KR101667917B1 - Multipurpose skin picturization apparatus using the filter converter - Google Patents

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KR101667917B1 KR1020140095469A KR20140095469A KR101667917B1 KR 101667917 B1 KR101667917 B1 KR 101667917B1 KR 1020140095469 A KR1020140095469 A KR 1020140095469A KR 20140095469 A KR20140095469 A KR 20140095469A KR 101667917 B1 KR101667917 B1 KR 101667917B1
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정병조
박지훈
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연세대학교 원주산학협력단
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements

Abstract

본 발명은 장파장 투과필터(LPF), 단파장 투과필터(SPF), 대역투과 필터(BPF)를 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써, 용도 및 목적에 보다 부합하는 피부 영상 및 피하 정보(혈관/혈류)관련 영상을 획득하는 것이 가능한, 필터변환장치를 이용한 다목적 피부 영상화장치에 관한 것이다.
본 발명의 다목적 피부 영상화장치는, 환형광원으로 이루어지며, 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선 각각에 대해 레이저다이오드 및 발광다이오드(LED)를 구비하며, 키조작부로부터 수신된 제어신호에 따라 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선 중의 하나의 광에 대한 레이저다이오드와 발광다이오드(LED)를 동시에 점등하도록 이루어진, 광원부; 상기 광원부의 뒤에 위치되며, 중앙부를 중심으로 회전하도록 이루어지며, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터를 구비하고, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터 중의 하나가 CCD 카메라의 렌즈의 앞에 위치되도록 이루어진, 필터변환부; 필터변환부를 통해 입사되는 광을 획득하는 수단으로, CCD카메라와 가시광선부터 적외선이 투과 가능한 렌즈를 포함하는, 영상획득부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
The present invention can selectively use a long-wavelength transmission filter (LPF), a short-wavelength transmission filter (SPF) and a band-pass filter (BPF) so that skin image and subcutaneous information (blood vessel / blood flow) To a multi-purpose skin imaging device using a filter conversion device.
The multi-purpose skin imaging apparatus of the present invention comprises an annular light source and includes a laser diode and a light emitting diode (LED) for each of ultraviolet rays, visible rays, infrared rays and near-infrared rays, A light source unit configured to simultaneously light a laser diode and a light emitting diode (LED) with respect to light of one of a light ray, an infrared ray and a near-infrared ray; A long wavelength transmission filter, a short wavelength transmission filter, and a band transmission filter. The long wavelength transmission filter, the short wavelength transmission filter, and the band transmission filter are disposed behind the light source unit, A filter conversion unit configured to be positioned in front; And an image acquiring unit that acquires light incident through the filter converting unit, the image acquiring unit including a CCD camera and a lens capable of transmitting visible light to infrared light.

Description

필터변환장치를 이용한 다목적 피부 영상화장치{Multipurpose skin picturization apparatus using the filter converter}[0001] The present invention relates to a multi-purpose skin picturing apparatus using the filter converter,

본 발명은 장파장 투과필터(LPF), 단파장 투과필터(SPF), 대역투과 필터(BPF)를 선택적으로 사용할 수 있도록 이루어짐으로써, 하나의 피부 영상화장치로, 다양한 용도 및 목적에 보다 부합하는, 피부 영상 및 피하 정보(혈관/혈류)관련 영상을 획득하는 것이 가능한, 필터변환장치를 이용한 다목적 피부 영상화장치에 관한 것이다.The present invention can selectively use a long-wavelength transmission filter (LPF), a short-wavelength transmission filter (SPF), and a band-pass filter (BPF), thereby providing a single skin imaging device, And an image related to subcutaneous information (blood vessel / blood flow).

피부의 미용목적으로 사용할 때와 피부의 다양한 치료의 목적으로 사용할 때 등, 다양한 목적에 따라, 그리고 부위에 따라, 획득하고자하는 의료영상은 달라진다. 특히, 같은 부위라 하더라도 획득하고자 하는 영상에 따라 사용되는 필터(광학필터)가 다를 수 있다.The medical image to be acquired varies depending on various purposes and depending on the site, such as when the skin is used for cosmetic purposes and when the skin is used for various therapeutic purposes. In particular, the filter (optical filter) used may be different depending on the image to be acquired even in the same region.

일반적으로, 광학 필터는, 입사된 빛 중 소정의 성질을 가지는 빛(예를 들면, 특정의 파장 범위의 빛)만을 투과하고, 그 이외의 빛을 투과시키지 않는 광학 소자로, 고가이다. In general, an optical filter is an optical element that transmits only light having a predetermined property (for example, light in a specific wavelength range) of the incident light and does not transmit the other light, and is expensive.

광학 필터로, 단파장측의 광을 투과하고 장파장측의 광을 저지하는 필터인 단파장 투과필터(쇼트 패스 필터, SPF), 장파장측의 광을 투과하고 단파장측의 광을 저지하는 필터인 장파장투과필터(롱 패스 필터, LPF), 특정파장대의 광만을 선택적으로 투과하는 필터인 대역투과 필터(밴드패스필터, BPF) 등이 있다. A short-wavelength transmit filter (short-pass filter, SPF), which is a filter that transmits light on a short wavelength side and blocks light on a long wavelength side, and a long-wavelength transmit filter (Long pass filter, LPF), and a band pass filter (band pass filter, BPF), which is a filter selectively transmitting only light of a specific wavelength band.

하나의 피부 영상화장치로 다양한 의료영상을 손쉽게 그리고 간단히 획득하기 위해서 다양한 필터를 선택적으로 사용할 수 있게 이루어진 필터변환 장치가 요망된다.There is a need for a filter conversion device capable of selectively using various filters in order to easily and simply acquire various medical images with one skin imaging device.

국내 등록특허 제10-1260288호 '입체 영상 촬영을 위한 입체경 어댑터 기반의 다기능 안면 영상장치'는 입체 영상 촬영을 위한 입체경 어댑터 기반의 다기능 안면 영상 장치에 관한 것으로, 단일 컬러 CCD카메라에 기반하여 기존 2차원 기반의 생리학적 변화에 대한 객관적인 진단 파라미터를 수반한 3차원 영상정보를 획득하기 위한 것이다. 국내 등록특허 제10-1260288호에서 0도 편광필터, 45도 편광필터, 90도 편광필터, 자외선 차단 필터를 구비한 필터부를 휠에 장착하여 사용하고 있다. 일반적으로, 편광필터는 여러 방향에서 들어오는 빛 중에서 일정 방향의 빛은 통과시키거나, 일정 방향의 빛은 차단시키는 빛의 특성인 편광(polarizing light)을 활용하는 필터로서, 국내 등록특허 제10-1260288호는 장파장 투과필터(LPF), 단파장 투과필터(SPF), 대역투과 필터(BPF)를 선택적으로 사용할 수 있도록 이루어져 있지 않다.Korean Patent No. 10-1260288 entitled " Multifunctional Facial Imaging Device based on a Stereoscopic Adapter for Stereoscopic Imaging " relates to a multifunctional face imaging device based on a stereoscopic adapter for stereoscopic imaging, Dimensional image information with objective diagnostic parameters for 3D-based physiological changes. In Korean Patent No. 10-1260288, a filter unit having a zero-degree polarizing filter, a 45-degree polarizing filter, a 90-degree polarizing filter, and an ultraviolet blocking filter is mounted on a wheel. Generally, a polarizing filter is a filter that utilizes polarizing light, which is a characteristic of light that passes light in a certain direction among lights coming from various directions or blocks light in a certain direction, and is disclosed in Korean Patent No. 10-1260288 (LPF), a short wavelength transmission filter (SPF), and a band pass filter (BPF).

국내 공개특허공보 제10-2013-0137449호는 멀티 대역 필터 어레이 기반 카메라 시스템 및 그의 영상 처리 방법에 관한 것으로, RGB 컬러 필터와 근적외선(NIR) 필터를 포함하는 영상 센서를 구비하는 영상처리 장치로서, 영상처리 장치는 RGB 컬러 영상과 흑백 영상(NIR 영상)을 융합하여 컬러 정보와 근적외선 정보가 모두 포함된 융합 영상(fusion image)을 생성한다. 따라서, RGB 픽셀로 입력받는 영상의 주파수 특성과 NIR 픽셀로 입력받는 영상의 주파수특성을 모두 반영하여 최적의 영상을 출력할 수 있다. 국내 공개특허공보 제10-2013-0137449호의 경우도, 장파장 투과필터(LPF), 단파장 투과필터(SPF), 대역투과 필터(BPF)를 선택적으로 사용할 수 있도록 이루어져 있지 않다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0137449 relates to a multi-band filter array-based camera system and image processing method thereof, and is an image processing apparatus having an image sensor including an RGB color filter and a near infrared ray (NIR) The image processing apparatus fuses an RGB color image and a monochrome image (NIR image) to generate a fusion image including both color information and near-infrared information. Therefore, it is possible to output an optimal image by reflecting both the frequency characteristics of the image input through the RGB pixel and the frequency characteristics of the image input through the NIR pixel. In the case of Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0137449, a long wavelength transmission filter (LPF), a short wavelength transmission filter (SPF), and a band pass filter (BPF) can not be selectively used.

국내 등록특허 제10-0952853호는 다중 적외선 영상을 얻기 위한 시스템 및 영상화 방법에 관한 것으로, 조직에서 나오는 영상을 확대하거나 초점을 맞추기 위한 줌 렌즈, 상기 줌 렌즈를 통과한 광의 가시광선 영역은 반사하고 적외선 영역은 투과하는 색선별 거울, 상기 색선별 거울을 통해 반사된 가시광원 영역의 광을 전달받는 가시광선 카메라, 상기 색선별 거울을 통해 투과된 적외선영역의 광을 특정 파장영역으로 나누는 필터들이 포함된 필터 휠, 상기 필터 휠을 통과한 적외선 영역의 광을 전달받는 적외선 카메라를 포함하여 이루어지며, 가시광선 영역과 700-900㎚의 근적외선 파장영역에서의 혼합영상을 얻을 수 있으며, 소프트웨어를 이용하여 5가지 각기 다른 적외선 파장대역의 형광을 서로 다른 혼합 색상으로 첨가하여 다중 영상 이미지를 얻을 수 있다. 국내 등록특허 제10-0952853호의 경우도, 장파장 투과필터(LPF), 단파장 투과필터(SPF), 대역투과 필터(BPF)를 선택적으로 사용할 수 있도록 이루어져 있지 않다.Korean Patent No. 10-0952853 relates to a system and an imaging method for obtaining a multi-infrared image, including a zoom lens for magnifying or focusing an image coming out from a tissue, a visible ray region of light passing through the zoom lens, The infrared region includes a transparent color-selection mirror, a visible light camera that receives light in the visible light region reflected through the color-selection mirror, and filters that divide the light in the infrared region transmitted through the color-selection mirror into specific wavelength regions And a infrared camera which receives the light of the infrared region passing through the filter wheel, and can obtain a mixed image in the visible light region and the near-infrared wavelength region of 700-900 nm, Add fluorescence of five different infrared wavelength bands to different mixed colors to obtain multiple images Can. In the case of Korean Patent No. 10-0952853, a long wavelength transmission filter (LPF), a short wavelength transmission filter (SPF), and a band pass filter (BPF) can not be selectively used.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 장파장 투과필터(LPF), 단파장 투과필터(SPF), 대역투과 필터(BPF)를 선택적으로 사용할 수 있도록 이루어져, 하나의 피부 영상화장치로 다양한 용도 및 목적에 보다 부합하는, 피부 영상 및 피하 정보(혈관/혈류)관련 영상을 획득하는 것이 가능한, 필터변환장치를 이용한 다목적 피부 영상화장치를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for selectively using a long wavelength transmission filter (LPF), a short wavelength transmission filter (SPF), and a band pass filter (BPF) , A skin image, and subcutaneous information (blood vessel / blood flow) -related images.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 인체의 피하조직 내의 혈관 깊이까지 투과 가능한 800nm 이상의 근적외선 레이저를 이용하여 혈관의 분포와 혈류를 동시에 영상화할 수 있는 근적외선을 이용하는 다목적 피부 영상화장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a multi-purpose skin imaging apparatus using near-infrared rays capable of imaging blood vessel distribution and blood flow simultaneously by using a near infrared ray laser having a wavelength of 800 nm or more, which is penetrable to the depth of blood vessels in the subcutaneous tissue of a human body.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 근적외선 LED(즉, 근적외선 LED array) 와 근적외선 레이저를 동시에 조사하여 피하의 혈관 분포와 혈류 신호를 동시에 획득하여, 근적외선 CCD 카메라를 이용하여 별도의 광학 필터 없이 간단하게 소형 광학계 구성하는, 다목적 피부 영상화장치를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to simultaneously obtain subcutaneous blood vessel distribution and blood flow signal by simultaneously irradiating a near-infrared LED (i.e., a near-infrared LED array) and a near-infrared laser, And to provide a multi-purpose skin imaging device, which constitutes a compact optical system.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, CCD카메라를 통하여 획득한 근적외선 영상은 실시간으로 영상처리과정을 거쳐 혈관패턴을 강조하게 되며, 강조된 혈관패턴 위에 레이저스펙클인덱스(LSI)를 적용하여 혈류가 빠른 부분과 느린 부분을 시각적으로 확인할 수 있도록 영상을 재구성한 후 영상출력장치(모니터 등)를 이용하여 실시간으로 결과 영상을 출력하는, 다목적 피부 영상화장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 영상처리부가, 영상획득부로부터 수신된 영상인 원 영상을 고역통과 필터링하여 고역통과 필터링된 영상을 획득하고, 상기 고역통과 필터링된 영상을 이용하여 원 영상의 고주파 성분을 선명화하는 고주파 지원 필터링을 행하는 다목적 피부 영상화장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 영상처리부가, 고주파 지원 필터링된 영상을

Figure 112016029486774-pat00037

(단, fhighboost(x,y)는 고주파 지원 필터링된 영상을 나타내며, f(x,y)는 원 영상을 나타내며, A는 0 보다 크고 1 보다 작은 실수임)
에 의해 구하는, 다목적 피부 영상화장치를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is that a near infrared ray image acquired through a CCD camera is subjected to an image processing process in real time to emphasize a blood vessel pattern, and a laser speckle index (LSI) And a resultant image is outputted in real time using a video output device (monitor or the like) after reconstructing an image so that a part and a slow part can be visually confirmed.
A further object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method, in which an image processing unit obtains a high-pass filtered image by performing high-pass filtering on an original image, which is an image received from an image obtaining unit, Frequency supporting filter for sharpening a high-frequency component.
Another object of the present invention is to provide an image processing apparatus,
Figure 112016029486774-pat00037

(However, highboost f (x, y) indicates a high-frequency support filtered image, f (x, y) denotes the original image, A is a real number greater than 1 being small and large than 0)
To provide a multi-purpose skin imaging device.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다목적 피부 영상화장치는, 환형광원으로 이루어지며, 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광원을 구비하며, 키조작부로부터 수신된 제어신호에 따라 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광 중의 하나를 제공하도록 이루어진, 광원부; 상기 광원부의 뒤에 위치되며, 중앙부를 중심으로 회전하도록 이루어지며, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터를 구비하고, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터 중의 하나가 CCD 카메라의 렌즈의 앞에 위치되도록 이루어진, 필터변환부; 필터변환부를 통해 입사되는 광을 획득하는 수단으로, CCD카메라와 가시광선부터 적외선이 투과 가능한 렌즈를 포함하는, 영상획득부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-purpose skin imaging apparatus comprising an annular light source and having a light source of ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, and near-infrared rays, A light source unit configured to provide one of infrared light and near-infrared light; A long wavelength transmission filter, a short wavelength transmission filter, and a band transmission filter. The long wavelength transmission filter, the short wavelength transmission filter, and the band transmission filter are disposed behind the light source unit, A filter conversion unit configured to be positioned in front; And an image acquiring unit that acquires light incident through the filter converting unit, the image acquiring unit including a CCD camera and a lens capable of transmitting visible light to infrared light.

또한, 본 발명의 다목적 피부 영상화장치는, 환형광원으로 이루어지며, 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선 각각에 대해 레이저다이오드 및 발광다이오드(LED)를 구비하며, 키조작부로부터 수신된 제어신호에 따라 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선 중의 하나의 광에 대한 레이저다이오드와 발광다이오드(LED)를 동시에 점등하도록 이루어진, 광원부; 상기 광원부의 뒤에 위치되며, 중앙부를 중심으로 회전하도록 이루어지며, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터를 구비하고, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터 중의 하나가 CCD 카메라의 렌즈의 앞에 위치되도록 이루어진, 필터변환부; 필터변환부를 통해 입사되는 광을 획득하는 수단으로, CCD카메라와 가시광선부터 적외선이 투과 가능한 렌즈를 포함하는, 영상획득부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-purpose skin imaging apparatus comprising an annular light source and having a laser diode and a light emitting diode (LED) for each of ultraviolet rays, visible rays, infrared rays and near- A light source unit configured to simultaneously light a laser diode and a light emitting diode (LED) with respect to light of one of visible light, infrared light, and near-infrared light; A long wavelength transmission filter, a short wavelength transmission filter, and a band transmission filter. The long wavelength transmission filter, the short wavelength transmission filter, and the band transmission filter are disposed behind the light source unit, A filter conversion unit configured to be positioned in front; And an image acquiring unit that acquires light incident through the filter converting unit, the image acquiring unit including a CCD camera and a lens capable of transmitting visible light to infrared light.

본 발명의 다목적 피부 영상화장치는 영상획득부를 통하여 획득한 영상에서 혈관패턴을 강조하는 영상처리를 행하고, 강조된 혈관패턴 위에 레이저스펙클인덱스(LSI)를 적용하여 혈류가 빠른 부분과 느린 부분을 시각적으로 강조하여 영상을 재구성하는, 영상처리부; 영상처리부로부터 재구성된 영상을 수신하여 출력하는 디스플레이부;를 더 포함하여 이루어진다.The multi-purpose skin imaging apparatus of the present invention performs image processing for emphasizing a blood vessel pattern on an image acquired through an image acquisition unit, and applies a laser speckle index (LSI) on the emphasized blood vessel pattern to visually An image processor for emphasizing and reconstructing an image; And a display unit for receiving and outputting the reconstructed image from the image processing unit.

장파장투과필터는 750nm의 파장 이상인 근적외선 내지 적외선 영역의 파장을 투과시키며, 단파장투과필터는 400nm의 파장 이하인 자외선 영역을 투과시킨다.The long-wavelength transmissive filter transmits a wavelength in the near infrared or infrared region of 750 nm or more, and the short-wavelength transmissive filter transmits ultraviolet region of 400 nm or less in wavelength.

대역투과필터는 제1대역투과필터, 제2대역투과필터, 제3대역투과필터를 포함하며, 제1대역투과필터는 650nm의 중심축을 갖는 파장대역을 투과시키는 필터이며,제2대역투과필터는 510nm의 중심축을 갖는 파장대역을 투과시키는 필터이며, 제3대역투과필터는 475nm의 중심축을 갖는 파장대역을 투과시키는 필터이다.The band pass filter includes a first band pass filter, a second band pass filter, and a third band pass filter, the first band pass filter is a filter that transmits a wavelength band having a central axis of 650 nm, And the third band-pass filter is a filter that transmits a wavelength band having a central axis of 475 nm.

자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광원은 레이저다이오드 또는 발광다이오드(LED)로 이루어질 수 있으며, 영상처리부는 컴퓨터로 이루어지며, 영상획득부에서 수신된 영상을 영상처리하여 디스플레이부로 출력한다.The light source of ultraviolet light, visible light, infrared light, and near infrared light may be a laser diode or a light emitting diode (LED), and the image processing unit may be a computer.

영상처리부는 영상획득부에서 수신된 영상으로부터 레이저 스펙클을 획득하여, 혈류 정보를 분석하도록 이루어진다.The image processing unit acquires the laser speckle from the image received by the image obtaining unit and analyzes the blood flow information.

영상처리부는, 영상획득부로부터 수신된 영상인 원 영상을 고역통과 필터링하여 고역통과 필터링된 영상을 획득하고, 상기 고역통과 필터링된 영상을 이용하여 원 영상의 고주파 성분을 선명화하는 고주파 지원 필터링을 행한다.The image processing unit obtains a high-pass filtered image by high-pass filtering the original image, which is the image received from the image obtaining unit, and performs high-frequency-assisted filtering to sharpen high-frequency components of the original image using the high- I do.

영상처리부는 고주파 지원 필터링된 영상을  The image processing unit processes the high frequency supported filtered image

Figure 112014070777041-pat00001
Figure 112014070777041-pat00001

(단, fhighboost(x,y)는 고주파 지원 필터링된 영상을 나타내며, f(x,y)는 원 영상을 나타내며, A는 0 보다 크고 1 보다 작은 실수임)(However, highboost f (x, y) indicates a high-frequency support filtered image, f (x, y) denotes the original image, A is a real number greater than 1 being small and large than 0)

에 의해 구한다..

영상처리부는 상기 고주파 지원 필터링을 행한 영상을 히스토그램 균등화 처리를 행하고, 히스토그램 균등화 처리가 행하여진 영상을 가우시안 스무딩 필터링을 행한다.The image processing section performs histogram equalization processing on the image subjected to the high frequency support filtering and performs Gaussian smoothing filtering on the image subjected to the histogram equalization processing.

또한, 본 발명은, 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광원 중 하나를 선택적으로 제공하도록 이루어진 환형광원, 상기 환형광원의 뒤에 위치되어 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터 중의 하나를 선택적으로 CCD 카메라의 렌즈의 앞에 위치시키도록 이루어진 필터변환부, 필터변환부를 통해 입사되는 광을 획득하는 영상획득부, 영상획득부를 통하여 획득한 영상에서 혈관패턴을 강조하는 영상처리를 행하는 영상처리부를 포함하여 이루어진 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법에 있어서, 영상처리부는 영상획득부로부터 수신된 영상인 원 영상(original image)을 저역 통과 필터링하여, 저역 통과 필터링된 영상을 얻는, 저역통과 필터링된 영상획득단계; 상기 원 영상에서, 저역 통과 필터링 된 영상을 차감하여, 고역통과 필터링된 영상을 획득하는, 고역통과 필터링된 영상획득단계; 상기 고역통과 필터링된 영상을 이용하여 원 영상의 고주파 성분을 선명화하는 고주파 지원 필터링단계; 상기 고주파 지원 필터링을 행한 영상을 히스토그램 균등화 처리를 행하는 히스토그램 균등화단계; 히스토그램 균등화 처리가 행하여진 영상을 가우시안 스무딩 필터링을 행하는 가우시안 스무딩 필터링단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to an optical transmission system comprising an annular light source configured to selectively provide one of a light source of ultraviolet light, visible light, infrared light and near-infrared light, a long wavelength transmission filter, a short wavelength transmission filter, An image acquisition unit for acquiring light incident through the filter conversion unit, and an image processing unit for performing image processing for emphasizing a blood vessel pattern in an image acquired through the image acquisition unit, Wherein the image processing unit comprises a low pass filtered image acquiring step of acquiring a low pass filtered image by performing low pass filtering on an original image which is an image received from the image obtaining unit, ; A high pass filtered image acquisition step of subtracting the low pass filtered image from the original image to obtain a high pass filtered image; A high frequency support filtering step of sharpening a high frequency component of the original image using the high pass filtered image; A histogram equalization step of performing histogram equalization processing on the image subjected to the high frequency support filtering; And a Gaussian smoothing filtering step of performing Gaussian smoothing filtering on the image subjected to the histogram equalization processing.

저역통과 필터링된 영상획득단계에서, 저역 통과 필터의 마스크는,In the low-pass filtered image acquisition step, the mask of the low-

Figure 112014070777041-pat00002
이거나,
Figure 112014070777041-pat00003
Figure 112014070777041-pat00002
Lt; / RTI &
Figure 112014070777041-pat00003

일 수 있다.Lt; / RTI >

고주파 지원 필터링단계에서, 고주파 지원 필터링된 영상은In the high frequency support filtering step, the high frequency support filtered image

Figure 112014070777041-pat00004
Figure 112014070777041-pat00004

(단, fhighboost(x,y)는 고주파 지원 필터링된 영상을 나타내며, f(x,y)는 원 영상을 나타내며, A는 0 보다 크고 1 보다 작은 실수임)(However, highboost f (x, y) indicates a high-frequency support filtered image, f (x, y) denotes the original image, A is a real number greater than 1 being small and large than 0)

에 의해 구하여 진다..

히스토그램 균등화단계는, 명암값의 빈도수를 계산하여 히스토그램을 구하고, 각 명암값의 누적 빈도수를 계산하고, 각 명암값의 누적 빈도수를 정규화하며, 정규화된 명암값의 누적 빈도수를 히스토그램 값으로 하여 영상을 재 구성한다.In the histogram equalization step, the histogram is calculated by calculating the frequency of the lightness value, the cumulative frequency of each lightness value is calculated, the cumulative frequency of each lightness value is normalized, and the cumulative frequency of the normalized lightness value is used as the histogram value. Reorganize.

가우시안 스무딩 필터링단계는, 기 설정된 표준편차에 따라, 가우시안 함수로부터 커넬(kernel)을 구하며, 상기 커넬과 상기 히스토그램 균등화 처리가 행하여진 영상을 콘볼루션(convolution)을 취하여 가우시안 스무딩 필터링된 영상을 획득한다.The Gaussian smoothing filtering step obtains a kernel from a Gaussian function according to a predetermined standard deviation and obtains a Gaussian smoothing filtered image by convoluting the kernel and the image subjected to the histogram equalization processing .

또한, 본 발명은, 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광원 중 하나를 선택적으로 제공하도록 이루어진 환형광원, 상기 환형광원의 뒤에 위치되어 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터 중의 하나를 선택적으로 CCD 카메라의 렌즈의 앞에 위치시키도록 이루어진 필터변환부, 필터변환부를 통해 입사되는 광을 획득하는 영상획득부, 영상획득부를 통하여 획득한 영상에서 혈관패턴을 강조하는 영상처리를 행하는 영상처리부를 포함하여 이루어진 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법에 있어서, 영상처리부는 영상획득부로부터 수신된 영상으로부터 역치(Thresholding) 기법을 이용하여 관심영역을 추출하고, 추출된 관심영역의 영상의 크기를 조정하는, 영상추출단계; 영상추출단계에서 출력된 영상에 가우시안 로우패스필터를 적용하는, 가우시안 로우패스 필터링단계; 가우시안 로우패스 필터링단계에서 가우시안 로우패스 필터링된 영상에서 픽셀의 영상 밝기를 정규화하여 영상을 재구성하는, 정규화단계; 정규화단계에서 출력된 영상을 팽창(dilation) 기법을 통해 팽창시키고, 정규화단계에서 출력된 영상을 침식(erosion) 기법을 통해 침식시키고, 팽창된 영상의 픽셀값과 침식된 영상의 픽셀값의 평균을 행하여, 영상을 재구성하는, 팽창된 픽셀과 및 침식된 픽셀의 평균연산단계; 팽창된 픽셀과 및 침식된 픽셀의 평균연산단계에서 출력된 영상의 픽셀값을, 기설정된 역치값을 기준으로, 혈관과 피부 영역으로 이분하여, 이진화 영상을 검출하는, 영상의 이진화 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to an optical transmission system comprising an annular light source configured to selectively provide one of a light source of ultraviolet light, visible light, infrared light and near-infrared light, a long wavelength transmission filter, a short wavelength transmission filter, An image acquisition unit for acquiring light incident through the filter conversion unit, and an image processing unit for performing image processing for emphasizing a blood vessel pattern in an image acquired through the image acquisition unit, The method comprising the steps of: extracting a region of interest using a thresholding technique from an image received from the image acquiring unit and adjusting the size of the extracted region of interest; Extraction step; A Gaussian low-pass filtering step of applying a Gaussian low-pass filter to the image output in the image extracting step; A normalization step of normalizing an image brightness of a pixel in a Gaussian low-pass filtered image in a Gaussian low-pass filtering step to reconstruct an image; The image output from the normalization step is dilated by a dilation technique. The image output from the normalization step is eroded by the erosion technique. The pixel value of the expanded image and the average value of the pixel values of the eroded image are Averaging the expanded pixels and the eroded pixels to reconstruct the image; And binarizing the image by dividing the pixel value of the image output at the averaging step of the expanded pixel and the eroded pixel into a blood vessel and a skin region based on a predetermined threshold value and detecting the binarized image .

가우시안 로우패스필터는 5×5 크기와, 표준편차(sigma) 값을 0.8로 하는 가우시안 로우패스 필터이다.The Gaussian low-pass filter is a Gaussian low-pass filter having a size of 5 × 5 and a standard deviation (sigma) value of 0.8.

정규화단계에서, 가우시안 로우패스 필터링단계에서 가우시안 로우패스 필터링된 영상에서 픽셀의 영상 밝기를 기준 값(m)과 비교하여, 픽셀의 영상 밝기가 기준 값(m)보다 작을 경우, 픽셀의 영상 밝기를, In the normalization step, the image brightness of a pixel in a Gaussian low-pass filtered image is compared with a reference value m in a Gaussian low-pass filtering step. If the image brightness of the pixel is smaller than the reference value m, ,

Figure 112014070777041-pat00005
Figure 112014070777041-pat00005

에 의해 정규화하고, 픽셀의 영상 밝기가 기준 값(m)보다 클 경우, 픽셀의 영상 밝기를, And if the image brightness of the pixel is larger than the reference value m,

Figure 112014070777041-pat00006
Figure 112014070777041-pat00006

(단, Inormalized(x,y)는 정규화된 픽셀의 영상 밝기이며, Ioriginal(x,y)는 정규화하기 전의 픽셀의 영상 밝기이며, var은 영상에서 픽셀의 영상밝기의 분산임)(Where, I normalized (x, y) is the image of the normalized brightness of pixels, original I (x, y) is the image brightness of the pixel prior to normalization, var is distributed responsibility of the image brightness of the pixel in the image)

에 의해 정규화한다.Lt; / RTI >

본 발명의 다목적 피부 영상화장치는 장파장 투과필터(LPF), 단파장 투과필터(SPF), 대역투과 필터(BPF)를 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써, 용도 및 목적에 보다 부합하는 피부 영상 및 피하 정보(혈관/혈류)관련 영상을 획득 가능하다.The multi-purpose skin imaging apparatus of the present invention can selectively use a long wavelength transmission filter (LPF), a short wavelength transmission filter (SPF), and a band pass filter (BPF) / Blood flow) related images.

또한, 본 발명을 따르면, 실시간으로 환부의 혈관상태를 분석할 수 있으며 혈액 채취 등의 간단한 의료행위부터 진단 및 수술 등의 중요 의료행위에 적용 가능하며 의료기술의 정확도 및 안전성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 인체의 피하조직 내의 혈관 깊이까지 투과 가능한 800nm 이상의 근적외선 레이저를 이용하여 혈관의 분포와 혈류를 동시에 영상화할 수 있는 근적외선을 이용하는 다목적 피부 영상화장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 근적외선 LED(즉, 근적외선 LED array) 와 근적외선 레이저를 동시에 조사하여 피하의 혈관 분포와 혈류 신호를 동시에 획득하여, 근적외선 CCD 카메라를 이용하여 별도의 광학 필터 없이 간단하게 소형 광학계 구성하는, 다목적 피부 영상화장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, CCD카메라를 통하여 획득한 근적외선 영상은 실시간으로 영상처리과정을 거쳐 혈관패턴을 강조하게 되며, 강조된 혈관패턴 위에 레이저스펙클인덱스(LSI)를 적용하여 혈류가 빠른 부분과 느린 부분을 시각적으로 확인할 수 있도록 영상을 재구성한 후 영상출력장치(모니터 등)를 이용하여 실시간으로 결과 영상을 출력한다.
또한, 본 발명은, 영상처리부가, 영상획득부로부터 수신된 영상인 원 영상을 고역통과 필터링하여 고역통과 필터링된 영상을 획득하고, 상기 고역통과 필터링된 영상을 이용하여 원 영상의 고주파 성분을 선명화하는 고주파 지원 필터링을 행한다.
또한, 본 발명은, 고주파 지원 필터링된 영상을

Figure 112016029486774-pat00038

(단, fhighboost(x,y)는 고주파 지원 필터링된 영상을 나타내며, f(x,y)는 원 영상을 나타내며, A는 0 보다 크고 1 보다 작은 실수임)
에 의해 구한다.In addition, according to the present invention, it is possible to analyze the blood vessel state of a diseased part in real time, and it can be applied to important medical actions such as simple medical actions such as blood collection, diagnosis and surgery, and can improve accuracy and safety of medical technology.
Further, the present invention provides a multi-purpose skin imaging apparatus using near-infrared rays capable of imaging blood vessel distribution and blood flow simultaneously by using a near-infrared laser having a wavelength of 800 nm or more, which can penetrate to the depth of blood vessels in the subcutaneous tissue of a human body.
In addition, the present invention provides a method for simultaneously obtaining a subcutaneous blood vessel distribution and a blood flow signal by simultaneously irradiating a near-infrared LED (i.e., a near-infrared LED array) and a near-infrared laser, A multi-purpose skin imaging device.
In addition, in the present invention, a near-infrared image obtained through a CCD camera is subjected to an image processing process in real time to emphasize a blood vessel pattern, and a laser speckle index (LSI) is applied on an emphasized blood vessel pattern, And then outputs the resultant image in real time using a video output device (such as a monitor) after reconstructing the video.
According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus including an image processing unit for performing high-pass filtering on an original image, which is an image received from an image obtaining unit, to obtain a high-pass filtered image, Frequency support filtering is performed.
The present invention also relates to a method and apparatus for generating high frequency support filtered images
Figure 112016029486774-pat00038

(However, highboost f (x, y) indicates a high-frequency support filtered image, f (x, y) denotes the original image, A is a real number greater than 1 being small and large than 0)
.

도 1은 본 발명의 필터변환장치를 이용한 다목적 피부 영상화장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 다목적 피부 영상화장치의 일실시예를 개략적으로 설명하는 설명도이다.
도 3은 도 2의 광원부(110)를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 필터변환부(130)를 나타내는 도면이다.
도 5는 장파장투과필터의 파장투과 특성을 나타낸다.
도 6은 단파장투과필터의 파장투과특성을 나타낸다.
도 7은 제1대역투과필터(R), 제2대역투과필터(G), 제3대역투과필터(B)의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다목적 피부 영상화장치의 GUI의 화면의 일예이다.
도 9는 도 1의 영상처리부에서의 일실시예에 의한 혈관검출 알고리즘을 설명하기위한 흐름도이다.
도 10은 도 1의 영상처리부에서의 다른 실시예에 의한 혈관검출 알고리즘을 설명하기위한 흐름도이다.
도 11은 5×5 크기의 가우시안 마스크의 일예이다.
도 12는 그레이스케일 팽창연산 수행과정을 설명하기위한 설명도이다.
도 13은 그레이스케일 침식연산 수행과정을 설명하기위한 설명도이다.
1 is a block diagram schematically showing the configuration of a multi-purpose skin imaging apparatus using the filter conversion apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating an embodiment of the multi-purpose skin imaging apparatus of FIG. 1;
3 is a view showing the light source unit 110 of FIG.
4 is a diagram showing the filter conversion unit 130 of FIG.
5 shows the wavelength transmission characteristics of the long wavelength transmission filter.
6 shows the wavelength transmission characteristics of the short wavelength transmission filter.
FIG. 7 is a graph for explaining the characteristics of the first band-pass filter R, the second band-pass filter G and the third band-pass filter B. FIG.
8 is an example of a GUI screen of the multi-purpose skin imaging apparatus of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a blood vessel detection algorithm according to an embodiment of the image processing unit of FIG.
10 is a flowchart for explaining a blood vessel detection algorithm according to another embodiment of the image processing unit of FIG.
11 is an example of a 5 × 5 size Gaussian mask.
12 is an explanatory diagram for explaining a process of performing a gray scale expansion operation.
13 is an explanatory view for explaining a procedure of performing a gray scale erosion operation.

이하, 본 발명의 필터변환장치를 이용한 다목적 피부 영상화장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a multi-purpose skin imaging apparatus using the filter conversion apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 필터변환장치를 이용한 다목적 피부 영상화장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a multi-purpose skin imaging apparatus using the filter conversion apparatus of the present invention.

본 발명의 다목적 피부 영상화장치는, 광원부(110), 필터변환부(130), 영상획득부(150), 영상처리부(200), 디스플레이부(250)을 포함하여 이루어진다.The multi-purpose skin imaging apparatus of the present invention includes a light source unit 110, a filter conversion unit 130, an image acquisition unit 150, an image processing unit 200, and a display unit 250.

광원부(110)는 환형광원으로 이루어지며, 자외선(UV) 가시광선(VIS) 적외선(IR)의 광을 선택적으로 제공할 수 있다. 즉, 촬상을 원하는 피부 부위에 소정의 조명광을 제공한다. 이때 환형 광원(115)에서 소정 파장대의 LED(예로, 근적외선 LED array)와 소정 파장대의 레이저(예로, 근적외선 레이저)를 동시에 조사하도록 할 수 있다. 이렇게 함에 의해 레이저 스펙클을 획득, 혈류 정보 분석이 가능하다. The light source unit 110 is formed of an annular light source and can selectively provide ultraviolet (UV) visible light (VIS) infrared (IR) light. That is, predetermined illumination light is provided to the skin region desired to be imaged. The LED (for example, a near-infrared LED array) and a laser of a predetermined wavelength (for example, a near-infrared laser) can be simultaneously irradiated from the annular light source 115. By doing so, it is possible to acquire laser speckle and analyze blood flow information.

레이저 스펙클이란 레이저가 조사된 물체에 의해 반사되는 빛의 간섭현상에 의해 발생되는 불규칙한 무늬를 말하며,레이저 스펙클 대조 이미지(Laser Speckle Contrast Image, LSCI)는 동물 모델에서의 특정 부위 미세혈관의 혈류를 영상화하는데 사용되어왔다.Laser Speckle Contrast Image (LSCI) is an irregular pattern generated by the interference of light reflected by a laser-irradiated object. Laser Speckle Contrast Image (LSCI) Lt; / RTI >

필터변환부(130)는 광원부(110)의 뒤에 설치되며, 장파장투과필터(LPF), 단파장투과필터(SPF), 대역투과필터(BPF)를 포함하여, 선택적으로 사용할 수 있도록 이루어져 있다. The filter conversion unit 130 is disposed behind the light source unit 110 and includes a long wavelength transmit filter (LPF), a short wavelength transmit filter (SPF), and a band pass filter (BPF).

영상획득부(150)은 필터변환부(130)의 소정 필터를 통해 피부로부터 반사되는 광을 획득하는 수단으로, CCD카메라(155)와 가시광선부터 적외선이 투과 가능한 렌즈(미도시)를 포함하여 이루어진다. The image acquiring unit 150 includes a CCD camera 155 and a lens (not shown) capable of transmitting visible light through infrared light, as means for acquiring light reflected from the skin through a predetermined filter of the filter converting unit 130 .

영상처리부(200)는 컴퓨터로 이루어져, 영상획득부(150)에서 생성된 영상을 영상처리 과정을 거쳐 얻어진 영상 정보를 디스플레이부(250)로 출력한다. 즉, 영상획득부(150)를 통하여 획득한 영상을 실시간으로 영상처리과정을 거쳐 소정패턴, 예를들어 혈관패턴을 강조하게 되며, 강조된 혈관패턴 위에 레이저스펙클인덱스(LSI)를 적용하여 혈류가 빠른 부분과 느린 부분을 시각적으로 확인할 수 있도록 영상을 재구성한 후 디스플레이부(250)를 이용하여 실시간으로 결과를 영상 출력할 수 있다.The image processing unit 200 includes a computer and outputs image information obtained through image processing to an image generated by the image obtaining unit 150 to the display unit 250. That is, the image acquired through the image acquisition unit 150 is subjected to an image processing process in real time to emphasize a predetermined pattern, for example, a blood vessel pattern, and a laser speckle index (LSI) It is possible to reconstruct the image so that the fast part and the slow part can be visually confirmed and output the result in real time using the display part 250. [

영상처리부(200)는 GUI를 통해 사용자가 실시간으로 CCD카메라(155)를 제어할 수 있게 하며, CCD카메라(155)를 통해 획득한 영상을 실시간으로 영상처리하여 디스플레이부(250)로 출력하도록 이루어진다.The image processing unit 200 enables the user to control the CCD camera 155 in real time through the GUI and processes the image obtained through the CCD camera 155 in real time and outputs the processed image to the display unit 250 .

도 2는 도 1의 다목적 피부 영상화장치의 일실시예를 개략적으로 설명하는 설명도이고, 도 3은 도 2의 광원부(110)를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 필터변환부(130)를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a schematic view illustrating an embodiment of the multi-purpose skin imaging apparatus of FIG. 1, FIG. 3 is a view illustrating the light source unit 110 of FIG. 2, Fig.

다목적 피부 영상화장치는, 도 2에서와 같이, CCD 카메라(155), 회전형 필터변환장치(135), 환형 광원(115)를 포함하며, 환형 광원(115)에서 소정 광이 피부에 조사되고, 피부에서 반사된 광원은 회전형 필터변환장치(135)의 소정 필터를 통해 CCD 카메라(155)의 수렴렌즈로 입사된다.The multipurpose skin imaging apparatus includes a CCD camera 155, a rotatable filter conversion apparatus 135 and an annular light source 115 as shown in Fig. 2, in which an annular light source 115 irradiates a predetermined light onto the skin, The light reflected from the skin is incident on the converging lens of the CCD camera 155 through a predetermined filter of the rotatable filter conversion device 135.

환형 광원(115)은, 도 3에서와 같이, 링형태의 광원 하우징부(113)에 자외선(UV), 가시광선(VIS), 적외선(IR)의 광원( LED 또는 레이저 다이오드)이 각각 다수개 구비되며, 키 조작부(120)에서 자외선(UV), 가시광선(VIS), 적외선(IR), 근적외선(NIR) 중 하나를 선택함에 의해 선택된 광원이 점등되도록 이루어져 있다. 즉, 환형 광원(115)은 총 100여개의 UV, VIS, NIR의 LED가 환형형태로 배열되어 있을 수 있으며, 스위치를 통해 소정 광원의 선택이 가능하다. 경우에 따라서는 키 조작부(120) 대신 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 통해 자외선(UV), 가시광선(VIS), 적외선(IR), 근적외선(NIR) 중 하나를 선택하여 점등할 수 있다.3, the annular light source 115 includes a plurality of light sources (LEDs or laser diodes) of ultraviolet (UV), visible light (VIS), infrared (IR) And the light source selected by selecting one of ultraviolet (UV), visible light (VIS), infrared (IR), and near infrared (NIR) lights is turned on in the key operation unit 120. That is, the annular light source 115 may have a total of about 100 UV, VIS, and NIR LEDs arranged in an annular shape, and a predetermined light source can be selected through a switch. The user may select one of ultraviolet (UV) light, visible light (VIS), infrared light (IR), and near infrared light (NIR) through a graphic user interface (GUI) instead of the key operation unit 120.

예를들어, 환형 광원(115)에서 근적외선 LED(즉, 근적외선 LED array) 와 근적외선 레이저를 동시에 조사하도록 하고, 근적외선 CCD 카메라를 이용하여, 피하의 혈관 분포와 혈류 신호를 동시에 획득하면, 별도의 광학 필터 없이 간단하게 소형 광학계 구성할 수 있다. 이렇게 CCD카메라를 통하여 획득한 근적외선 영상은 실시간으로 영상처리과정을 거쳐 혈관패턴을 강조하게 되며, 강조된 혈관패턴 위에 레이저스펙클인덱스(LSI)를 적용하여 혈류가 빠른 부분과 느린 부분을 시각적으로 확인할 수 있도록 영상을 재구성한 후 디스플레이부(250)를 이용하여 실시간으로 결과 영상을 출력한다.For example, if a near infrared ray LED (i.e., a near-infrared LED array) and a near-infrared laser are simultaneously irradiated from the annular light source 115 and a subcutaneous vein distribution and a blood flow signal are acquired simultaneously using a near- A compact optical system can be constructed simply without a filter. In this way, the near-infrared image acquired through the CCD camera is subjected to real-time image processing to emphasize the blood vessel pattern. By applying the laser speckle index (LSI) on the emphasized blood vessel pattern, And then outputs the resultant image in real time using the display unit 250. [0053] FIG.

광원 하우징부(113)에 구비된 소켓(S)을 통해서 광원을 추가할 수 있다. 환형 광원(115)의 앞단에는 확산렌즈(미도시)가 구비될 수 있다. 즉, 환형광원(115) 내부의 소켓(S)을 통해서 확산렌즈와 레이저 다이오드 결합이 가능하므로 추가 레이저 광원 확보 가능하다.A light source can be added through the socket S provided in the light source housing part 113. [ A diffusion lens (not shown) may be provided at the front end of the annular light source 115. That is, since the diffusion lens and the laser diode can be coupled through the socket S in the annular light source 115, an additional laser light source can be secured.

회전형 필터변환장치(135)는 환형 광원(115)의 뒤에 위치되며, 도 4에서와 같이, 장파장투과필터(LPF), 단파장투과필터(SPF), 3개의 대역투과필터(BPF)를 포함하여, 선택적으로 사용할 수 있도록 이루어져 있다. The rotatable filter inverter 135 is positioned behind the annular light source 115 and includes a long wavelength transmit filter (LPF), a short wavelength transmit filter (SPF), and three band pass filters (BPF) , And can be selectively used.

회전형 필터변환장치(135)는 원반 형의 모양으로 중심을 기준으로 회전이 가능하도록 이루어져 있어, 원하는 필터를 CCD 카메라(155)의 수렴렌즈 앞단에 위치시키면 된다.The rotating type filter conversion device 135 is configured to be rotatable about the center in the shape of a disk, and a desired filter may be positioned in front of the converging lens of the CCD camera 155.

장파장투과필터(LPF)는 750nm의 파장을 기준으로 그 이상인 근적외선 내지 적외선 영역을 투과시키며 도 5는 장파장투과필터의 파장투과 특성을 나타낸다.The long wavelength transmission filter (LPF) transmits near infrared rays or infrared rays of more than a wavelength of 750 nm, and FIG. 5 shows a wavelength transmission characteristic of the long wavelength transmission filter.

장파장투과필터(LPF)를 투과한 근적외선은 혈관에서 대부분 흡수되어 단순히 혈관의 신호를 획득, 영상화하는데 적합하다. 즉, 키 조작부(120)에서 근적외선을 선택함에 의해 환형 광원(115)에서 근적외선 LED가 점등되고, 회전형 필터변환장치(135)에서 장파장투과필터(LPF)가 선택되면, 혈관 패턴을 획득하기 용이하다. 또한, 유사 파장의 레이저를 조사하여 레이저 스펙클을 획득, 혈류 정보 분석이 가능하다. The near infrared rays transmitted through the long wavelength transmission filter (LPF) are mostly absorbed in the blood vessels and are suitable for simply acquiring and imaging signals of blood vessels. That is, when the near infrared LED is turned on in the annular light source 115 by selecting near infrared rays in the key operation unit 120 and the long wavelength transmit filter (LPF) is selected in the rotary filter conversion apparatus 135, Do. In addition, laser speckles can be obtained by irradiating laser of a similar wavelength, and blood flow information analysis is possible.

근적외선은 피부조직 내에서의 흡수율이 낮아 다른 파장대의 빛보다 비교적 깊게 투과가 가능하며, 혈관에서의 흡수율이 높기 때문에 영상의 대조도 분석을 통해 혈관 분포 영상 획득이 가능하다.Since near infrared rays have a low absorption rate in skin tissue, they can penetrate relatively more deeply than light of other wavelengths and have a high absorption rate in blood vessels. Therefore, it is possible to acquire vascular distribution images through analysis of contrast of images.

단파장투과필터(SPF)는 400nm의 파장을 기준으로 그 이하인 자외선 영역을 투과시키며, 도 6은 해당 필터의 파장투과특성을 나타낸다. 단파장투과필터(SPF)를 사용하여, 400nm의 자외선 영역의 형광 영상을 획득하여 피부 조직 내의 형광물질 존재여부를 확인할 수 있다.The short-wavelength transmission filter (SPF) transmits an ultraviolet ray region having a wavelength of 400 nm or less, and FIG. 6 shows a wavelength transmission characteristic of the filter. Using a short wavelength transmittance filter (SPF), fluorescence images of an ultraviolet region of 400 nm can be obtained to confirm the presence or absence of fluorescent substances in the skin tissue.

대역투과필터(BPF)로서 400~750nm 사이의 가시광선 영역중 R, G, B 채널이 선택 가능하게 하기 위한 3개의 대역투과필터(BPF), 즉 제1대역투과필터(R), 제2대역투과필터(G), 제3대역투과필터(B)를 구비하며, 도 7은 제1대역투과필터(R), 제2대역투과필터(G), 제3대역투과필터(B)의 특성을 설명하기 위한 그래프이다.(BPF), i.e., a first band pass filter (R), a second band pass filter (R), and a second band pass filter (BPF) for allowing the R, G, and B channels to be selected among visible light ranges of 400 to 750 nm as the band pass filter 7 shows the characteristics of the first band-pass filter R, the second band-pass filter G and the third band-pass filter B, FIG.

제1대역투과필터는 R 채널을 나타내며, 650nm의 중심축을 갖는 파장대역을 투과시키는 필터이다.The first band pass filter represents an R channel, and is a filter that transmits a wavelength band having a central axis of 650 nm.

제2대역투과필터는 G 채널을 나타내며, 510nm의 중심축을 갖는 파장대역을 투과시키는 필터이다.The second band pass filter represents a G channel and is a filter that transmits a wavelength band having a central axis of 510 nm.

제3대역투과필터는 B 채널을 나타내며, 475nm의 중심축을 갖는 파장대역을 투과시키는 필터이다.The third band pass filter represents a B channel, and is a filter that transmits a wavelength band having a central axis of 475 nm.

회전형 필터변환장치(135)를 회전시켜 획득하고자하는 파장영역 선택가능하다. It is possible to select a wavelength region to be acquired by rotating the rotating type filter conversion apparatus 135. [

도 8은 본 발명의 다목적 피부 영상화장치의 GUI의 화면의 일예로, 영상출력부(251), 동작제어부(252), 모드설정 및 영상처리 파라미터 조절부(523)을 포함한다.FIG. 8 shows an example of a GUI screen of the multi-purpose skin imaging apparatus of the present invention, which includes an image output unit 251, an operation control unit 252, a mode setting and image processing parameter adjustment unit 523.

사용자는 모드설정 및 영상처리 파라미터 조절부(523)에서 컬러모드(RGB 모드) 또는 흑백모드(Gray 모드)를 설정하고, 사용하고자 하는 필터를 설정하며, 가우시안 필터의 마스크 크기 또는 표준편차(б, 시그마)를 설정하고, 역치(Threshold) 값을 설정한다.The user sets the color mode (RGB mode) or the monochrome mode (Gray mode) in the mode setting and image processing parameter adjusting unit 523, sets the filter to be used, and sets the mask size or standard deviation (б, Sigma) is set, and a threshold value is set.

사용자는 동작제어부(252)에서 시작(start) 버튼을 클릭하여 영상 처리를 실행하면, 영상출력부(251)에 영상이 출력되며, 영상처리를 종료하고자 할때는 종료(Exit)버튼을 클릭하여 종료하고, 영상을 설정한 이름으로 저장(save)한다.When the user clicks the start button on the operation control unit 252 to execute the image processing, the image is outputted to the image output unit 251. When the image processing is to be terminated, the user clicks the Exit button and terminates , Save the image with the set name.

CCD카메라(155)를 통해 획득된 영상은 우선적으로 영상출력부(251)를 통해 실시간으로 스트리밍되며, 사용자가 동작제어부(252), 모드설정 및 영상처리 파라미터 조절부(523)를 설정함에 따라 조절되어 영상처리부(200)에서 출력 방식을 변화시키거나 영상처리를 거쳐 새롭게 재구성된 영상을 영상출력부(251)로 출력한다.The image obtained through the CCD camera 155 is first streamed in real time through the image output unit 251 and the user adjusts the operation mode by setting the operation control unit 252 and the mode setting and image processing parameter adjusting unit 523. [ And outputs the newly reconstructed image to the image output unit 251 after changing the output method in the image processing unit 200 or through image processing.

시작(start) 버튼을 통해 CCD카메라(155) 영상의 실시간 스트리밍이 가능하며 저장(save) 버튼을 통해 원하는 프레임을 사진파일로 저장할 수 있다. 경우에 따라서 시작(start) 버튼은 토글 스위치로서 시작과 종료를 나타내는 버튼으로 사용할 수 있으며, 스트리밍이 됨과 동시에 Start 버튼은 Stop버튼으로 변하며 Stop과 Exit 버튼을 이용해 중단 및 프로그램 종료가 가능하다. 영상출력모드는 가시광선 CCD를 이용한 RGB 색상을 가진 영상을 출력하는 컬러모드(RGB 모드)와, 근적외선 영상을 위한 흑백영상을 출력하는 흑백모드(Gray 모드)의 2가지 모드를 구비하며, 여러가지의 혈관검출 알고리즘이 적용가능하다. 상기 알고리즘에 적용되는 일부 파라미터는 GUI내에서 실시간 조절이 가능하다.The live streaming of the image of the CCD camera 155 is possible through the start button and the desired frame can be stored as a photo file through the save button. In some cases, the start button is a toggle switch that can be used as a start and stop button. As soon as the stream is started, the Start button changes to the Stop button, and the Stop and Exit buttons are used to stop and exit the program. The image output mode has two modes: a color mode (RGB mode) for outputting an RGB color image using a visible light CCD and a monochrome mode (Gray mode) for outputting a monochrome image for a near-infrared image. A blood vessel detection algorithm is applicable. Some parameters applied to the algorithm can be adjusted in real time in the GUI.

도 9는 도 1의 영상처리부에서의 일실시예에 의한 혈관검출 알고리즘을 설명하기위한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a blood vessel detection algorithm according to an embodiment of the image processing unit of FIG.

저역통과 필터링된 영상획득단계로, 영상처리부(200)는 영상획득부(150)로부터 수신된 영상(즉, 원 영상(original image))을 저역 통과 필터링(low pass filter)하여, 저역 통과 필터링된 영상을 얻는다(S110).In the low pass filtered image acquisition step, the image processing unit 200 low-pass filters an original image (i.e., an original image) received from the image acquisition unit 150, An image is obtained (S110).

일반적으로 저역 통과 필터링된 영상은, 수학식 1과 같이, 원 영상(original image)을 저역 통과 필터의 마스크(Wlowpass)와 콘볼루션(convolution)을 행하여 얻어진다.In general, low pass filtered image is obtained by performing the steps equation (1), original image (original image) the low-pass filter mask (W lowpass) and the convolution of the (convolution).

Figure 112014070777041-pat00007
Figure 112014070777041-pat00007

여기서, Wlowpass(x,y)는 저역 통과 필터의 마스크이고, flowpass(x,y)는 저역 통과 필터링된 영상을 나타내며, foriginal(x,y)는 영상획득부(150)로부터 수신된 영상, 즉, 원 영상을 나타낸다.Here, W lowpass (x, y) represents a low pass filter mask, f low pass (x, y) represents a low pass filtered image, and f original Image, that is, an original image.

본 발명에서, 저역 통과 필터의 마스크는

Figure 112014070777041-pat00008
이거나,
Figure 112014070777041-pat00009
일 수 있다.In the present invention, the mask of the low-pass filter
Figure 112014070777041-pat00008
Lt; / RTI &
Figure 112014070777041-pat00009
Lt; / RTI >

고역통과 필터링된 영상획득단계로, 원 영상에서 저역 통과 필터링 된 영상을 차감하여 고역통과 필터링(high pass filter)된 영상을 획득한다(S120). 즉, 고역통과 필터링된 영상은 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In the high pass filtered image acquisition step, a high pass filtered image is obtained by subtracting the low pass filtered image from the original image (S120). That is, the high-pass filtered image can be expressed by Equation (2).

Figure 112014070777041-pat00010
Figure 112014070777041-pat00010

여기서, fhighpass(x,y)는 고역 통과 필터링된 영상을 나타낸다.Here, f highpass (x, y) represents a high-pass filtered image.

고주파 지원 필터링단계로, 원 영상 중 고주파 성분을 더 강화하여 선명화하기 위해 고주파 지원 필터링(high-boost filter)을 행한다(S130). 즉, 원 영상을 계수 A와 콘볼루션(convolution)을 행하고 여기에 고역통과 필터링(high pass filter)된 영상을 합한다.In the high frequency support filtering step, a high-boost filter is performed in order to enhance and sharpen the high frequency component of the original image (S130). That is, the original image is convoluted with the coefficient A, and high pass filtered images are added to the original image.

일반적으로, 고주파 지원 필터링(high-boost filter)은 수학식 3과 같이 행하여 질 수 있다.Generally, a high-boost filter can be performed as Equation (3).

Figure 112014070777041-pat00011
Figure 112014070777041-pat00011

여기서 fhighboost(x,y)는 고주파 지원 필터링된 영상을 나타내며, f(x,y)는 원 영상을 나타내며, A는 계수로 1.5 보다 크고 1.8보다 작은 실수일 수 있다.Where f highboost (x, y) represents the high frequency supported filtered image, f (x, y) represents the original image, and A can be a real number greater than 1.5 and less than 1.8.

수학식 3의 고주파 지원 필터링(high-boost filter)는 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.The high-boost filter of Equation (3) can be expressed as Equation (4).

Figure 112014070777041-pat00012
Figure 112014070777041-pat00012

단, A는 0 보다 크고 1 보다 작은 실수일 수 있다.However, A may be a real number greater than zero and less than one.

히스토그램 균등화단계로, 고주파 지원 필터링단계에서 고주파 지원 필터링(high-boost filter)을 행한 영상을 히스토그램 균등화(평활화)(histogram equalization) 처리를 행한다(S140).In the histogram equalization step, a histogram equalization process is performed on the image subjected to the high-boost filter in the high-frequency support filtering step (S140).

디지탈 영상의 히스토그램은 가로축은 화소의 밝기를 나타내는 명도값(명암값)이고 세로축은 해당 명도값의 빈도수로, 히스토그램 균등화(평활화)는 어둡게 촬영된 영상의 히스토그램을 조절하여 명암분포가 빈약한 영상을 균일하게 만들어 주는 것이다. 일반적으로, 히스토그램 균등화(평활화)는 명암값의 빈도수를 계산하여 히스토그램을 구하고, 각 명암값의 누적 빈도수들을 계산하고, 각 명암값의 누적 빈도수들 중 최소 누적빈도수 값과 최대 누적빈도수 값을 구하고, 각 명암값의 누적 빈도수를, 최소누적값과 최대 누적값의 차(경우에 따라서 영상의 전체 화소수)로 정규화하며, 이렇게 정규화된 명암값의 누적 빈도수를 그 명암값(즉, 그 히스토그램 값)으로 하여 영상을 재 구성할 수 있다. 히스토그램 균등화(평활화) 방법에 대해서는 국내 등록특허 제10-0393071호로 공지된 것으로, 여기서 보다 상세한 설명은 생략한다.In the histogram of the digital image, the horizontal axis represents the brightness value (brightness value) representing the brightness of the pixel, the vertical axis represents the frequency of the brightness value, and the histogram equalization (smoothing) is dark. By adjusting the histogram of the captured image, It makes it uniform. Generally, in the histogram equalization (smoothing), histograms are calculated by calculating frequency of lightness values, cumulative frequencies are calculated for each lightness value, a minimum cumulative frequency value and a maximum cumulative frequency value among the cumulative frequencies of each lightness value are obtained, The cumulative frequency of each light and dark value is normalized to the difference between the minimum cumulative value and the maximum cumulative value (in some cases, the total number of pixels of the image), and the cumulative frequency of the normalized light and dark values is converted to the brightness value (that is, the histogram value) To reconstruct the image. The histogram equalization (smoothing) method is known from Korean Patent No. 10-0393071, and a detailed description thereof will be omitted.

가우시안 스무딩 필터링단계로, 히스토그램 균등화단계에서 히스토그램 균등화 처리가 행하여진 영상을 가우시안 스무딩 필터링(Gaussian smoothing filter)을 행한다(S150). 즉, 히스토그램 균등화 처리가 행하여진 영상을, 차등 표준 편차(different standard deviation)를 가지는 가우시안 커넬(Gaussian kernels)과 콘볼루션(convolution)을 행하여, 가우시안 스무딩 필터링된 영상을 획득한다. 가우시안 함수(Gaussian function)(G(x,y))는 다음과 같다.In the Gaussian smoothing filtering step, a histogram equalization process is performed in the histogram equalization step, and a Gaussian smoothing filtering is performed on the image (S150). That is, the image subjected to the histogram equalization processing is convoluted with Gaussian kernels having different standard deviations to obtain a Gaussian smoothing filtered image. The Gaussian function (G (x, y)) is as follows.

Figure 112014070777041-pat00013
Figure 112014070777041-pat00013

여기서, б는 표준편차이다.Here, б is the standard deviation.

가우시안 함수에서 표준편차가 주어지면, 커넬(kernel)이 구하여지게 되며, 이 커넬(kernel)과 상기 영상을 콘볼루션(convolution)을 행하여 가우시안 스무딩 필터링(블러드)된 영상을 획득한다. 가우시안 스무딩 필터는 가우시안 필터, 또는 가우시안 블러 라고도 불린다.Given a standard deviation in the Gaussian function, a kernel is obtained, and a Gaussian smoothing filtered (blooded) image is obtained by convoluting the kernel with the image. The Gaussian smoothing filter is also called a Gaussian filter, or Gaussian blur.

도 10은 도 1의 영상처리부에서의 다른 실시예에 의한 혈관검출 알고리즘을 설명하기위한 흐름도이다.10 is a flowchart for explaining a blood vessel detection algorithm according to another embodiment of the image processing unit of FIG.

영상추출단계로, 영상처리부(200)는 영상획득부(150)로부터 영상을 수신하고, 수신된 영상으로부터 관심영역의 영상을 추출한다(S210). 관심영역의 추출은 그레이스케일(Grayscale) 영상에서 역치(Thresholding) 기법을 이용하여 배경과 관심영역을 분리할 수 있다. 예를들어, 영상획득부(150)에서 검출된 영상이 손(hand)의 영상일 경우, 역치(Thresholding) 기법을 이용하여 손의 쉐이프(shape)를 검출하여, 관심영역인 손 영상만을 잘라낸다. In the image extracting step, the image processing unit 200 receives an image from the image obtaining unit 150 and extracts an image of a region of interest from the received image (S210). The extraction of the region of interest can separate the background and the region of interest using a thresholding technique in a grayscale image. For example, when the image detected by the image obtaining unit 150 is a hand image, a shape of a hand is detected using a thresholding technique, and only a hand image of interest is cut out .

여기서 영상획득부(150)에서 검출된 영상은 손의 영상일 수 있으며, 또한, 관심영역으로서 손등 또는 손목 또는 혈관을 검출하고자하는 대상으로 할 수 있다. 본 발명의 영상획득부(150)에서 검출된 영상이 손의 영상으로 한정된 것은 아니며, 손등, 손목, 허벅지, 목 등 혈관 검출이 필요한 부분의 영상을 적용할 수 있다.Here, the image detected by the image obtaining unit 150 may be an image of a hand, and may be a target of detecting a hand, a wrist, or a blood vessel as a region of interest. The image detected by the image acquisition unit 150 of the present invention is not limited to the image of the hand, and the image of the part requiring the blood vessel detection such as the back of the hand, the wrist, the thigh, and the neck can be applied.

영상크기 조정단계로, 영상추출단계에서 추출된 관심영역의 영상의 크기를 설정된 소정의 크기로 조절한다(S220). In the image size adjusting step, the size of the image of the ROI extracted in the image extracting step is adjusted to a predetermined size (S220).

가우시안 로우패스 필터링단계로, 영상크기 조정단계에서 출력된 영상(즉, 관심영역의 영상)을 광원에 의한 스펙클 노이즈를 제거하기 위하여 5×5 크기와, 표준편차(sigma) 값을 0.8로 하는 가우시안 로우패스(Gaussian low pass) 필터를 적용한다(S230). 즉, 영상 내의 점 성분의 노이즈를 제거하기 위하여 가우시안 로우패스필터를 적용하여 부드러운 영상 획득한다. 여기서, 표준편차(sigma) 값을 0.8인 5×5 크기의 가우시안 마스크, 즉 커넬은 도 11과 같다.In the Gaussian low-pass filtering step, a 5 × 5 size and a standard deviation (sigma) value of 0.8 are set in order to remove the speckle noise caused by the light source from the image (ie, the image of the region of interest) A Gaussian low pass filter is applied (S230). That is, a Gaussian low-pass filter is applied to remove noise of point components in an image to obtain a smooth image. Here, a 5 × 5 size Gaussian mask having a standard deviation sigma value of 0.8, that is, a kernel is shown in FIG.

정규화(normalize)단계로, 가우시안 로우패스 필터링된 영상에서 픽셀의 영상 밝기를 그레이레벨 기준 값(m)과 비교하여, 픽셀의 영상 밝기가 기준 값(m)보다 작을 경우, 픽셀의 영상 밝기를, 수학식 5를 이용하여 정규화하고, 픽셀의 영상 밝기가 기준 값(m)보다 클 경우, 픽셀의 영상 밝기를, 수학식 6을 이용하여 정규화하여 영상을 재구성한다(S240).In the normalizing step, the image brightness of a pixel in a Gaussian low-pass filtered image is compared with a gray level reference value m, and if the image brightness of the pixel is smaller than the reference value m, If the image brightness of the pixel is greater than the reference value m, the image brightness of the pixel is normalized using Equation (6) to reconstruct the image (S240).

Figure 112014070777041-pat00014
Figure 112014070777041-pat00014

Figure 112014070777041-pat00015
Figure 112014070777041-pat00015

수학식 5 및 수학식 6에서, Inormalized(x,y)는 정규화된 픽셀의 영상 밝기이며, Ioriginal(x,y)는 정규화하기 전의 픽셀의 영상 밝기이며, var은 영상에서 픽셀의 영상밝기의 분산이고, m은 픽셀의 영상 밝기의 그레이레벨 기준 값으로 영상에서 픽셀의 영상밝기의 평균일 수 있다.In Equation 5 and Equation 6, I normalized (x, y) is the image brightness of the normalized pixel, I original (x, y) is the image brightness of the pixel before normalization, var is the image brightness And m is the gray level reference value of the image brightness of the pixel, which may be an average of the image brightness of the pixel in the image.

수학식 5 및 수학식 6에 의해 재정의된 밝기 범위는 기준 값(m)을 기준으로 콘트라스트가 확장되므로 혈관 검출에 용이하다. The brightness range redefined by the equations (5) and (6) is easy to detect the blood vessel because the contrast is extended based on the reference value (m).

다시말해, 가우시안 로우패스 필터링된 영상에서 시스템 노이즈 혹은 외부의 부정적인 영향 등에 의해 왜곡된 영상 정보을 개선하기 위하여 정규화(Normalize) 과정을 수행한다. 즉, 가우시안 로우패스 필터링단계 후, 아직 남아있는 영상 노이즈 혹은 영상촬영 환경에 의해 왜곡된 정보를 개선하기 위하여, 정규화하여, 어두운 부분(혈관이라고 예상되는 부분)은 더 어둡게, 밝은 부분(주변 피부조직이라고 예상되는 부분)은 더 밝게 표현한다.In other words, in the Gaussian low-pass filtered image, a normalization process is performed to improve distorted image information due to system noise or external negative influence. That is, after the Gaussian low-pass filtering step, normalization is performed so as to improve still image noise or information distorted by the imaging environment, so that dark portions (portions expected to be blood vessels) become darker, Is expected to be brighter.

팽창(dilation)된 픽셀과 및 침식(erosion)된 픽셀의 평균연산단계로, 정규화(normalize)단계를 통해 재구성된 영상을 그레이스케일 기반의 팽창(dilation) 기법을 통해 팽창시키고(S250), 또한 정규화(normalize)단계를 통해 재구성된 영상을 그레이스케일 기반의 침식(수축, erosion) 기법을 통해 수축시키고(S260), 팽창된 영상의 픽섹값의 0.5배한 픽셀값과 침식(수축)된 영상의 픽셀값의 0.5배한 픽셀값을 합하여, 다시말해, 팽창된 영상의 픽셀값과 침식(수축)된 영상의 픽셀값의 평균을 행하여, 영상을 재구성한다(S270). 즉, 그레이스케일 모폴로지(grayscale morphology) 기법 중의 하나인 팽창연산과 침식연산을 각각 수행한 후 두 영상의 픽셀 값의 평균을 행하여 선 영역(혈관)을 구분한다. 다시말해, 정규화(normalize)단계를 통해 재구성된 영상은 그레이스케일 기반의 팽창(dilation)과 침식(erosion) 기법을 통해 형태학적인 관점에서 혈관패턴에 접근하게 된다. The image reconstructed through the normalizing step is expanded through a gray scale-based dilation technique (S250) by an average operation step of the diluted pixels and the erosion pixels (S250) the image reconstructed through the normalize step is contracted through a grayscale-based erosion technique (S260), and the pixel value of 0.5 times the pixel value of the expanded image and the pixel value of the eroded (contracted) image (In S270), the pixel values of the expanded image and the average value of the eroded (shrunk) image are reconstructed. That is, after performing the expansion operation and the erosion operation, which are one of the grayscale morphology techniques, an average of the pixel values of the two images is performed to distinguish the line regions (blood vessels). In other words, the reconstructed image through the normalize step approaches the blood vessel pattern from the morphological viewpoint through the gray scale-based dilation and erosion technique.

팽창단계(S250)에서, 팽창은 객체를 성장시키거나 두껍게 만드는 연산으로 도 12와 같이 구조요소(structuring element)라고 부르는 모형에 의해 구하여 질 수 있다. 여기서, 구조요소 대응값은 중앙의 값을 중심으로, 상, 하, 좌, 우, 중앙의 값들이 된다. 도 12의 (a)에서 '138'이 중앙일 때 구조요소의 대응 값들은 {0,67,124,138} 이며, 이중 최대값은 '138'이므로, 도 12의 (b)에서와 같이 중앙에 최댓값 '138'을 출력한다. 도 12의 (c)에서 '124'가 중앙일 때 구조요소의 대응 값들 {0,109,124,138,191}이며, 도 12의 (b)에서와 같이 중앙에 최댓값 '191'이 출력된다. 즉, 도 12의 (a)와 (c)에서와 같이 구조요소와 원본 영상이 겹치는 부분에서의 최댓값을 도출하여, 도 12의 (b)와 (d)에서와 같이, 원본영상의 형태를 유지하면서 크기가 확장됨과 동시에 밝기 역시 증가한다.In the expansion step (S250), the expansion can be obtained by a model called a structuring element as shown in FIG. 12 in an operation of growing or thickening an object. Here, the structural element correspondence values are the values of the upper, lower, left, right, and center around the center value. 12 (a), the corresponding values of the structural elements are {0,67,124,138} when '138' is the center, and the maximum value is '138' '. In FIG. 12C, when '124' is the center, corresponding values of the structural elements {0,109,124,138,191} are outputted, and the maximum value '191' is outputted at the center as shown in FIG. 12B. That is, as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (c), the maximum value at the portion where the structural element overlaps the original image is derived, and the shape of the original image is maintained As the size expands, the brightness also increases.

침식단계(S260)에서, 도 13의 (a)에서와 같이, '67'이 중앙일 때 구조요소의 대응 값들 {0,67,109,111,138}이며, 이중 최소값은 '0'로, 도 13의 (b)에서와 같이, 중앙에 최소값 '0'를 출력하며, 도 13의 (c)에서와 같이, '109'가 중앙일 때 구조요소와 대응되는 값들 {41,64,67,124,109}이며, 도 13의 (d)에서와 같이 중앙에 최소값 '41'이 출력된다. 즉, 도 13의 (a) 및 (c)에서 같이 구조요소가 이동을 하면서 해당 범위 내의 픽셀 값들의 최소값을 도출하여, 도 13의 (b)와(d)에서와 같이 축소된 형태로 밝기와 폭이 감소한다, In the erosion step S260, as shown in FIG. 13A, the corresponding values {0,67,109,111,138} of the structural element when '67' is the center, the minimum value is '0' As shown in FIG. 13 (c), the values corresponding to the structural elements when the '109' is the center are 41, 64, 67, 124, and 109, the minimum value '41' is outputted at the center as in d). 13 (a) and 13 (c), the minimum value of the pixel values in the corresponding range is derived while moving the structural element, The width decreases,

구조요소가 E 이고, 각각의 도메인이 DI, DE 라고 하면, 팽창 연산식은 수학식 7과 같이 정의되며, 침식 연산은 수학식 8과 같이 정의된다.Assuming that the structural element is E and each domain is D I , D E , the expansion operation expression is defined as shown in Equation (7), and the erosion operation is defined as in Equation (8).

Figure 112014070777041-pat00016
Figure 112014070777041-pat00016

Figure 112014070777041-pat00017
Figure 112014070777041-pat00017

수학식 7 및 수학식8에 있어서, DI는 팽창연산 또는 침식연산 전의 도메인이고, DE는 팽창연산 또는 침식연산 후의 도메인이며, Ioriginal은 픽셀값을 나타낸다.In Equations (7) and (8), D I is the domain before the expansion or erosion operation, D E is the domain after the expansion or erosion operation, and I original is the pixel value.

영상의 이진화 단계로, 팽창된 픽셀과 및 침식된 픽셀의 평균연산단계에서, 팽창된 영상의 픽셀값과 침식(수축)된 영상의 픽셀값의 평균을 행하여 재구성된 영상의 픽셀값을, 기설정된 역치값을 기준으로, 혈관과 피부 영역을 이분하여(S280), 이진화 영상을 검출한다(S290). 즉, 도출된 팽창과 침식 영상은 두 영상의 밝기에 대한 평균값으로 구성된 역치(Threshold) 영상을 도출한 후, 이진화 과정을 거쳐 최종영상을 획득한다. 이진화영상을 도출하기 위하여 Emgucv 라이브러리의 ThresholdBinary(Threshold=3)를 이용할 수 있으며, 역치(Threshold) 값을 실시간으로 변경 가능하다. In the binarization step of the image, a pixel value of the expanded image and an average of the pixel value of the eroded (contracted) image are performed in the average operation step of the expanded pixel and the eroded pixel, and the pixel value of the reconstructed image is set Based on the threshold value, the blood vessel and the skin region are divided in half (S280), and the binarized image is detected (S290). That is, the derived expansion and erosion images are derived from a threshold image composed of the average value of the brightness of two images, and then the final image is obtained through the binarization process. ThresholdBinary (Threshold = 3) of the Emgucv library can be used to derive the binarized image, and the threshold value can be changed in real time.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

110 : 광원부 113 : 광원 하우징부
115 : 환형 광원 120 : 키 조작부
130 : 필터변환부 135 : 회전형 필터변환장치
150 : 영상획득부 155 : CCD 카메라
200 : 영상처리부 250 : 디스플레이부
110: light source part 113: light source housing part
115: annular light source 120: key operation unit
130: filter converting unit 135: rotating type filter converting device
150: Image acquisition unit 155: CCD camera
200: image processing unit 250:

Claims (21)

환형광원으로 이루어지며, 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광원을 구비하며, 키조작부로부터 수신된 제어신호에 따라 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광 중의 하나를 제공하도록 이루어진, 광원부;
상기 광원부의 뒤에 위치되며, 중앙부를 중심으로 회전하도록 이루어지며, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터를 구비하고, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터 중의 하나가 CCD 카메라의 렌즈의 앞에 위치되도록 이루어진, 필터변환부;
필터변환부를 통해 입사되는 광을 획득하는 수단으로, CCD카메라와 가시광선부터 적외선이 투과 가능한 렌즈를 포함하는, 영상획득부;
영상획득부를 통하여 획득한 영상에서 혈관패턴을 강조하는 영상처리를 행하고, 강조된 혈관패턴 위에 레이저스펙클인덱스(LSI)를 적용하여 혈류가 빠른 부분과 느린 부분을 시각적으로 강조하여 영상을 재구성하는, 영상처리부;
를 포함하여 이루어지며,
영상처리부는, 영상획득부로부터 수신된 영상인 원 영상을 고역통과 필터링하여 고역통과 필터링된 영상을 획득하고, 상기 고역통과 필터링된 영상을 이용하여 원 영상의 고주파 성분을 선명화하는 고주파 지원 필터링을 행하는 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치.
A light source unit comprising an annular light source and provided with a light source of ultraviolet rays, visible rays, infrared rays and near-infrared rays and providing one of ultraviolet rays, visible rays, infrared rays and near-infrared rays according to a control signal received from a key operation unit;
A long wavelength transmission filter, a short wavelength transmission filter, and a band transmission filter. The long wavelength transmission filter, the short wavelength transmission filter, and the band transmission filter are disposed behind the light source unit, A filter conversion unit configured to be positioned in front;
An image acquiring unit that acquires light incident through the filter converting unit, the image acquiring unit including a CCD camera and a lens capable of transmitting visible light to infrared light;
A method of performing an image processing for emphasizing a blood vessel pattern on an image acquired through an image acquisition unit and applying a laser speckle index (LSI) on an emphasized blood vessel pattern to visually emphasize a blood flow portion and a slow portion to reconstruct an image A processor;
And,
The image processing unit obtains a high-pass filtered image by high-pass filtering the original image, which is the image received from the image obtaining unit, and performs high-frequency-assisted filtering to sharpen high-frequency components of the original image using the high- Gt; a < / RTI > multi-purpose skin imaging device.
환형광원으로 이루어지며, 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선 각각에 대해 레이저다이오드 및 발광다이오드(LED)를 구비하며, 키조작부로부터 수신된 제어신호에 따라 자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선 중의 하나의 광에 대한 레이저다이오드와 발광다이오드(LED)를 동시에 점등하도록 이루어진, 광원부;
상기 광원부의 뒤에 위치되며, 중앙부를 중심으로 회전하도록 이루어지며, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터를 구비하고, 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터 중의 하나가 CCD 카메라의 렌즈의 앞에 위치되도록 이루어진, 필터변환부;
필터변환부를 통해 입사되는 광을 획득하는 수단으로, CCD카메라와 가시광선부터 적외선이 투과 가능한 렌즈를 포함하는, 영상획득부;
영상획득부를 통하여 획득한 영상에서 혈관패턴을 강조하는 영상처리를 행하고, 강조된 혈관패턴 위에 레이저스펙클인덱스(LSI)를 적용하여 혈류가 빠른 부분과 느린 부분을 시각적으로 강조하여 영상을 재구성하는, 영상처리부;
를 포함하여 이루어지며,
영상처리부는, 영상획득부로부터 수신된 영상인 원 영상을 고역통과 필터링하여 고역통과 필터링된 영상을 획득하고, 상기 고역통과 필터링된 영상을 이용하여 원 영상의 고주파 성분을 선명화하는 고주파 지원 필터링을 행하는 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치.
And a light emitting diode (LED) for each of ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, and near-infrared rays, and is configured to emit one of ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, and near-infrared rays in accordance with a control signal received from the key operation unit. A light source unit configured to simultaneously light a laser diode and a light emitting diode (LED) for the light source;
A long wavelength transmission filter, a short wavelength transmission filter, and a band transmission filter. The long wavelength transmission filter, the short wavelength transmission filter, and the band transmission filter are disposed behind the light source unit, A filter conversion unit configured to be positioned in front;
An image acquiring unit that acquires light incident through the filter converting unit, the image acquiring unit including a CCD camera and a lens capable of transmitting visible light to infrared light;
A method of performing an image processing for emphasizing a blood vessel pattern on an image acquired through an image acquisition unit and applying a laser speckle index (LSI) on an emphasized blood vessel pattern to visually emphasize a blood flow portion and a slow portion to reconstruct an image A processor;
And,
The image processing unit obtains a high-pass filtered image by high-pass filtering the original image, which is the image received from the image obtaining unit, and performs high-frequency-assisted filtering to sharpen high-frequency components of the original image using the high- Gt; a < / RTI > multi-purpose skin imaging device.
삭제delete 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
영상처리부로부터 재구성된 영상을 수신하여 출력하는 디스플레이부;
를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치.
3. The method according to any one of claims 1 to 3,
A display unit for receiving the reconstructed image from the image processing unit and outputting the reconstructed image;
Further comprising: an imaging device for imaging the multi-purpose skin.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
장파장투과필터는 750nm의 파장 이상인 근적외선 내지 적외선 영역의 파장을 투과시키는 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치.
3. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the long wavelength transmittance filter transmits a wavelength in a near infrared to infrared wavelength range of 750 nm or more.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
단파장투과필터는 400nm의 파장 이하인 자외선 영역을 투과시키는 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치.
3. The method according to any one of claims 1 to 3,
Characterized in that the short-wavelength transmissive filter transmits an ultraviolet region of less than or equal to 400 nm wavelength.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
대역투과필터는 제1대역투과필터, 제2대역투과필터, 제3대역투과필터를 포함하며,
제1대역투과필터는 650nm의 중심축을 갖는 파장대역을 투과시키는 필터이며,
제2대역투과필터는 510nm의 중심축을 갖는 파장대역을 투과시키는 필터이며,
제3대역투과필터는 475nm의 중심축을 갖는 파장대역을 투과시키는 필터인 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치.
3. The method according to any one of claims 1 to 3,
The band pass filter includes a first band pass filter, a second band pass filter, and a third band pass filter,
The first band-pass filter is a filter that transmits a wavelength band having a central axis of 650 nm,
The second band-pass filter is a filter that transmits a wavelength band having a central axis of 510 nm,
And the third band-pass filter is a filter that transmits a wavelength band having a central axis of 475 nm.
제1항에 있어서,
자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광원은 레이저다이오드 또는 발광다이오드(LED)로 이루어진 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치.
The method according to claim 1,
Characterized in that the light source of ultraviolet light, visible light, infrared light and near infrared light comprises a laser diode or a light emitting diode (LED).
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 영상처리부는
고주파 지원 필터링된 영상을
Figure 112016029486774-pat00018

(단, fhighboost(x,y)는 고주파 지원 필터링된 영상을 나타내며, f(x,y)는 원 영상을 나타내며, A는 0 보다 크고 1 보다 작은 실수임)
에 의해 구하여 지는 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치.
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
High frequency support Filtered image
Figure 112016029486774-pat00018

(However, highboost f (x, y) indicates a high-frequency support filtered image, f (x, y) denotes the original image, A is a real number greater than 1 being small and large than 0)
Wherein said at least one skin imaging device is obtained by at least one of the following methods.
제12항에 있어서, 영상처리부는
상기 고주파 지원 필터링을 행한 영상을 히스토그램 균등화 처리를 행하고, 히스토그램 균등화 처리가 행하여진 영상을 가우시안 스무딩 필터링을 행하는 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치.
13. The image processing apparatus according to claim 12, wherein the image processing unit
Wherein the histogram equalization processing is performed on the image subjected to the high frequency support filtering and the image subjected to the histogram equalization processing is subjected to the Gaussian smoothing filtering.
자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광원 중 하나를 선택적으로 제공하도록 이루어진 환형광원, 상기 환형광원의 뒤에 위치되어 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터 중의 하나를 선택적으로 CCD 카메라의 렌즈의 앞에 위치시키도록 이루어진 필터변환부, 필터변환부를 통해 입사되는 광을 획득하는 영상획득부, 영상획득부를 통하여 획득한 영상에서 혈관패턴을 강조하는 영상처리를 행하는 영상처리부를 포함하여 이루어진 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법에 있어서,
영상처리부는 영상획득부로부터 수신된 영상인 원 영상(original image)을 저역 통과 필터링하여, 저역 통과 필터링된 영상을 얻는, 저역통과 필터링된 영상획득단계;
상기 원 영상에서, 저역 통과 필터링 된 영상을 차감하여, 고역통과 필터링된 영상을 획득하는, 고역통과 필터링된 영상획득단계;
상기 고역통과 필터링된 영상을 이용하여 원 영상의 고주파 성분을 선명화하는 고주파 지원 필터링단계;
상기 고주파 지원 필터링을 행한 영상을 히스토그램 균등화 처리를 행하는 히스토그램 균등화단계;
히스토그램 균등화 처리가 행하여진 영상을 가우시안 스무딩 필터링을 행하는 가우시안 스무딩 필터링단계;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법.
An annular light source configured to selectively provide one of a light source of ultraviolet light, visible light, infrared light, and near-infrared light, one of a long wavelength transmission filter, a short wavelength transmission filter, and a band transmission filter located behind the annular light source, An image acquiring unit that acquires light incident through the filter converting unit, and an image processing unit that performs image processing that emphasizes a blood vessel pattern in the image acquired through the image acquiring unit. In the image processing method,
The image processing unit may include a low pass filtered image acquiring step of performing low pass filtering on the original image, which is the image received from the image obtaining unit, to obtain a low pass filtered image;
A high pass filtered image acquisition step of subtracting the low pass filtered image from the original image to obtain a high pass filtered image;
A high frequency support filtering step of sharpening a high frequency component of the original image using the high pass filtered image;
A histogram equalization step of performing histogram equalization processing on the image subjected to the high frequency support filtering;
A Gaussian smoothing filtering step of performing Gaussian smoothing filtering on the image subjected to the histogram equalization processing;
And displaying the image on the screen.
제14항에 있어서,
저역통과 필터링된 영상획득단계에서, 저역 통과 필터의 마스크는,
Figure 112014070777041-pat00019
이거나,
Figure 112014070777041-pat00020

인 것을 특징으로 하는 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법.
15. The method of claim 14,
In the low-pass filtered image acquisition step, the mask of the low-
Figure 112014070777041-pat00019
Lt; / RTI &
Figure 112014070777041-pat00020

Wherein the image processing device is a multi-purpose skin imaging device.
제14항에 있어서,
고주파 지원 필터링단계에서, 고주파 지원 필터링된 영상은
Figure 112014070777041-pat00021

(단, fhighboost(x,y)는 고주파 지원 필터링된 영상을 나타내며, f(x,y)는 원 영상을 나타내며, A는 0 보다 크고 1 보다 작은 실수임)
에 의해 구하여 지는 것을 특징으로 하는 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법.
15. The method of claim 14,
In the high frequency support filtering step, the high frequency support filtered image
Figure 112014070777041-pat00021

(However, highboost f (x, y) indicates a high-frequency support filtered image, f (x, y) denotes the original image, A is a real number greater than 1 being small and large than 0)
Wherein the image processing method comprises the steps of:
제16항에 있어서, 히스토그램 균등화단계는,
명암값의 빈도수를 계산하여 히스토그램을 구하고, 각 명암값의 누적 빈도수를 계산하고, 각 명암값의 누적 빈도수를 정규화하며, 정규화된 명암값의 누적 빈도수를 히스토그램 값으로 하여 영상을 재 구성하는 것을 특징으로 하는 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법.
17. The method of claim 16, wherein the histogram equalization step comprises:
The histogram is calculated by calculating the frequency of the intensity value, the cumulative frequency of each brightness value is calculated, the cumulative frequency of each brightness value is normalized, and the image is reconstructed using the cumulative frequency of the normalized brightness value as the histogram value Wherein the image processing method of the multi-purpose skin imaging apparatus comprises:
제17항에 있어서, 가우시안 스무딩 필터링단계는,
기 설정된 표준편차에 따라, 가우시안 함수로부터 커넬(kernel)을 구하며, 상기 커넬과 상기 히스토그램 균등화 처리가 행하여진 영상을 콘볼루션(convolution)을 취하여 가우시안 스무딩 필터링된 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법.
18. The method of claim 17, wherein the Gaussian smoothing filtering comprises:
Wherein a kernel is obtained from a Gaussian function in accordance with a predetermined standard deviation and a Gaussian smoothing filtered image is obtained by convoluting the image subjected to the histogram equalization processing with the kernel, Image processing method of imaging device.
자외선, 가시광선, 적외선, 근적외선의 광원 중 하나를 선택적으로 제공하도록 이루어진 환형광원, 상기 환형광원의 뒤에 위치되어 장파장투과필터, 단파장투과필터, 대역투과필터 중의 하나를 선택적으로 CCD 카메라의 렌즈의 앞에 위치시키도록 이루어진 필터변환부, 필터변환부를 통해 입사되는 광을 획득하는 영상획득부, 영상획득부를 통하여 획득한 영상에서 혈관패턴을 강조하는 영상처리를 행하는 영상처리부를 포함하여 이루어진 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법에 있어서,
영상처리부는 영상획득부로부터 수신된 영상으로부터 역치(Thresholding) 기법을 이용하여 관심영역을 추출하고, 추출된 관심영역의 영상의 크기를 조정하는, 영상추출단계;
영상추출단계에서 출력된 영상에 가우시안 로우패스필터를 적용하는, 가우시안 로우패스 필터링단계;
가우시안 로우패스 필터링단계에서 가우시안 로우패스 필터링된 영상에서 픽셀의 영상 밝기를 정규화하여 영상을 재구성하는, 정규화단계;
정규화단계에서 출력된 영상을 팽창(dilation) 기법을 통해 팽창시키고, 정규화단계에서 출력된 영상을 침식(erosion) 기법을 통해 침식시키고, 팽창된 영상의 픽셀값과 침식된 영상의 픽셀값의 평균을 행하여, 영상을 재구성하는, 팽창된 픽셀과 및 침식된 픽셀의 평균연산단계;
팽창된 픽셀과 및 침식된 픽셀의 평균연산단계에서 출력된 영상의 픽셀값을, 기설정된 역치값을 기준으로, 혈관과 피부 영역으로 이분하여, 이진화 영상을 검출하는, 영상의 이진화 단계;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법.
An annular light source configured to selectively provide one of a light source of ultraviolet light, visible light, infrared light, and near-infrared light, one of a long wavelength transmission filter, a short wavelength transmission filter, and a band transmission filter located behind the annular light source, An image acquiring unit that acquires light incident through the filter converting unit, and an image processing unit that performs image processing that emphasizes a blood vessel pattern in the image acquired through the image acquiring unit. In the image processing method,
The image processing unit extracts a region of interest using a thresholding technique from the image received from the image obtaining unit, and adjusts the size of the extracted region of interest.
A Gaussian low-pass filtering step of applying a Gaussian low-pass filter to the image output in the image extracting step;
A normalization step of normalizing an image brightness of a pixel in a Gaussian low-pass filtered image in a Gaussian low-pass filtering step to reconstruct an image;
The image output from the normalization step is dilated by a dilation technique. The image output from the normalization step is eroded by the erosion technique. The pixel value of the expanded image and the average value of the pixel values of the eroded image are Averaging the expanded pixels and the eroded pixels to reconstruct the image;
A binarization step of binarizing the image by dividing the pixel value of the image output from the average computation step of the expanded pixel and the eroded pixel into a blood vessel and a skin area based on a predetermined threshold value;
Wherein the multi-purpose skin imaging device comprises:
제19항에 있어서,
가우시안 로우패스필터는 5×5 크기와, 표준편차(sigma) 값을 0.8로 하는 가우시안 로우패스 필터인 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the Gaussian low-pass filter is a Gaussian low-pass filter having a size of 5x5 and a standard deviation sigma of 0.8.
제19항에 있어서, 정규화단계에서,
가우시안 로우패스 필터링단계에서 가우시안 로우패스 필터링된 영상에서 픽셀의 영상 밝기를 기준 값(m)과 비교하여, 픽셀의 영상 밝기가 기준 값(m)보다 작을 경우, 픽셀의 영상 밝기를,
Figure 112014070777041-pat00022

에 의해 정규화하고, 픽셀의 영상 밝기가 기준 값(m)보다 클 경우, 픽셀의 영상 밝기를,
Figure 112014070777041-pat00023

(단, Inormalized(x,y)는 정규화된 픽셀의 영상 밝기이며, Ioriginal(x,y)는 정규화하기 전의 픽셀의 영상 밝기이며, var은 영상에서 픽셀의 영상밝기의 분산임)
에 의해 정규화하는 것을 특징으로 하는, 다목적 피부 영상화장치의 영상처리방법.
20. The method of claim 19, wherein in the normalization step,
In the Gaussian low-pass filtering step, the image brightness of a pixel in a Gaussian low-pass filtered image is compared with a reference value m. If the image brightness of the pixel is smaller than the reference value m,
Figure 112014070777041-pat00022

And if the image brightness of the pixel is larger than the reference value m,
Figure 112014070777041-pat00023

(Where, I normalized (x, y) is the image of the normalized brightness of pixels, original I (x, y) is the image brightness of the pixel prior to normalization, var is distributed responsibility of the image brightness of the pixel in the image)
Wherein the image processing unit normalizes the image data by the image processing unit.
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