KR101664166B1 - X선 파노라마 영상 재구성 장치 및 방법 - Google Patents

X선 파노라마 영상 재구성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수 이미지 레이어의 영상 데이터를 저장하고, 다수 이미지 레이어로부터 기준 이미지 레이어로 정하고, 기준 이미지 레이어에 지정된 적어도 하나의 블록에 대응하는 블록을 다른 이미지 레이어에서 찾고, 대응하는 블록들의 영상 데이터를 비교하여 가장 선명한 블록을 선정하고, 선정된 블록이 기준 이미지 레이어의 지정된 블록이 아닐 경우, 기준 이미지 레이어의 지정된 블록을 다른 이미지 레이어서 선정된 블록으로 대체하여 상기 기준 이미지 레이어를 재구성하는 X선 파노라마 재구성 장치 및 방법을 제공한다.

Description

X선 파노라마 영상 재구성 장치 및 방법{Apparatus and method for reconstruting X-ray panoramic image}
본 발명은 X선 파노라마 촬영 장비에 의해 촬영한 영상을 처리하는 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 파노라마 촬영 장비에 의해 촬영한 영상을 사용자의 화면에 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
X-선 파노라마 영상은 인체의 내부를 분할하여 촬영하고, 촬영한 영상들을 하나로 합친 것을 의미한다. X선 파노라마 영상 촬영시 피사체의 형상에 따라 정해진 영상초점 궤적을 고려하여 X선 광원와 검출기가 이동된다. 치과용 X-선 파노라마 영상 장치의 경우, 악궁과 치열 형태에 따라 정해진 영상초점 궤적을 고려하여 X선 광원과 검출기가 이동된다. 영상초점 궤적을 성별, 나이 등에 따라 다수 개 설정할 수는 있으나, 사람마다 악궁, 치열의 차이가 있기 때문에 정해진 영상 궤적만으로는 파노라마 영상 전영역이 모두 선명한 파노라마 영상을 얻는 것이 용이하지 않다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다중의 파노라마 영상을 저장하고 관리하고 이를 보여주는 전용 뷰어를 구비하는 영상데이터 제공장치를 제공함으로 사용자가 환자의 관심영역의 초점이 어긋남으로 판독이 불가능한 특정 영상의 전체 또는 일부를 사용자가 원하는 이미지레이어에 따른 영상데이터로 선택(변환) 가능하게 하므로 보다 유용한 진단정보를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 영상데이터의 이미지레이어 정보를 블록 단위들의 집합으로 구분하여 인식하고, 선택된 특정 블록의 위치에 따른 이미지레이어 정보를 이용하여 영상데이터들을 상호 조합하여 생성한 하나의 다중초점 조합 영상데이터를 표시하는 영상데이터 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
복수의 이미지레이어들 각각에 따른 영상데이터들의 집합으로 정의되는 볼륨영상데이터(volume image data)에서 대응하는 블록의 영상 데이터를 선택하고 선택된 데이터로 보정하여 표시되도록 한다.
본 발명은 진단시 사용하는 영상 뷰어 및 촬영시 사용하는 프로그램 등 파노라마 영상을 보여주는 어떠한 프로그램에도 적용이 가능하고 영상을 바꾸어 보여주고 조절이 가능하게 한다. 또한 본 발명은 다중영상을 이용하여 영상을 저장하고 궤적을 변경 가능한 뷰어를 제공함으로 촬영 이후 자유롭게 이미지레이어를 이동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상데이터 제공 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상데이터 뷰어의 구성을 나타내는 세부 블록도이다.
도 3은 본 실시예에서 악궁면의 파노라마 영상데이터 뷰어의 예를 나타내는 참고도이다.
도 4는 본 실시예에서 다중 이미지레이어에 따라 최종 조합한 악궁면의 파노라마 영상데이터의 예를 나타내는 참고도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 제공방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 X선 파노라마 영상 형성 장치를 나타내는 개념도이다.
도 7은 다수 이미지 레이어의 개념도이다.
도 8은 다수 이미지 레이어의 파노라마 영상들이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 X선 파노라마 영상 형성 장치를 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일실예에 따른 파노라마 영상 형성의 예를 보이는 개념도이다.
발명의 실시를 위한 최선의 형태
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 X선 파노라마 재구성 장치는, 다수 이미지 레이어의 영상 데이터를 저장하는 저장부; 다수 이미지 레이어로부터 기준 이미지 레이어로 정하고, 기준 이미지 레이어에 지정된 적어도 하나의 블록에 대응하는 블록을 다른 이미지 레이어에서 찾고, 대응하는 블록들의 영상 데이터를 비교하여 가장 선명한 블록을 선정하고, 선정된 블록이 기준 이미지 레이어의 지정된 블록이 아닐 경우, 기준 이미지 레이어의 지정된 블록을 다른 이미지 레이어서 선정된 블록으로 대체하여 상기 기준 이미지 레이어를 재구성하는 영상 처리부; 및 상기 재구성된 기준 이미지 레이어의 파노라마 영상을 표시하는 영상 표시부를 포함한다.
상기 기준 이미지 레이어는 상기 다수의 이미지 레이어 중에서 선택한다.
상기 기준 이미지 레이어는, 다수의 이미지 레이어를 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역에서 가장 선명한 이미지 레이어를 선정하고, 선정된 이미지 레이어를 조합하여 얻는다.
상기 저장부는 상기 블록의 위치 정보를 미리 저장한다.
상기 블록의 위치와 수를 지정받기 위한 사용자 입력부를 더 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 X선 파노라마 재구성 방법은, 다수 이미지 레이어의 영상 데이터를 저장하는 단계; 다수 이미지 레이어로부터 기준 이미지 레이어로 정하는 단계; 기준 이미지 레이어에 지정된 적어도 하나의 블록에 대응하는 블록을 다른 이미지 레이어에서 찾는 단계; 대응하는 블록들의 영상 데이터를 비교하여 가장 선명한 블록을 선정하는 단계; 및 선정된 블록이 기준 이미지 레이어의 지정된 블록이 아닐 경우, 기준 이미지 레이어의 지정된 블록을 다른 이미지 레이어서 선정된 블록으로 대체하여 상기 기준 이미지 레이어를 재구성하는 단계를 포함한다.
상기 기준 이미지 레이어는 상기 다수의 이미지 레이어 중에서 선택한다.
상기 기준 이미지 레이어는, 다수의 이미지 레이어를 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역에서 가장 선명한 이미지 레이어를 선정하고, 선정된 이미지 레이어를 조합하여 얻는다.
기준 이미지 레이어에 지정된 적어도 하나의 블록에 대응하는 블록을 다른 이미지 레이어에서 찾는 단계 전, 상기 미리 저장된 블록의 위치 정보로 상기 블록을 지정하는 단계를 더 포함한다.
다수 이미지 레이어로부터 기준 이미지 레이어로 정하는 단계 후, 상기 블록의 위치와 수를 사용자로부터 입력받는 단계를 더 포함한다.
발명의 실시를 위한 형태
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상데이터 제공 장치(1)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 영상 데이터 제공장치(1)는 영상 볼륨 데이터를 저장 또는 관리하는 영상데이터 관리부(100), 영상데이터를 선택하는 선택부(200)를 포함한다.
영상데이터 관리부(100)는 영상데이터 촬영시 초점들이 모이는 공간상의 평면이 관심영역이 형성하는 공간상의 궤적면에 대응 되도록 미리 설정한 가상의 평면을 정의하는 이미지레이어(image layer)들을 포함하는 다중의 이미지레이어에 따라 영상데이터들을 조합하여 재구성한 볼륨영상데이터를 입력받아 저장하거나 관리한다.
여기에서 이미지 레이어란, 촬영하고자 하는 객체(치과영상의 경우 치아를 포함하는 악궁면)의 위치를 정의 또는 특정하기 위한 초점들이 이루는 3차원상의 가상의 선분 또는 선분들이 이루는 평면을 의미한다. 치과용 파노라마 영상에서 실제 촬영하고자 하는 치아와 초점면이 일치한다면 결과로서 얻어지는 파노라마 영상도 선명하게 얻을 수 있다. 하지만 일반적으로 치아 배열은 사람에 따라 다르기 때문에, 실제 환자의 실 치아 레이어와 파노라마 영상 획득 시스템이 정의하고 있는 이미지 레이어는 상이하다. 실제의 치아 레이어와 이미지 레이어간의 불일치는 결과물인 파노라마 영상의 선명도를 저해하게 된다. 따라서 본 실시예에서는 객체의 다양한 공간상의 분포를 고려하여, 다양한 이미지 레이어가 미리 정의되어 사용된다.
본 발명의 실시예에 따른 영상데이터는 파노라마 영상획득 장치에서 획득된 프레임 단위의 영상데이터 이거나, 재구성하여 생성된 영상데이터예를 들어, 최종 결과물인 파노라마 영상일 수 있다.
일반적으로 파노라마 영상획득 장치는 X선 광원, 검출기, 영상처리장치를 포함하여 이루어진다. X선 광원은 일정한 궤적을 따라 피사체 주위를 회전하며 X선을 조사한다. 이때, 상기 X선 광원은 피사체의 관심영역이 위치하는 복수개의 이미지 레이어궤적으로 X선을 조사한다. 검출기는 일정한 면적을 가지고 파사체를 사이에 두고 상기 X선 광원과 연동하여 움직이며, X선을 수광하여 복수개의 이미지 레이어 궤적의 영상을 획득한다. 영상처리장치는 검출기에서 획득된 영상들을 입력받아 이미지 레이어 궤적에 대한 영상을 재구성하고, 최종 궤적에 대한 파노라마 영상으로 재구성한다. 본 실시예에서의 이미지레이어 궤적은 촬영기에 의해 악궁면을 포함한다.
X선 검출기로부터 출력되는 대상체 위치별 영상 정보는 다수의 연속적인 프레임(frame) 데이터이다. 영상처리장치는 X선 디텍터에서 획득된 영상 정보, 즉 다수의 프레임 데이터를 입력받고 프레임을 중첩시켜 파노라마 영상을 형성한다. 프레임들의 중첩 정도를 가변하여 다수 이미지 레이어의 파노라마 영상을 형성할 수 있다. 중첩정도의 가변의 예는 널리 알려진 SAA(shift and add)가 될 수 있다. 이에 따라, 한번의 파노라마 영상 촬영으로 다수 이미지 레이어의 파노라마 영상을 형성할 수 있다. 본 실시예에서 이미지레이어는 환자의 악궁 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 도 7은 다수 이미지 레이어의 악궁 내 위치를 보이고, 도 8은 다수 이미지 레이어의 파노라마 영상을 보인다.
볼륨 영상데이터(volume image data)는 다중의 이미지레이어에 따라 영상데이터들을 재구성한 영상데이터들의 집합이다. 볼륨 영상데이터는 원시영상데이터들을 이미지레이어에 대응되는 영상데이터로 조합한 데이터들을 다중의 이미지레이어에 대하여 정렬시켜 다른 차원으로 배열시킨 영상데이터들의 집합을 의미한다. 이미지레이어는 영상데이터를 피사체의 위치와 일치하도록 맞추었을 때 피사체의 기하학적 형상이 이미지레이어와 일치하는 경우 영상데이터가 가장 선명하게 표현되는 영상구간을 의미한다. 본 실시예에서 이미지레이어는 환자의 악궁 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 다중의 이미지레이어에 대응되는 영상데이터들의 집합으로 재구성하는 것은 복수개의 프레임 영상데이터들 중에서 픽셀을 포함하는 그래픽 단위에따라 중첩시킬 프레임 영상데이터들을 선택하고, 상기 선택된 프레임 영상데이터들을 중첩시켜 파노라마영상을 구성함에 있어 프레임 영상들의 중첩 정도를 이미지레이어의 심도에 따라 설정하는 것을 포함한다. 중첩정도는 이미지레이어의 심도에 따른 프레임영상의 겹치는 정도를 의미한다.
볼륨 영상데이터는 영상데이터들의 이미지레이어의 정보를 식별값으로 하여 이미지레이어에 따라 정렬하여 기억장치에 저장할 수 있다. 볼륨 영상데이터를 관리하는 것은 원시영상데이터들을 다중 이미지레이어에 대한 볼륨 영상데이트로 구성하는 것을 포함할 수 있으며, 선택부(200)에서 선택하는 영상데이터의 이미지레이어정보를 이용하여 이미지레이어에 대응되는 영상데이터를 찾고 선택부에 입력하는 과정을 포함할 수 있다.
선택부(200)는 제1 외부입력 또는 미리 결정된 알고리즘을 이용하여 볼륨 영상데이터가 포함하는 영상데이터들 중에서 적어도 어느 하나를 선택하는 선택신호를 입력 받는다. 제1 외부입력은 사용자의 입력신호 또는 본 실시예의 영상제공장치의 외부로부터 영상데이터를 선택하는 외부 입력 신호를 포함한다. 본 실시예에서 사용자로부터의 입력신호는 복수개의 영상데이터(재구성된 파노라마 영상을 포함함)들 중에서 전체적으로 가장 선명한 영상 또는 사용자의 관심 영역이 가장 선명한 영상을 선택하기 위한 사용자 입력신호가 바람직하다. 미리 결정된 알고리즘은 본 실시예의 영상제공장치 내부의 프로세스에서 미리 설정된 기준을 이용하여 이미지레이어를 선택하는 알고리즘이 바람직하며, 상기 알고리즘은 관심영역이 환자의 악궁일 결우 환자의 신체 정보, 나이 정보, 성별 정보를 이용하여 평균적인 이미지레이어를 추천해주는 알고리즘이 바람직하며, 이러한 알고리즘은 일반적으로 소프트웨어 형태로 구현된다. 또한 디폴트(default)로 설정된 임의의 이미지레이어 일 수 있다.
선택부가 입력받는 선택신호는 전체 영상데이터에 해당하는 이미지레이어를 선택하는 입력신호이거나 영상데이터의 일부분에 대한 이미지레이어를 선택하는 입력신호를 포함할 수 있다. 영상데이터의 일부분에 대한 선택일 경우 일부분에 대한 선택은 다른 부분의 선택과 독립하여 개별적으로 이루어 지는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 악궁의 전치부의 상/하악의 구조에 의하여 다른 초점 깊이(심도)를 가지며 이에 따라 독립적으로 이미지레이어의 조정이 가능하고 일반 구치부 밑 전체 치아에서 치아표면(크라운 부분)과 치근단(뿌리)부분의 이미지레이어가 상이한 경우에 이미지레이어를 상이하게 선택할 수 있다.
본 실시예에서 선택부(200)는 볼륨영상데이터 중에서 상기 선택부(200)에서 선택한 영상데이터를 사용자의 화면에 표시하는 영상데이터 뷰어(210)와 선택부(200)에서 선택한 영상데이터의 이미지레이어들의 정보를 저장 또는 관리하는 이미지레이어정보 관리부(220)를 포함한다.
영상데이터 뷰어(210)는 선택부에서 선택한 영상데이터를 사용자의 화면에 표시한다. 영상데이터 뷰어(210)는 도 2를 통해 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상데이터 뷰어의 구성을 나타내는 세부 블록도이다. 영상데이터 뷰어(210)는 선택영상 표시부(212), 후보영상 표시부(214), 궤적정보부(216)를 포함한다.
선택영상 표시부(212)는 영상데이터 뷰어(210)에서 영상데이터를 실질적으로 표시하는 부분이다. 선택영상 표시부(212)는 전체 이미지레이어를 선택한 경우 전체 이미지레이어에 따른 전체 영상데이터를 표시하거나 특정부분에 대한 국부 이미지레이어를 선택한 경우 국부 이미지레이어에 따른 국부 영상데이터를 표시하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 국부 이미지레이어는 환자의 관심영역이 치아인 경우 전치부분, 더욱 구체적으로 전치부분의 치근에 대한 이미지레이어일 수 있다. 또한 선택영상표시부(212)는 상기 표시하는 영상데이터를, 상기 영상데이터를 구성하고 있는 최소 단위인 픽셀 또는 밀도 독립 픽셀(density independent pixel), 축척 독립 픽셀(scale independent pixel)을 포함하는 복수개의 픽셀들로 정의되는 단위블록들의 집합으로 구분하여 개별적으로 관리하는 것이 가능하다. 제2 외부 입력에 따라 특정 블록을 선택하면 상기 단위블록을 이용하여 특정된 블록의 좌표정보나 범위정보를 인식할 수 있다. 본 실시예에서, 제2 외부입력은 선택영상 표시부(212)에서 사용자가 선명한 영상을 원하는 관심영역을 포함하는 특정블록에 커서 또는 마우스의 포인터를 일정시간 머무르게하거나 특정블록을 마우스로 클릭 또는 드래그하는 것이 바람직하다. 또는 키보드를 이용하여 특정블록을 선택하는 것도 가능하다. 특정블록의 위치정보를 인식하는 것은 선택한 특정블록의 선택 영상 표시부(212)에서 상기 특정블록의 상대적인 위치인 것이 바람직하며, 특정블록들을 포함하는 일정구역을 선택한 경우 구역에 포함되는 범위들의 상대적 위치의 집합인 것이 바람직하다. 구역이 사각형을 이루는 경우 왼쪽 위 모서리의 블록 위치정보와 구역의 크기정보를 인식하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 선택 영상 표시부(212)에서 특정되는 위치나 구역은 환자의 악궁에 있어서 부비강(Sinus), 턱관절(TMJ), 기타 질환이 있거나 또는 질환이 의심되는 치아 등을 포함할 수 있다. 부비강은 두개골 속의, 코 안쪽으로 이어지는 구멍을 의미한다. 부비강이나 턱관절의 경우는 치과용 파노라마 영상 촬영기의 이미지레이어가 일반적으로 환자의 치열구조에 대응되도록 설정하므로 추가적인 촬영이 필요하였으나, 본 실시예에 따르면 영상데이터 관리부(100)에서 다중 이미지레이어에 대응되는 영상데이터로 재구성시 부비강이나 턱관절에 대한 초점영상으로 구성할 수 있고, 선택 영상 표시부(212)에서 상기 부위에 대해서 특정하는 경우 부위에 대해 선명한 영상을 표현할 수 있는 영상데이터들을 후보 영상 표시부(214)에 표시하는 것이 바람직하다.
후보영상 표시부(214)는 상기 이미지레이어 정보를 이용하여 사용자가 선택한 특정위치 또는 특정구역과 관련되는 볼륨영상데이터의 후보군을 표시할 수 있다. 후보영상표시부(214)는 선택영상 표시부(212)에서 인식한 좌표정보나 범위정보를 이용하여 상기 특정블록에 표시 가능한 볼륨 영상데이터의 후보 영상데이터들을 결정하여 표시하는 것이 바람직하다. 상기 후보 영상데이터들의 표시는 썸네일 형태로 표시되는 것이 바람직하다. 후보영상 표시부(214)에서 제3 외부입력에 따라 사용자가 선택한 영상데이터는 선택영상 표시부(212)에서 인식한 좌표정보나 범위정보에 대응되는 위치나 구역에 표시된다.
후보영상 표시부(214)는 선택영상 표시부(212)에서 인식한 제2 외부입력에 따라 사용자가 선택한 영상데이터의 특정블록에 대한 좌표정보 또는 범위정보를 이용하여 상기 특정 위치 또는 구역에 대응될 수 있는 선명한 영상데이터의 후보영상데이터들을 썸네일(thumbnail)형식으로 표시하는 것이 바람직하고, 사용자는 썸네일로 표시된 영상데이터의 레이아웃을 통해 특정 위치 또는 구역에 대하여 제3 외부입력에 따라 선명한 영상데이터의 선택이 가능하다. 제3 외부입력은 썸네일 형식으로 표시된 후보영상데이터 군에서 사용자에게 필요한 영상데이터를 마우스로 클릭하거나 키보드로 입력하는 선택 명령일 수 있다. 썸네일은 미리보기의 한 방식으로서 하나 이상의 영상데이터를 한번에 표시하기 위하여 영상데이터 전체를 작게 줄여 화면에 띄워 영상데이터의 레이아웃을 검토할 수 있게 하는 것을 의미한다. 썸네일 방식 과 같은 이미지를 병렬적으로 표시하는 방법 외에도 영상데이터를 겹쳐서 표시하고 책장을 넘기는 식으로 필요한 영상데이터를 선택할 수 있는 커버플로우(coverflow)방식으로 영상데이터를 표시하는 것도 가능하다. 또한 후보영상데이터의 표시 방법은 기타 미리보기를 통하여 하나 이상의 영상데이터를 표시하고 선택하는 방식들을 포함한다.
제2 외부입력에 따라 특정한 블록에 대한 후보 이미지레이어들을 선택하는 알고리즘은 특정한 블록에 대한 좌표정보 또는 범위정보에 이웃하는 좌표 또는 범위에 대응되어 표시되는 영상데이터의 이미지레이어 정보를 이용하는 알고리즘인 것이 바람직하다. 알고리즘은 특정블록과 이웃하는 블록을 선명하게 나타내는 이웃 이미지레이어의 특정블록에 대한 영상데이터를 선택하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 관심영역으로 악궁면의 경우 그 기하학적 형상은 환자 개개인마다 다르나, 악궁면은 깊이의 차이가 어느 정도 존재하나 연속적일 수 있고, 특정한 면의 주위 면의 이미지레이어와 가까운 심도를 가진 이미지레이어일 수 있다. 따라서 선택영상 표시부(212)에서 인식한 좌표정보 또는 범위정보에 이웃하는 영상데이터들의 이미지레이어에 대응되는 볼륨 영상데이터를 표시하는 것은 특정 블록에 표시되는 영상데이터들의 이미지레이어와 일정 범위내의 가까운 이미지레이어들에 대응되는 특정 블록의 영상데이터들을 표시하는 것을 포함한다. 또한 알고리즘은 특정블록에 대한 좌표정보 또는 범위정보의 좌우 또는 상하를 포함하는 영상데이터들의 연속하는 이미지레이어의 변화를 고려하여 추정되는 이미지레이어를 선택하는 것이 바람직하다. 특정 블록을 선명하게 나타내는 영상데이터들은 특정한 위치나 구역의 좌우 또는 상하를 포함하는 연속하는 위치나 구역에서의 이미지레이어들의 심도변화를 고려하여 중간값을 포함하는 일정 범위내의 심도를 갖는 이미지레이어들에 따른 영상데이터일 수 있다. 본 실시예에서 심도란 파노라마 영상 촬영기와 이미지레이어의 떨어진 정도를 의미하며, 악궁면의 상대적인 돌출정도를 의미한다. 후보영상 표시부(214)에서 표시하는 볼륨영상데이터는 상기 이웃하는 이미지레이어에 대한 영상데이터 또는 추정한 이미지레이어에 대한 영상데이터 외의 미리 결정한 알고리즘에 의해 선택되는 영상데이터들을 더 포함할 수 있다. 미리 결정한 알고리즘은 볼륨 영상데이터의 제2 외부입력에 따른 특정블록에 대응하는 위치의 공간 주파수 성분을 분석하여 후보영상데이터를 결정하는 알고리즘이 바람직하다. 선명한 영상일수록 특정 고주파수 대역의 주파수가 높은 고주파수 값을 갖는 특징을 이용하는 것이 바람직하다. 영상데이터에서의 주파수 성분은 영상에서 공간적인 위치에 따른 대조도의 분포를 나타내는 것일 수 있다. 또는 에지검출 필터를 통하여 검출값을 이용하여 에지검출이 가장 잘되는 후보영상데이터를 선명한 데이터를 추정하는 알고리즘을 포함한다.
선택영상 표시부(212)는 후보영상 표시부(214)에서 상기 제2 외부입력에 따라 선택된 영상데이터의 특정블록을 대체하여 표시하는 것은 특정블록에 대한 좌표정보 또는 범위정보에 대응되는 위치 또는 구역에 대하여 제3 외부입력에 따라 선택된 후보영상데이터의 대응블록을 표시하는 것이 바람직하다. 대응블록은 상기 제3 외부입력에 따라 선택된 후보영상데이터에서 특정블록에 대응되는 국부 후보영상데이터를 의미한다. 또한 대응블록을 표시하는 것은 보정한 대응블록을 표시하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 대응블록을 보정하는 것은 상기 대응블록의 국부 영상데이터의 이미지레이어와 특정블록의 기존의 영상데이터의 이미지레이어를 고려하여 국부 영상데이터의 크기를 확대 또는 축소 보정하여 표시하는 것이 바람직하다. 또한 상기 표시하는 것은 특정블록과 이웃하는 영상데이터의 연결관계를 고려하여 보정하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 다중 이미지레이어 중 어느 하나의 이미지레이어의 경우 그 이미지레이어의 심도에 따라 촬영장치가 조사하는 X선이 스캔하는 면의 절대적 크기가 달라진다. 스캔면적의 차이는 대응블록에서 관심영역(치아의 전치부위)의 크기가 특정블록에 이웃하는 블록에서 표시되는 영상데이터의 관심영역(전치부위 주위에 위치하는 치아)에 비해 왜곡된 크기를 가지는 것을 초래한다. 따라서 보정은 X선의 스캔면에 대한 비를 이용하여 대응블록을 축소 또는 확대하는 과정인 것이 바람직하다.
궤적정보부(216)는 선택영상 표시부(212)에서 표시하는 영상데이터에 대한 이미지레이어를 실제 관심영역을 3차원으로 입체화한 궤적면에 대한 정보로 표시하는 것이 바람직하다. 선택영상 표시부(212)에서 표시되는 영상데이터의 경우 평면영상으로 표시되기 때문에 영상데이터의 특정위치나 구역이 실제 관심영역에서의 어디에 위치하는지를 파악하기 힘들다. 따라서 본 실시예에서는 선택영상 표시부(212)에서 사용자가 영상데이터의 특정 위치나 구역을 선택하는 경우 궤적정보부에서 선택한 위치나 구역의 실제 악궁면에서의 위치를 표시하는 것이 가능하다.
도 3은 본 실시예에서 악궁면의 파노라마 영상데이터 뷰어의 예를 보여준다. 선택영상표시부(212)는 환자의 관심영역인 악궁면을 촬영한 파노라마영상을 표시하고, 선택영상표시부(212)의 왼쪽 상단의 후보영상 표시부(214) 특정 블록을 선명하게 나타내는 후보 영상데이터들을 표시한다. 왼쪽 하단의 궤적정보부(216)는 환자의 악궁면을 입체적으로 표시한다.
이미지레이어정보 관리부(220)는 선택된 영상데이터의 선택 이미지레이어 정보를 저장 또는 관리하는 것이 바람직하다. 선택 이미지레이어 정보는 특정블록을 선택하기 위한 제2 외부입력에 따라 선택된 특정 블록의 위치정보에 따른 선명한 영상을 선택하기 위한 제3 외부입력에 따라 선택된 영상데이터의 이미지레이어 정보인 것이 바람직하다. 본 실시예에서 선택 이미지레이어 정보는 환자의 전치부분을 가장 선명하게 보여주는 이미지레이어의 식별번호인 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 후보영상 표시부(214)에서 선택된 영상데이터의 이미지레이어 정보들에 따라 최종적으로 특정 위치 또는 특정 구역에 대응되는 선명한 국부 영상데이터들을 조합하여 환자의 악궁에 대한 파노라마영상을 생성 할 수 있다. 도 4는 본 실시예에서 다중 이미지레이어에 따라 최종 조합한 악궁면의 파노라마 영상데이터를 보여준다. 각각의 다른 색상으로 구분된 특정영역에 있어서 특정영역을 선명하게 표시하는 영상데이터들을 결합한 파노라마영상을 보여준다.
선택영상 표시부(212)는 이미지레이어 정보들을 이용하여 각각의 위치 또는 구역에 사용자의 선택을 포함하는 외부 입력 또는 미리 결정된 알고리즘에 의해 선택된 영상데이터들을 조합하여 생성한 최종 영상데이터들을 표시할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 제공방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 데이터 제공방법은 볼륨영상데이터 중 영상데이터를 선택하는 선택단계(S100), 선택한 영상데이터를 사용자의 화면에 표시하는 표시단계(S200), 표시단계에서 제2 외부입력에 따라 상기 표시하는 영상데이터의 적어도 하나의 특정블록을 선택하고 선택한 상기 특정 블록의 위치정보를 인식하는 단계(S300), 인식한 정보를 이용하여 후보영상데이터를 표시하는 단계(S400), 제3 외부 입력에 따라 표시된 상기 후보영상 데이터들 중 적어도 어느 하나의 영상데이터를 선택하는 후보영상 선택단계(S500), 제3 외부입력에 따라 선택된 영상데이터 이미지레이어 정보를 정의하는 선택 이미지레이어 정보를 저장 또는 관리하는 단계(S600), 상기 이미지레이어 정보를 이용하여 다중 초점 조합 영상데이터를 생성하는 단계(S700)을 포함할 수 있다.
볼륨영상데이터 중 영상데이터를 선택하는 선택단계(S100)는 상술한 바와 같이 제1 외부입력 또는 미리 결정된 알고리즘에 따라 볼륨영상데이터 중에서 하나의 영상데이터를 선택하는 것이 바람직하다. 제1 외부입력은 사용자를 포함하는 본 실시예의 영상제공장치의 외부로부터 영상데이터를 선택하는 신호를 포함한다. 본 실시예에서 제1 외부입력은 선명한 영상데이터를 선택하는 사용자의 이미지레이어의 선택이 바람직하다. 상술한 바와 같이 미리 결정된 알고리즘은 내부 프로세스에 의한 선택을 의미할 수 있다.
표시단계(S200)는 선택단계(S100)에서 선택된 영상데이터를 사용자의 화면에 표시한다. 표시단계는 영상데이터를 표시하고, 표시하는 영상데이터를 컴퓨터 이미지를 구성하고 있는 최소 단위의 점을 의미하는 픽셀, 밀도 독립 픽셀(density independent pixel), 축척 독립 픽셀(scale independent pixel)을 포함하는 복수개의 픽셀들로 정의되는 단위블록의 집합으로 구분하여 개별적으로 영상데이터들을 관리하는 것이 바람직하다. 제1 외부 입력 또는 미리 결정된 알고리즘에 따라 영상데이터의 특정위치 또는 특정구역이 특정되면 상기 그래픽 단위를 이용하여 특정된 위치의 좌표정보나 특정구역의 범위정보를 인식할 수 있다.
특정 블록의 위치정보를 인식하는 단계(S300)는 표시되는 영상데이터의 특정블록을 선택하기 위한 제 2외부 입력에 따라 특정 블록을 선택하면 선택된 특정위치 또는 특정구역을 상술한 단위블록 이용하여 특정 블록에 대한 좌표정보나 범위정보를 인식하는 것이 바람직하다.
인식한 정보를 이용하여 후보영상데이터를 표시하는 단계(S400)는 본 실시예에서 특정위치 또는 특정 블록의 위치정보를 인식하는 단계(S300)에서 인식한 제2 외부입력에 따라 사용자가 선택한 영상데이터의 특정블록에 대한 좌표정보 또는 범위정보를 이용하여 상기 특정 위치 또는 구역에 대응될 수 있는 선명한 영상데이터의 후보영상데이터들을 표시한다. 후보영상데이터는 인식한 좌표정보 또는 범위정보에 이웃하는 좌표 또는 범위에서 대응되어 표시되는 영상데이터들의 이미지레이어와 일정 범위내의 가까운 이미지레이어들에 대응되는 상기 특정한 특정 위치 또는 구역의 영상데이터들을 포함한다. 또한 인식한 좌표정보 또는 범위정보의 좌우 또는 상하를 포함하는 영상데이터들의 연속하는 이미지레이어의 변화를 고려하여 추정되는 영상데이터들은 특정한 위치나 구역의 좌우 또는 상하를 포함하는 연속하는 위치나 구역에서의 이미지레이어들의 심도변화를 고려하여 중간값을 포함하는 일정 범위내의 심도를 갖는 이미지레이어들에 따른 영상데이터일 수 있다.
상술한 바와 같이 후보영상데이터의 표시는 썸네일 또는 영상데이터를 겹쳐서 표시하고 책장을 넘기는 식으로 필요한 영상데이터를 선택할 수 있는 커버플로우 (coverflow)방식으로 영상데이터를 표시하는 것도 가능하다. 또한 기타 미리보기를 통하여 하나 이상의 영상데이터를 선택하는 방식을 포함한다.
후보영상 선택단계(S500)는 상술한 바와 같이 제3 외부입력에 따라 썸네일로 표시된 영상데이터의 레이아웃을 통해 특정블록에 대한 선명한 영상데이터의 선택이 가능하다.
선택 이미지레이어 정보를 저장 또는 관리하는 단계(S600)는 후보영상 선택단계(S500)에서 상술한 바와 같이 선택한 영상데이터의 이미지레이어 정보를 특정한 특정블록에 대하여 인식한 좌표정보 또는 범위정보를 이용하여 이에 대한 이미지레이어 정보로 저장 또는 관리할 수 있다.
다중 초점 조합 영상데이터를 생성하는 단계(S700)는 상술한 바와 같이 상기 이미지레이어 정보들을 이용하여 각각의 블록에 대한 제2 및 제3 외부입력에 따라 선택된 영상데이터들을 상호 조합하여 생성할 수 있다.
표시단계(300)는 후보영상 선택단계(S500)에서 입력받은 이미지레이어 정보를 이용하여 이미지레이어에 대응되는 영상데이터를 표시할 수 있다. 또한 다중 초점 조합 영상데이터를 생성하는 단계(S700)에서 생성한 파노라마영상데이터를 표시할 수 있다.
한편 본 발명의 영상데이터 제공 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트 들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 파노라마 영상 처리 및 표시 장치 를 나타내는 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 볼륨영상데이터를 저장하는 볼륨영상 데이터 베이스(500), 볼륨 영상데이터 베이스의 적어도 하나의 영상데이터를 입력받아 화면에 표시하는 영상표시장치(600), 변경 요청한 영상데이터에 대한 이미지레이어의 정보를 저장 또는 관리하는 이미지레이어정보 메모리(700), 영상데이터를 변경하는 영상데이터 제어장치(800)를 포함한다.
볼륨영상 데이터 베이스(500)는 상술한 바와 같이 복수의 이미지레이어들 각각에 따른 영상데이터들의 집합을 의미하는 볼륨영상데이터들을 저장 또는 관리할 수 있다.
영상표시장치(600)는 영상데이터 제어장치(800)에서 입력받은 영상데이터를 표시하는 것이 바람직하다. 영상데이터 제어장치(800)는 이미지레이어정보 메모리(700)에 저장된 이미지레이어의 변경 또는 선택을 포함하는 정보를 이용하여 볼륨영상 데이터 베이스(500)의 영상데이터를 입력받고 상기 입력받은 영상데이터를 영상표시장치(600)에 전달하는 것이 바람직하다.
이미지레이어정보 메모리(700)는 상술한 바와 같이 제3 외부입력에 따라 상기 영상표시장치의 영상데이터를 이용하여 영상데이터의 전체 또는 일부의 이미지레이어의 변경을 요청한 경우 상기 변경 요청한 영상데이터에 대한 이미지레이어의 정보를 저장하는 것이 바람직하다. 변경을 요청하는 것은 본 실시예에서 상술한 바와 같이 제2 외부입력에 따라 특정한 블록에 대하여 관심영역을 선명하게 표시하는 영상데이터를 선택하는 요청인 것이 바람직하다.
영상제어장치(800)는 이미지레이어정보 메모리(700)에서 이미지레이어의 정보를 입력받아 상기 화면에 표시하는 영상데이터의 전체 또는 일부를 상기 입력받은 이미지레이어에 대응되는 영상데이터의 전체 또는 일부로 변경하는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 파노라마 영상 처리 및 표시 장치 를 나타내는 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 볼륨영상데이터를 저장하는 볼륨영상 데이터 베이스(510), 볼륨 영상데이터 베이스의 적어도 하나의 영상데이터를 입력받아 화면에 표시하는 영상표시장치(610)와 영상데이터를 변경하는 영상데이터 제어장치(810)를 포함한다. 여기서, 볼륨영상 데이터 베이스(510)는 영상 데이터 저장부, 영상데이터 제어장치(810)는 영상 처리부로도 일컬어 질 수 있다.
볼륨영상 데이터 베이스(510)는 도 7 및 도 8에 도시한 복수의 이미지레이어들 각각에 따른 영상데이터들의 집합을 의미하는 볼륨영상데이터들을 저장 또는 관리할 수 있다.
영상표시장치(610)는 영상데이터 제어장치(810)에서 입력받은 영상데이터를 표시하는 것이 바람직하다.
영상 데이터 제어장치(810)는 사용자 입력부(도시하지 않음) 파노라마 영상의 재구성이 요청되면, 다수의 이미지 레이어로부터 기준 이미지 레이어로 정하고, 기준 이미지 레이어에 적어도 하나의 블록을 지정한다. 도 10은 6개의 이미지 레이어로부터 정한 기준 이미지 레이어의 파나로마 영상(좌측 하단)과 8개의 블록을 지정한 예를 보인다. 이어서, i) 다른 이미지 레이어에서 기준 이미지 레이어의 블록에 대응하는 블록을 찾고, ii) 그 블록의 영상 데이터, 즉 픽셀 데이터를 비교하여 가장 선명한 블록을 선정한다. iii) 선정된 블록이 기준 이미지 레이어의 지정된 블록이 아닐 경우, 기준 이미지 레이어의 지정된 블록을 다른 이미지 레이어서 선정된 블록으로 대체한다. 기준 이미지 레이어의 모든 지정된 블록들에 대해 위의 i) 내지 iii)의 절차가 종료되면 기준 이미지 레이어에 대한 재구성이 완료된다. 영상 제어장치는 재구성된 기준 이미지 레이어를 볼륨 영상 데이터 베이스(510)에 저장한다.
사용자가 영상 표시 장치(610)에 디스플레이된 파노라마 영상의 재구성을 요청할 경우, 도 10과 같은 절차가 영상 데이터 제어 장치(810)에서 진행되고, 재구성된 파노라마 영상이 영상 표시 장치(610)에 디스플레이된다. 즉, 도 10에 보인 기준 레이어의 파노라마 영상이나 블록들은 영상 표시 장치(610)에 표시되지 않을 수 있다.
기준 이미지 레이어는, 복수의 이미지 레이어 중에서 선택될 수 있다. 또는 기준 이미지 레이어는 복수의 이미지 레이어를 다수의 영역으로 분할하고, 각 영역에서 가장 선명한 이미지 레이어를 선정하고, 선정된 이미지 레이어를 조합하여 얻을 수 있다. 이 경우, 영역 별로 가장 선명한 이미지 레이어를 조합한 후 다시 블록별로 픽셀 데이터를 비교하고 대체하여 파노라마 영상을 재구성함으로써 영상의 선명도를 보다 향상시킬 수 있다.
블록은 사용자에 의해 지정될 수 있다. 영상 표시 장치(610)에 디스플레이되는 파노라마 영상이 상에 사용자가 마우스, 터치 패드, 터치 스크린 등의 사용자 입력부(도시하지 않음)를 통해 다수 블록의 위치를 지정하면, 영상 데이터 제어 장치(810)은 그 지정된 블록의 위치 정보에 기초하여 전술한 i) 내지 iii)의 과정을 진행한다. 블록의 위치와 수는 볼륨영상 데이터 베이스(510)에 미리 저장될 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 다중의 파노라마 영상을 저장이 가능하고 선택한 위치에서 특정한 부위에서 여러장의 영상이 순차적으로 변하는 것이 가능하도록 한다.

Claims (10)

  1. 다수 이미지 레이어의 영상 데이터를 저장하는 저장부;
    다수 이미지 레이어로부터 기준 이미지 레이어를 정하고, 기준 이미지 레이어에 지정된 적어도 하나의 블록에 대응하는 블록을 다른 이미지 레이어에서 찾고, 상기 대응하는 블록들의 영상 데이터를 비교하여 가장 선명한 블록을 선정하고, 상기 선정된 블록이 상기 기준 이미지 레이어에 지정된 블록이 아닐 경우, 상기 기준 이미지 레이어의 상기 지정된 블록을 다른 이미지 레이어서 상기 선정된 블록으로 대체하여 상기 기준 이미지 레이어를 재구성하는 영상 처리부; 및
    상기 재구성된 기준 이미지 레이어의 파노라마 영상을 표시하는 영상 표시부를 포함하는 X선 파노라마 재구성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 이미지 레이어는 상기 다수의 이미지 레이어 중에서 선택하는 X선 파노라마 영상 재구성 장치.
  3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 다수의 이미지 레이어를 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역에서 가장 선명한 이미지 레이어를 선정하고, 상기 선정된 이미지 레이어를 조합하여 상기 기준 이미지 레이어를 얻는 X선 파노라마 영상 재구성 장치.
  4. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장부는 상기 블록의 위치 정보를 미리 저장하는 X선 파노라마 영상 재구성 장치.
  5. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블록의 위치와 수를 지정받기 위한 사용자 입력부를 더 포함하는 X선 파노라마 영상 재구성 장치.
  6. 저장부 및 영상 처리부를 포함하는 X선 파노라마 재구성 장치의 X선 파노라마 재구성 방법에 있어서,
    상기 저장부가 다수 이미지 레이어의 영상 데이터를 저장하는 단계;
    상기 영상 처리부가 상기 다수 이미지 레이어로부터 기준 이미지 레이어를 정하는 단계;
    상기 영상 처리부가 상기 기준 이미지 레이어에 지정된 적어도 하나의 블록에 대응하는 블록을 다른 이미지 레이어에서 찾는 단계;
    상기 영상 처리부가 상기 대응하는 블록들의 영상 데이터를 비교하여 가장 선명한 블록을 선정하는 단계; 및
    상기 영상 처리부가 상기 선정된 블록이 상기 기준 이미지 레이어에 지정된 블록이 아닐 경우, 상기 기준 이미지 레이어의 상기 지정된 블록을 상기 다른 이미지 레이어에서 선정된 블록으로 대체하여 상기 기준 이미지 레이어를 재구성하는 단계를 포함하는 X선 파노라마 재구성 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기준 이미지 레이어는 상기 다수의 이미지 레이어 중에서 선택되는 X선 파노라마 재구성 방법.
  8. 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 이미지 레이어를 지정하는 단계는
    상기 다수의 이미지 레이어를 복수의 영역으로 분할하는 단계;
    상기 분할된 영역 각각에서 가장 선명한 이미지 레이어를 선정하는 단계; 및 상기 선정된 이미지 레이어를 조합하여 상기 기준 이미지 레이어를 얻는 단계; 를 포함하는 X선 파노라마 재구성 방법.
  9. 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 이미지 레이어에 지정된 상기 적어도 하나의 블록에 대응하는 블록을 상기 다른 이미지 레이어에서 찾는 단계 전,
    상기 영상 처리부가 미리 저장된 블록의 위치 정보로 상기 블록을 지정하는 단계를 더 포함하는 X선 파노라마 영상 재구성 방법.
  10. 제6항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수 이미지 레이어로부터 상기 기준 이미지 레이어를 정하는 단계 후,
    상기 영상 처리부가 상기 블록의 위치와 수를 사용자로부터 입력받는 단계를 더 포함하는 X선 파노라마 영상 재구성 방법.
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