폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 및 그 프로그램이 저장된 서버 시스템 Download PDF

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박상철
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김수형
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전남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폐 시티의 단층 영상들 중 좌 폐 영역과 우 폐 영역이 서로 연결된 단층 영상에서 좌 폐 영역과 우 폐 영역을 정밀하고 빠르게 분리할 수 있는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 및 그 프로그램이 저장된 서버 시스템에 관한 것이다

Description

폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 및 그 프로그램이 저장된 서버 시스템{Separation Method left and ringt lungs using 3D information of sequential CT image, computer-readable storage medium for program implementing the method and sever system storing the program}
본 발명은 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폐 시티의 단층 영상들 중 좌 폐 영역과 우 폐 영역이 서로 연결된 단층 영상에서 좌 폐 영역과 우 폐 영역을 정밀하고 빠르게 분리할 수 있는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 및 그 프로그램이 저장된 서버 시스템에 관한 것이다.
폐 시티 영상(흉부 시티 영상)은 폐와 폐 주변의 해부학적 형태 파악이 용이하고 2차원 투영영상인 X선 영상과 달리 여러 장의 2차원 슬라이스를 3차원으로 DB화 하여 흉부의 정보를 입체적으로 제공하므로 폐 종양 검출, 전이의 진단이나 병후 예측에 유용하다.
즉, 폐 종양 검출, 변이 분석을 통한 악성 및 양성 종양 판별을 위해서는 폐 시티의 촬영과 촬영된 폐 시티의 각 슬라이스 영상에서 폐의 영역만을 인식하는 기술은 매우 필수적이다.
또한, 최근 시티촬영기술의 발달로 폐 시티 영상은 평균 슬라이스 영상의 수가 300장에서 500장 정도로 데이터 양이 증가하고 있으므로 폐의 영역을 빠르고 정확하게 분할하여 인식하는 것이 매우 중요하다.
일반적으로 폐의 영역 인식은 각 단층 영상(슬라이스 영상) 내에서 영상분할 기법을 이용하며 이러한 영상분할 기법은 세그멘테이션(segmentation)이라고 하며, 문덕값을 이용하는 문턱값 기반 분할 기법(Theshhold), 경계 픽셀의 픽셀 기울기를 이용하는 경계 기반 분할 기법(Boundary-based) 또는 비슷한 이웃 픽셀 값을 갖는 영역을 이용하는 영역 기반 분할 기법 등이 있다.
그러나, 종래의 연구들은 폐 시티의 단층 영상에서 단지 폐 영역의 존재 유무나 일정한 영역이 폐 영역인지 아닌지는 판단할 수는 있으나, 좌 폐와 우 폐가 서로 연결된 폐 영역에 종양 등이 발견될 경우 좌 폐 및 우 폐로 분할하여 발견된 종양이 좌 폐에 위치하는지 우 폐에 위치하는지 판단할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 경우, 일반적으로 의사의 영상을 직접 눈으로 확인하고 경험에 의해서 좌 폐와 우 폐를 분리하므로 분리인식에 신뢰도가 낮고 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.
본 발명자들은 폐 시티의 각 단층 영상들 중 좌 폐 및 우 폐가 서로 연결되어 하나의 영역으로 분할된 단층 영상에서, 연결된 좌우 폐 영역을 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 빠르고 정확하게 분할할 수 있는 방법을 연구 노력한 결과, 단층 영상들을 순차적으로 검사하여 최적 분할 경로의 검색에 기반이 되는 신뢰도 있는 중심점들을 계산하고 계산된 중심점들에 기반하여 연결된 좌우 폐 영역을 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 빠르게 분할할 수 있는 방법을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 폐 시티의 단층 영상들 중 좌 폐 및 우 폐가 서로 연결된 하나의 영역을 좌 폐 및 우 폐의 영역으로 빠르고 정확하게 분할할 수 있는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 및 그 프로그램이 저장된 서버 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐 시티의 단층 영상들을 순차적으로 검사하여 좌 폐 영역과 우 폐 영역이 서로 연결된 좌우 연결 폐 영역이 존재하는 현재 단층 영상을 검출하는 제1단계; 상기 현재 단층 영상의 이전 단층 영상에서 좌 폐 영역과 우 폐 영역의 외곽선 중 서로 다른 폐 영역을 향하는 일부 외곽선인 좌 폐 경계선 및 우 폐 경계선을 검출하는 제2단계; 상기 좌 폐 경계선에 위치하는 각 픽셀과 상기 우 폐 경계선에 위치하는 각 픽셀들 중 최단거리에 위치하는 픽셀을 서로 일대 일로 대응시켜 픽셀 쌍을 도출하고, 상기 각 픽셀 쌍의 픽셀들 사이의 중심점의 위치를 계산하는 제3단계; 상기 각 픽셀 쌍 내의 픽셀들 간의 거리가 가장 짧은 제1 픽셀 쌍의 중심점인 제1 중심점을 상기 현재 단층 영상에 매핑(mapping)하는 제4단계; 최적 경로 탐색 알고리즘을 이용하여 상기 제1 중심점을 기준으로 분할 경로를 검색하고, 상기 분할 경로에 의해 상기 좌우 연결 폐 영역이 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분할될 경우 상기 분할 경로를 최적분할 경로로 저장한 후 종료하고, 분할되지 않을 경우, 상기 제1 픽셀 쌍의 각 픽셀들의 거리보다 순차적으로 긴 거리를 갖는 픽셀 쌍의 중심점을 기준으로 상기 좌우 연결 폐 영역이 분할될 때까지 분할 경로의 검색을 반복하고 검색된 분할 경로를 연결하여 상기 최적분할 경로로 저장한 후 종료하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제4단계는, 상기 제1 중심점을 기준으로 좌우방향으로 일정한 개수의 픽셀들을 제1 중심점 후보픽셀로 설정하는 제4-1단계; 상기 제1 중심점과 상기 제1 중심점 후보픽셀들을 상기 현재 단층 영상에 매핑하는 제4-2단계; 및 상기 제1 중심점과 상기 제1 중심점 후보픽셀들 중, 밝기가 가장 밝은 픽셀을 최대 밝기 중심점으로 선택하는 제4-3단계;를 포함하고, 상기 제5단계는 상기 최대 밝기 중심점을 중심으로 상기 분할 경로를 검색한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제5단계 이후에, 상기 현재 단층 영상의 이후 단층 영상을 검사하여 상기 좌우 연결 폐 영역이 존재하는지 확인하고, 상기 좌우 연결 폐 영역이 존재하지 않을 경우 종료하고, 존재할 경우 상기 제5단계의 최적분할 경로 도출에 사용된 중심점들 이용하여 상기 제4단계 및 상기 제5단계를 반복함으로써, 상기 이후 단층 영상의 좌우 연결 폐 영역을 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분할하는 제6단계;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제5단계는 상기 제1 중심점을 기준으로 일정한 픽셀만큼의 가로 및 세로 길이를 갖는 관심영역(ROI:Region of Interest)을 설정하고, 상기 관심영역 내에서 상기 분할 경로를 검색한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1단계 이전에, 쓰레쉬홀드(threshold)기법을 이용하여 상기 각 단층 영상 내에서 일정한 밝기 값 이상의 픽셀들로 이루어지는 영역들을 분할(segmentation)하는 제a단계;를 더 포함하고, 상기 제1단계는 상기 제a단계에서 분할된 영역들 중 면적이 가장 큰 영역의 가로 길이가 상기 단층 영상의 가로 길이 중 일정한 길이 이상일 경우 상기 좌우 연결 폐 영역이 존재하는 것으로 판단하여 상기 현재 단층 영상을 검출한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 일정한 길이는 상기 단층 영상의 가로 길이의 1/2에 해당하는 길이이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 좌 폐 경계선은 상기 좌 폐 영역의 각 픽셀을 우 폐 영역 방향으로 이동시켰을 때, 상기 좌 폐 영역을 통과하지 않는 픽셀들로 이루어지는 경계선이고, 상기 우 폐 경계선은 상기 우 폐 영역의 각 픽셀을 좌 폐 영역 방향으로 이동시켰을 때, 상기 우 폐 영역을 통과하지 않는 픽셀들로 이루어지는 경계선이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 최적 경로 탐색 알고리즘은 라이브 와이어(Live Wire) 알고리즘이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 중심점 후보픽셀은 상기 제1 중심점을 기준으로 수평 좌측으로 두 개의 픽셀 및 수평 우측으로 두 개의 픽셀을 포함하여 이루어진다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제4단계 이전에 상기 제1 중심점이 상기 현재 단층 영상의 좌우 연결 폐 영역에 존재하는지 판단하고, 존재할 경우 상기 제4단계를 수행하고, 존재하지 않을 경우, 상기 제1 픽셀 쌍의 거리보다 순차적으로 긴 거리를 갖는 픽셀 쌍을 중심점이 상기 좌우 연결 폐 영역에 존재하는지 판단을 반복하는 제b단계;를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 프로그램이 저장되고 통신망을 통해 상기 프로그램을 전송할 수 있는 서버 시스템을 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법에 의하면 폐 씨티에서 좌 폐 및 우 폐 영역이 연결된 하나의 영역을 자동으로 빠르게 좌 폐 및 우 폐 영역으로 분리할 수 있으므로 의사의 경험에 의한 분리에 비해 분리의 신뢰도를 매우 높을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법에 의하면 최대 밝기 중심점을 기준으로 좌우 폐의 분리를 개시하므로 분리의 정확도를 매우 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법에 의하면 연속적인 좌우 폐의 영역 분리시에 이전에 사용한 최대 밝기 중심점에 근거하여 새롭게 계산된 최대 밝기 중심점을 계산하여 좌우 폐의 영역을 분리하므로 매우 적은 계산량으로 빠르게 좌우 폐의 영역을 분리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법을 보여주는 흐름도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법 중, 좌 폐 영역과 우 폐 영역이 서로 연결되어 있는지 판단하는 과정을 보여주는 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 분리된 폐 시티의 단층 영상의 일례를 보여주는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법은 실질적으로 컴퓨터상에서 상기 방법을 수행할 수 있는 프로그램에 의해 수행되며, 상기 프로그램은 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등이 단독 또는 조합으로 구성된 프로그램일 수 있고, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라, 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드로 짜여진 프로그램일 수 있다.
또한, 상기 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체에 저장되어 컴퓨터로 읽혀짐으로써 그 기능을 수행하고, 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되어 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 지식을 가진 자에서 공지되어 사용 가능할 것일 수 있으며, 예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD, DVD와 같은 광 기록 매체, 자기 및 광 기록을 겸할 수 있는 자기-광 기록 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등 단독 또는 조합에 의해 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치일 수 있다.
또한, 상기 프로그램은 상기 매체에 의해 컴퓨터에 읽혀질 수 있는 것뿐만 아니라, 인트라넷이나 인터넷 등의 통신망을 통해 정보를 전송할 수 있는 서버 시스템에 저장되어 컴퓨터로 전송될 수도 있고, 상기 서버 시스템에서 상기 프로그램을 컴퓨터로 전송하지 않고 컴퓨터가 상기 서버 시스템으로 접근하여 상기 서버 시스템상에서 상기 프로그램을 수행할 수 있는 플랫폼을 제공할 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법은 먼저, 컴퓨터가 획득된 폐 시티(100)를 입력받고(S1000), 상기 폐 시티(100)의 각 단층 영상(110,120,...,100n)에서 폐 영역을 분할한다(S2000).
더욱 자세하게는, 먼저, 상기 각 단층 영상(110,120,...,100n)에서 폐 영역이 아닌, 흉부 기관(100c,예를 들면 기관지) 및 흉부를 둘러싼 공기층 부분(100d)을 제거하여 폐 영역(100a,100b)을 분할한다.
본 발명의 실시예에서는 쓰레쉬홀드(Threshold) 기법을 이용하며, 먼저, 상기 각 단층 영상(110,120,...,100n)의 히스토그램을 계산하고, 다음, 폐 영역과 배경의 경계를 의미하는 골짜기의 값을 임계값으로 결정하며, 다음, 결정된 임계값을 기준으로 폐 영역이 아닌 부분의 화소들을 제거하여 상기 각 단층 영상(110,120,...,100n)에서 폐 영역(100a,100b)만을 분리하였다.
그러나 전술하였듯이, 종래의 경계 기반 분할 기법 또는 영역 기반 분할 기법을 이용하여 상기 폐 영역(100a,100b)을 분할할 수 있음은 물론이다.
다음, 상기 폐 영역(100a,100b)이 분할된 단층 영상들 중 최초 단층 영상(110)이 입력된다(S3000).
여기서 현재 입력되는 단층 영상은 현재 단층 영상(CI:Current Image)으로 정의하고, 이전에 입력된, 즉, 상기 현재 단층 영상 바로 상부 층의 단층 영상은 이전 단층 영상(PI:Previous Image)으로 정의하며, 상기 현재 단층 영상의 다음에 입력되는, 즉, 상기 현재 단층 영상 바로 하부 층의 단층 영상은 다음 단층 영상을 정의하기로 한다.
즉, 상기 최초 단층 영상(110)은 현재 단층 영상이 된다.
또한, 상기 최초 단층 영상(110)은 상기 폐 시티(100)에서 최상부에 위치하는 단층 영상이며, 순차적으로 하부의 단층 영상이 입력되어 최후 단층 영상(100n)까지 좌 폐 영역과 우 폐 영역을 분할하게 된다.
그러나 역으로 상기 최후 단층 영상(100n)에서 상기 최초 단층 영상(110)까지 순차적으로 입력되어 좌 폐 영역과 우 폐 영역이 분할될 수도 있다.
다음, 상기 최초 단층 영상(110)에 좌 폐 영역과 우 폐 영역이 서로 분할되어 있는지 판단하고(S4000) 분할되어 있을 경우 좌 폐 영역과 우 폐 영역을 분류하여 저장한다(S5000).
일반적으로 상기 최초 단층 영상(110)에는 좌 폐 영역이나 우 폐 영역은 크기가 작으므로 서로 분리되어 있다.
다음, 다음 단층 영상이 존재하는지 판단하고 존재할 경우 상기 다음 단층 영상을 상기 현재 단층 영상으로 입력받아(S9000), 상기 좌 폐 영역과 상기 우 폐 영역이 분할되어 있는지 판단한다(S4000).
만약, 상기 현재 단층 영상(100CI)의 좌 폐 영역과 우 폐 영역이 서로 분할되지 않고 연결되어 있는 경우, 상기 현재 단층 영상(100CI)에서 좌 폐 영역과 우 폐 영역을 분할한다(S6000).
여기서 상기 좌 폐 영역과 상기 우 폐 영역이 서로 연결된 하나의 영역을 좌우 연결 폐 영역(100ab)으로 정의하기로 한다.
한편, 상기 좌 폐 영역과 상기 우 폐 영역이 서로 분리되어 있는지 연결되어 있는지는, 상기 현재 단층 영상(100CI)에서 가장 큰 면적을 갖는 분할 영역(100ab)의 각 픽셀 들 중 x축의 위치가 가장 작은 픽셀의 x축 위치 값(x1)과 x축의 위치가 장 큰 픽셀의 x축 위치 값(x2)의 거리 차를 계산하고, 계산된 거리 차가 상기 현재 단층 영상(100CI)의 전체 가로길이(x3)의 절반 이상일 경우 상기 가장 큰 면적을 갖는 분할 영역(100ab)은 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)으로 결정함으로써 판단된다.
그러나 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)의 판단은 상기 가장 큰 면적을 갖는 분할 영역(100ab)의 면적과 상기 현재 단층 영상(100CI)의 면적의 비를 이용하여 수행될 수 있으며(예들 들면, 단층 영상 전체 면적의 절반 크기일 경우 좌우 연결 폐 영역으로 판단할 수 있다.), 분할의 기준이 되는 거리 비도 상기 현재 단층 영상(100CI)의 전체 가로길이(x3)의 절반이 아닌 1/3 또는 3/5 등으로 변화될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)을 좌 폐 영역과 우 폐 영역으로 분할하는 과정(S6000)은 먼저, 상기 이전 단층 영상에서 좌 폐 영역과 우 폐 영역의 분할이 수행되어 분할에 사용한 파라미터가 저장되어 있는지 확인한다(S6100).
아래에서도 설명하겠지만 상기 파라미터는 상기 이전 단층 영상에서 좌우 연결 폐 영역의 분할에 사용된 최대 밝기 중심점들의 좌표이다.
자세한 설명은 후술하기로 한다.
다음, 상기 파라미터가 저장되어 있지 않을 경우, 다시 말해서 최초로 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)이 검출될 경우, 상기 현재 단층 영상(100CI)의 이전 단층 영상(100PI)에서 좌 폐 경계선(b1) 및 우 폐 경계선(b2)을 검출한다(S6200).
또한, 상기 좌 폐 경계선(b1)은 상기 현재 단층 영상(100CI)의 좌 폐 영역(100a)의 외곽 선의 각 픽셀들 중 상기 현재 단층 영상(100CI)의 우 폐 영역(100b)을 향한 수평방향 픽셀이 상기 좌 폐 영역(100a) 내의 픽셀(P1), 즉, 상기 좌 폐 영역(100a)의 외곽 선의 각 픽셀들을 상기 우 폐 영역(100b) 방향으로 수평 이동시켰을 때, 상기 좌 폐 영역(100a)을 통과하는 픽셀(P1)은 제외하고 상기 좌 폐 영역(100a)을 통과하지 않는 픽셀들(P2)로 구성되는 경계선으로 검출된다.
또한, 상기 우 폐 경계선(b2)은 상기 좌 폐 경계선(b)과 마찬가지로, 상기 우 폐 영역(100b)의 외곽 선의 각 픽셀들 중 상기 좌 폐 영역(100a) 방향으로 수평이동시켰을 때, 상기 우 폐 영역(100b)을 통과하는 픽셀(P3)은 제외하고 통과하지 않는 픽셀들(P3)로 구성되는 경계선으로 검출된다.
즉, 상기 좌 폐 경계선(b1)과 상기 우 폐 경계선(b2)은 상기 좌 폐 영역(100a)의 외곽 선과 상기 우 폐 영역(100b)의 외곽 선 중 서로 마주 보는 외곽 선의 일부이다.
다음, 상기 좌 폐 경계선(b1)에 위치하는 각 픽셀과 상기 우 폐 경계선(b2)에 위치하는 각 픽셀들 중 최단거리에 위치하는 픽셀들((x1,y1),...,(xn,yn))을 서로 일대 일로 대응시켜 픽셀 쌍을 도출하고 상기 픽셀 쌍의 중심점(CP1,...,CPn)을 계산하여 중심점 리스트(CP list)를 생성한다(S6300).
더욱 자세하기는, 상기 중심점들(CP1,...,CPn)은 각 픽셀 쌍((x1,y1),...,(xn,yn))들 내의 픽셀 들을 서로 직선으로 연결하고 연결된 직선의 중심점을 계산하여 생성되며, 상기 중심점 리스트(CP list)에는 거리가 가장 짧은 픽셀 쌍(x1,y1)의 중심점(CP1)부터 거리가 가장 긴 픽셀 쌍(xn,yn)의 중심점(CPn)의 순으로 저장된다.
다음, 상기 중심점 리스트(CP list) 중, 가장 거리가 짧은 픽셀 쌍(x1,y1)의 중심점(CP1)인 제1 중심점(CP1)을 상기 이전 단층 영상(100PI)에 매핑한다(S6400).
또한, 상기 매핑의 의미는 상기 이전 단층 영상(100PI)에서 상기 제1 중심점(CP1)의 위치를 특정하는 것을 뜻한다.
다음, 상기 제1 중심점(CP1)이 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)에 존재하는 지 판단하고 존재하지 않을 경우 상기 중심점 리스트(CP list)에서 상기 제1 중심점(CP1)의 다음 중심점인 제2 중심점(CP2)의 위치를 상기 제1 중심점(CP1)으로 갱신하고 갱신된 제1 중심점(CP2)을 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)에 매핑하여 갱신된 제1 중심점이 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab) 내에 위치할 때까지 반복한다.
다음, 상기 제1 중심점(CP1)이 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)에 존재하는 경우 상기 제1 중심점(CP1)의 수평 좌우 방향으로 일정한 개수의 픽셀들을 제1 중심점 후보픽셀(np1,np2,np-1,np-2)로 선정한다(S6600).
또한, 본 발명에서는 상기 제1 중심점(CP1)을 기준으로 우측으로 두 개의 픽셀(np1,np2) 및 좌측으로 두 개의 픽셀(np-1,np-2)을 상기 제1 중심점 후보픽셀(np1,np2,np-1,np-2)로 선정하였다. 그러나 사용자의 요구에 따라 하나 또는 두 개를 초과하는 픽셀을 상기 제1 중심점 후보픽셀로 선정될 수 있다.
다음, 상기 제1 중심점(CP1)과 상기 제1 중심점 후보픽셀(np1,np2,np-1,np-2)들 중, 밝기 값이 가장 밝은 픽셀을 최대 밝기 중심점으로 선택하고, 상기 최대 밝기 중심점을 중심으로 일정한 면적을 갖는 관심영역(ROI:Region of Interest)을 설정한다(S6700).
또한, 상기 최대 밝기 중심점을 선택하는 이유는 상기 제1 중심점(CP1)을 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)에 매핑하였을 때, 실질적으로 상기 제1 중심점(CP1)의 좌우에 더 밝은 지점, 즉, 최적으로 분할할 수 있는 지점이 존재할 수 있기 때문이고, 상기 관심영역을 설정하는 이유는 아래에서 설명할 최적 분할 경로 탐색에 계산 시간을 줄이기 위함이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 중심점(CP1)이 상기 최대 밝기 중심점으로 선택되는 것을 상정하여 도시하였다.
다음, 상기 제1 중심점(CP1)을 중심으로 상기 관심영역 내에서 최적 분할 경로(OP1)를 탐색한다(S6800).
또한, 상기 최적 분할 경로(OP1)는 최적 경로 탐색 알고리즘을 이용하여 탐색되며, 본 발명의 일 실시예에서는 라이브 와이어(Live Wire) 알고리즘을 이용하였다.
다음, 상기 최적 분할 경로(OP1)에 따라 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)을 분할하고, 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)이 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분리되었는지 판단한다(S6900).
다음, 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)이 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분리되었을 경우, 상기 최적 분할 경로(OP1)의 탐색에 사용된 제1 중심점(CP)을 상기 파라미터로 저장하고 종료한다(S6910).
그러나, 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)이 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분리되지 않았을 경우, 상기 중심점 리스트(CP list)에서 상기 제1 중심점(CP1)의 다음 중심점(CP2)을 상기 제1 중심점으로 갱신하여 상기 최적 분할 경로 탐색을 반복하고 상기 제1 중심점(CP1) 및 상기 제2 중심점(CP2)에 의한 최적 분할 경로(OP2)에 의해 상기 좌우 연결 폐 영역(100ab)이 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분리되면, 상기 제1 중심점(CP1) 및 상기 제2 중심점(CP2)을 상기 파라미터로 저장하고 종료한다.
한편, 상기 이전 단층 영상(100PI)이 본 발명의 최적 분할 경로에 의해 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분리된 단층 영상일 경우 상기 파라미터가 미리 저장되어 있으며, 이 경우, 상기 좌 폐 경계선(b1), 상기 우 폐 경계선(b2) 및 상기 중심점들(CP1,...,CPn)을 계산하는 과정이 생략되고, 상기 파라미터로 저장된 중심점들을 순차로 상기 제1 중심점(CP1)으로 갱신하며(S6110), 상기 최적 분할 경로를 탐색한다.
따라서, 이전 단층 영상에서 최적 분할 경로가 탐색된 경우에는 상기 제1 중심점을 다시 계산하는 것이 아니므로 계산량을 최소화하여 빠르게 최적 분할 경로를 탐색할 수 있고, 상기 파라미터에 저장되어 현재 단층 영상의 좌우 폐 영역 분할에 이용되는 제1 중심점은 최대 밝기 중심점의 계산으로 새로운 최적 분할 경로 탐색의 기반(seed)이 되므로 빠르고 정확하게 좌우 연결 폐 영역을 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분할할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 좌우 연결 폐 영역을 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분리한 것을 보여주는 일례로써 도 3을 참조하면, 현재 단층 영상에 좌우 연결 폐 영역이 존재할 경우 설정된 관심영역(a) 내에서 좌우 연결 폐 영역(b)을 정확히 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분할(c)되었음을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100:폐 씨티 110,120,...100n:단층 영상
100a:좌 폐 영역 100b:우 폐 영역
100CI:현재 단층 영상 100ab:좌우 연결 폐 영역
100PI:이전 단층 영상

Claims (12)

  1. 폐 시티의 단층 영상들을 순차적으로 검사하여 좌 폐 영역과 우 폐 영역이 서로 연결된 좌우 연결 폐 영역이 존재하는 현재 단층 영상을 검출하는 제1단계;
    상기 현재 단층 영상의 이전 단층 영상에서 좌 폐 영역과 우 폐 영역의 외곽선 중 서로 다른 폐 영역을 향하는 일부 외곽선인 좌 폐 경계선 및 우 폐 경계선을 검출하는 제2단계;
    상기 좌 폐 경계선에 위치하는 각 픽셀과 상기 우 폐 경계선에 위치하는 각 픽셀들 중 최단거리에 위치하는 픽셀을 서로 일대 일로 대응시켜 픽셀 쌍을 도출하고, 상기 각 픽셀 쌍의 픽셀들 사이의 중심점의 위치를 계산하는 제3단계;
    상기 각 픽셀 쌍 내의 픽셀들 간의 거리가 가장 짧은 제1 픽셀 쌍의 중심점인 제1 중심점을 상기 현재 단층 영상에 매핑(mapping)하는 제4단계;
    최적 경로 탐색 알고리즘을 이용하여 상기 제1 중심점을 기준으로 분할 경로를 검색하고, 상기 분할 경로에 의해 상기 좌우 연결 폐 영역이 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분할될 경우 상기 분할 경로를 최적분할 경로로 저장한 후 종료하고, 분할되지 않을 경우, 상기 제1 픽셀 쌍의 각 픽셀들의 거리보다 순차적으로 긴 거리를 갖는 픽셀 쌍의 중심점을 기준으로 상기 좌우 연결 폐 영역이 분할될 때까지 분할 경로의 검색을 반복하고 검색된 분할 경로를 연결하여 상기 최적분할 경로로 저장한 후 종료하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 제1 중심점을 기준으로 좌우방향으로 일정한 개수의 픽셀들을 제1 중심점 후보픽셀로 설정하는 제4-1단계;
    상기 제1 중심점과 상기 제1 중심점 후보픽셀들을 상기 현재 단층 영상에 매핑하는 제4-2단계; 및
    상기 제1 중심점과 상기 제1 중심점 후보픽셀들 중, 밝기가 가장 밝은 픽셀을 최대 밝기 중심점으로 선택하는 제4-3단계;를 포함하고,
    상기 제5단계는 상기 최대 밝기 중심점을 중심으로 상기 분할 경로를 검색하는 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제5단계 이후에,
    상기 현재 단층 영상의 이후 단층 영상을 검사하여 상기 좌우 연결 폐 영역이 존재하는지 확인하고, 상기 좌우 연결 폐 영역이 존재하지 않을 경우 종료하고, 존재할 경우 상기 제5단계의 최적분할 경로 도출에 사용된 중심점들 이용하여 상기 제4단계 및 상기 제5단계를 반복함으로써, 상기 이후 단층 영상의 좌우 연결 폐 영역을 좌 폐 영역 및 우 폐 영역으로 분할하는 제6단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 시티의 단층 영상에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제5단계는 상기 제1 중심점을 기준으로 일정한 픽셀만큼의 가로 및 세로 길이를 갖는 관심영역(ROI:Region of Interest)을 설정하고, 상기 관심영역 내에서 상기 분할 경로를 검색하는 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1단계 이전에,
    쓰레쉬홀드(threshold)기법을 이용하여 상기 각 단층 영상 내에서 일정한 밝기 값 이상의 픽셀들로 이루어지는 영역들을 분할(segmentation)하는 제a단계;를 더 포함하고,
    상기 제1단계는 상기 제a단계에서 분할된 영역들 중 면적이 가장 큰 영역의 가로 길이가 상기 단층 영상의 가로 길이 중 일정한 길이 이상일 경우 상기 좌우 연결 폐 영역이 존재하는 것으로 판단하여 상기 현재 단층 영상을 검출하는 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 일정한 길이는 상기 단층 영상의 가로 길이의 1/2에 해당하는 길이인 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌 폐 경계선은 상기 좌 폐 영역의 각 픽셀을 우 폐 영역 방향으로 이동시켰을 때, 상기 좌 폐 영역을 통과하지 않는 픽셀들로 이루어지는 경계선이고, 상기 우 폐 경계선은 상기 우 폐 영역의 각 픽셀을 좌 폐 영역 방향으로 이동시켰을 때, 상기 우 폐 영역을 통과하지 않는 픽셀들로 이루어지는 경계선인 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최적 경로 탐색 알고리즘은 라이브 와이어(Live Wire) 알고리즘인 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 중심점 후보픽셀은 상기 제1 중심점을 기준으로 수평 좌측으로 두 개의 픽셀 및 수평 우측으로 두 개의 픽셀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4단계 이전에 상기 제1 중심점이 상기 현재 단층 영상의 좌우 연결 폐 영역에 존재하는지 판단하고, 존재할 경우 상기 제4단계를 수행하고, 존재하지 않을 경우, 상기 제1 픽셀 쌍의 거리보다 순차적으로 긴 거리를 갖는 픽셀 쌍을 중심점이 상기 좌우 연결 폐 영역에 존재하는지 판단을 반복하는 제b단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장되고 통신망을 통해 상기 프로그램을 전송할 수 있는 서버 시스템.
KR1020100130269A 2010-12-17 2010-12-17 폐 시티에서 좌우 폐의 영역을 분리하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 및 그 프로그램이 저장된 서버 시스템 KR101092470B1 (ko)

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