KR101725495B1 - 의료 영상의 해상도 향상 방법, 해상도 향상 장치, 해상도 향상 시스템, 프로그램 및 이를 저장한 기록매체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 픽셀 사이즈(Pixel pitch)를 물리적으로 개선하지 않으면서도 의료 영상의 해상도를 향상시킬 수 있는, 의료 영상의 해상도 향상 방법, 해상도 향상 장치, 해상도 향상 시스템, 프로그램 및 이를 저장한 기록매체에 관한 것이다. 이를 위하여, 영상 처리 모듈이, 방사선 발생 장치의 방사선이 피사체를 투과하면서 디텍터에서 생성되는 제1전기 신호를 수신하고, 제1전기 신호를 통해 제1영상 정보를 생성하는 제1영상 정보 생성 단계; 영상 처리 모듈이, 피사체의 디텍터 상에서의 위치가 제1영상 정보 생성 단계에서의 위치와 특정 변위만큼 이동된 상태에서, 방사선 발생 장치의 방사선이 피사체를 투과하면서 디텍터에서 생성되는 적어도 하나의 제2전기 신호를 수신하고, 적어도 하나의 제2전기 신호를 통해 적어도 하나의 제2영상 정보를 생성하는 제2영상 정보 생성 단계; 및 영상 처리 모듈이, 제1영상 정보 및 적어도 하나의 제2영상 정보를 병합하여, 제1영상 정보 및 적어도 하나의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 영상 병합 단계;를 포함하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법이 제공될 수 있다. 이에 따르면 디텍터의 화소를 개선하지 않은 상태에서도, 개선된 화질의 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 의료 영상의 해상도 향상 방법, 해상도 향상 장치, 해상도 향상 시스템, 프로그램 및 이를 저장한 기록매체에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 전하공유(charge sharing) 문제가 있는 직접 방식의 영상 센서에 대해, 디텍터를 보다 향상된 디텍터로 변경하는 방식 등으로 픽셀 사이즈(Pixel pitch)를 물리적으로 개선하지 않으면서도 의료 영상의 해상도를 향상시킬 수 있는, 의료 영상의 해상도 향상 방법, 해상도 향상 장치, 해상도 향상 시스템, 프로그램 및 이를 저장한 기록매체에 관한 것이다.
의료 영상 시스템은 기본적으로 방사선 발생 장치, 피사체, 디텍터를 포함하도록 구성된다. 도 1은 일반적인 의료 영상 시스템(1)을 도시한 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 의료 영상 시스템(1)의 첫 번째 구성 요소인 방사선 발생 장치(2)는 피사체(3)를 투과하는 성질을 가지는 방사선을 발생시키는 장치이다. 보통 의료 영상 시스템(1)에서의 방사선 발생 장치(2)는 X-ray 를 이용하는 장비가 70%이며 나머지는 gamma ray 등 다른 성질의 방사선을 이용하기도 한다. 설명의 편의를 위해 방사선 발생 장치(2)를 대표하여 X-ray 발생 장치로 기술하면, X-ray 발생 장치는 피사체(3)를 투과하며 밀도와 원자번호에 의해 진폭이 감쇄되는 성질을 가진 X-ray를 발생시킨다. X-ray 발생 장치에서 발생된 X-ray는 피사체(3)를 투과하여 디텍터(4) 방향으로 발생하여 나아간다.
의료 영상 시스템(1)의 두 번째 구성 요소는 피사체(3)이다. 의료 영상에서의 피사체(3)는 환자를 의미한다. 의료 영상 시스템(1)의 세 번째 구성 요소인 디텍터(4)는 피사체(3)를 통과하면서 진폭이 감쇄된 X-ray를 검출하고 전기 신호로 변화하는 역할을 하며, 의료 영상 시스템(1)에서는 이 전기 신호를 토대로 최종적으로 의료 영상을 획득한다.
디텍터(4)는 아날로그 디텍터와 디지털 디텍터로 나뉜다. 현재, 아날로그 디텍터인 필름은 디지털 디텍터의 장점에 의하여 시장이 거의 소멸된 상태이다. 디지털 디텍터는 직접 방식과 간접 방식의 영상 센서로 나뉘며, 도 2는 직접 방식과 간접방식의 의료 영상 센서의 방식을 도시한 모식도를 나타내고 있다. 도 2에서 좌측 모식도가 간접 방식의 영상 센서를 도시한 것이다. 간접 방식의 영상 센서는 방사선을 가시광선으로 변환하는 섬광체, 가시광선을 전기 신호로 변환하는 디텍터로 구성된다. 직접 방식의 영상 센서는 방사선을 전기 신호로 변환하는 광전도체(photoconductor), 전기 신호를 처리하는 디텍터로 구성된다. 따라서 직접 방식의 영상 센서는 변환 효율이 간접 방식의 영상 센서에 비해 높고, 또한 사방으로 퍼지는 가시광선으로의 변환에서 발생되는 정보 손실이 없다. 이에 직접 방식의 영상 센서는 간접 방식의 영상 센서보다는 높은 해상도를 얻기에 적합하다. 따라서 최근에는 직접 방식의 의료 영상 센서 연구가 활발하다.
디지털 영상 센서는 픽셀을 통하여 이미지를 재현한다. 픽셀 사이즈(Pixel pitch)가 이상적으로 0의 사이즈를 가지지 않는 이상, 완벽한 피사체의 재현은 불가능하다. 도 3은 디지털 영상 센서에 의해 재현된 영상의 예시를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 하트의 모양을 방사선으로 촬영하였을 때 아래와 같이 여러 픽셀들이 모여 하트를 표현하게 된다. 따라서 픽셀 사이즈가 0이 아닌 이상 양자화 에러를 가지게 된다. 이 양자화 에러를 줄여 더욱더 실제에 가까운 모양을 보기 위하여 픽셀 사이즈를 줄여야 한다. 픽셀 사이즈의 감소는 피사체의 각 부분을 더욱 잘 구별할 수 있게 할 뿐만 아니라, 원 피사체의 영상을 더욱 근사하게 재현하여 준다. 도 3에서 (a)는 원본 피사체를 도시한 것이고, (b)는 32 x 32 화소를 갖는 디텍터로 하트를 촬영한 영상이다. (c)는 픽셀 사이즈를 가로 1/2, 세로 1/2 배로 줄여서 64 x 64 화소를 갖는 디텍터로 피사체를 촬영한 영상이다.
도 3에 나타나듯이 화소가 높을수록, 즉 픽셀 사이즈가 작을수록 더욱 원 피사체에 가까운 영상을 재현할 수 있음을 확인할 수 있다. 의료 영상에서는 이러한 피사체의 재현이 진단의 낮은 오진률과 직결된다. 따라서 각 분야에서 보고자 하는 최소 진단 해상도를 확보하기 위하여 픽셀 사이즈를 줄여왔다. 예를 들면, 흉부 X-ray 영상에서는 50 μm x 50 μm 사이즈의 픽셀로 이루어진 디텍터로 영상을 재현하며, CT(단층촬영)에는 보통 1mm x 1 mm 사이즈의 픽셀로 물체를 촬영하고 재현한다. 이렇게 해상도를 높여 더 세세한 물체까지 보기위하여 픽셀 사이즈를 줄이는 노력을 하였다. 이에 의료 영상에서는 병 진단을 더욱 세밀한 조직까지 할 수 있고, 이에 병 진단의 확률이 훨씬 향상되었다.
간접 방식의 픽셀에는 섬광체에서 반응한 가시광선을 전기 신호로 변환하기 위한 포토다이오드와 포토다이오드에서 생성된 전기 신호를 철하기 위한 회로들의 집합체인 ASIC 회로가 포함되어있다. 직접 방식의 픽셀에는 전기 신호를 처리하기 위한 ASIC들이 간접 방식보다 훨씬 많이 들어있다. 직접 방식의 대표 MEDIPIX 칩 layout을 살펴보면 수백 만개의 트랜지스터가 빈 공간 없이 픽셀 어레이에 꽉 차 있는 것을 확인할 수 있다.
이런 상황에서 픽셀 사이즈를 더 축소하는 것은 엄청난 노력을 요하게 된다. 픽셀 사이즈를 더 축소하면 간접 방식의 영상 센서와 직접 방식의 영상 센서 모두에 많은 문제가 발생된다.
간접 방식에서는 수광 면적 감소로 인한 신호 감소, 섬광체의 가시광선 산란, 신호 처리회로 재설계 및 최적화 등 다양한 문제들이 야기되는 문제가 발생하게 된다. 간접 방식에서 방사선이 섬광체와 반응하여 가시광선을 발할 때, 가시광선이 등방성으로 퍼지게 된다. 의료영상 센서에서 등방성에 의해 퍼져가는 가시광선이 옆의 픽셀에도 영향을 주어 픽셀을 줄여도 상호 간섭으로 영상이 좋아지는 현상을 확인하기 어렵게 된다.
특히 간접 방식보다 흡수 효율 및 영상의 공간해상력이 더 높은 직접 방식에서는 픽셀 사이즈가 더 축소되면 광전도체(photoconductor)의 전하공유(charge sharing)에 의해 원하지 않는 전압 변동이 발생하여 노이즈가 발생된다. 직접 방식에서는 방사선과 광전도체(photoconductor)가 반응하여 전자-정공 쌍(electron-hole pair)이 생겨나는데 이 전하들이 이동하면서 drift 와 diffusion 하면서 전하들의 분포 면적이 점점 커진다. 따라서 방사선이 반응한 위치를 정확히 한 픽셀이 나타내지 못하고 인접 픽셀에까지 영향을 준다. 이러한 전하공유 문제 때문에 픽셀 사이즈의 축소는 물리적 한계에 봉착해 있는 실정이다. 또한, ASIC의 면적을 축소하기 위한 공정의 미세화도 어느정도 물리적 한계에 봉착하여 면적의 축소가 어려운 실정이다.
따라서 본 발명은 상기 제시된 문제점을 개선하기 위해 창안되었다.
본 발명의 목적은, 전하공유(charge sharing) 문제가 있는 직접 방식의 영상 센서에 대해, 디텍터를 보다 향상된 디텍터로 변경하는 방식 등으로 픽셀 사이즈를 물리적으로 개선하지 않으면서도 노이즈를 저감하고 의료 영상의 해상도를 향상시킬 수 있는, 의료 영상의 해상도 향상 방법, 해상도 향상 장치, 해상도 향상 시스템, 프로그램 및 이를 저장한 기록매체를 제공하는데에 있다.
이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적 수단에 대하여 설명한다.
본 발명의 목적은, 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 영상 처리 모듈에 의해 수행되는, 의료 영상의 해상도 향상 방법에 있어서, 상기 영상 처리 모듈이, 방사선 발생 장치의 방사선이 피사체를 투과하면서 디텍터에서 생성되는 제1전기 신호를 수신하고, 상기 제1전기 신호를 통해 제1영상 정보를 생성하는 제1영상 정보 생성 단계; 상기 영상 처리 모듈이, 상기 피사체의 상기 디텍터 상에서의 위치가 상기 제1영상 정보 생성 단계에서의 위치와 특정 변위만큼 이동된 상태에서, 상기 방사선 발생 장치의 방사선이 상기 피사체를 투과하면서 상기 디텍터에서 생성되는 적어도 하나의 제2전기 신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2전기 신호를 통해 적어도 하나의 제2영상 정보를 생성하는 제2영상 정보 생성 단계; 및 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 영상 병합 단계;를 포함하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법을 제공하여 달성될 수 있다.
또한, 상기 영상 병합 단계는, 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 제1확대영상 정보를 생성하고, 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 상기 특정 배율만큼 확대하여 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 생성하는 배율 확대 단계; 및 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1확대영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 확대영상 병합 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2영상 정보 생성 단계에서 상기 특정 변위는, 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)보다 작은 크기를 갖고, 상기 영상 병합 단계는, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 상기 특정 변위의 반대 방향으로 특정 크기만큼 어긋나게 병합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 영상 병합 단계는, 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 제1확대영상 정보를 생성하고, 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 상기 특정 배율만큼 확대하여 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 생성하는 배율 확대 단계; 및 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1확대영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 확대영상 병합 단계;를 포함하고, 상기 제2영상 정보 생성 단계에서, 상기 특정 변위는 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)의 1/n 크기를 가지며, 상기 적어도 하나의 제2영상 정보는 n 개가 생성되고, 상기 배율 확대 단계에서 상기 특정 배율은 가로 방향 및 세로 방향에 대해 각각 n 배이며, 상기 확대영상 병합 단계에서는, 상기 제1확대영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보가 상기 특정 변위의 반대 방향의 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 상기 디텍터의 픽셀 사이즈의 1 배 크기만큼 어긋나게 병합되어 상기 병합 영상 정보가 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 의료 영상의 해상도 향상 시스템에 의해 수행되는, 의료 영상의 해상도 향상 방법에 있어서, 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 영상 처리 모듈이, 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 방사선 발생 장치의 방사선이 피사체를 투과하면서 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 디텍터에서 생성되는 제1전기 신호를 수신하고, 상기 제1전기 신호를 통해 제1영상 정보를 생성하는 제1영상 정보 생성 단계; 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 모션 제어 모듈이 상기 디텍터 및 상기 피사체 중 적어도 하나를 이동시키는 모션 제어 단계; 및 상기 영상 처리 모듈이, 상기 모션 제어 단계에 의해 상기 피사체의 상기 디텍터 상에서의 위치가 상기 제1영상 정보 생성 단계에서의 위치와 특정 변위만큼 이동된 상태에서, 상기 방사선 발생 장치의 방사선이 상기 피사체를 투과하면서 상기 디텍터에서 생성되는 제2전기 신호를 수신하고, 상기 제2전기 신호를 통해 제2영상 정보를 생성하는 제2영상 정보 생성 단계;를 포함하고, 상기 모션 제어 단계 및 상기 제2영상 정보 생성 단계는, 1 이상의 정수인 m 회 수행될 수 있으며, m 개의 제2영상 정보가 생성되고, 상기 제2영상 정보 생성 단계 이후, 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보 및 상기 m 개의 제2영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 m 개의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 영상 병합 단계;를 더 포함하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법을 제공하여 달성 될 수 있다.
또한, 상기 영상 병합 단계는, 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 제1확대영상 정보를 생성하고, 상기 m 개의 제2영상 정보를 상기 특정 배율만큼 확대하여 m 개의 제2확대영상 정보를 생성하는 배율 확대 단계; 및 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1확대영상 정보 및 상기 m 개의 제2확대영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 m 개의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 확대영상 병합 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2영상 정보 생성 단계에서 상기 특정 변위는, 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)보다 작은 크기를 갖고, 상기 영상 병합 단계는, 상기 제1영상 정보 및 상기 m 개의 제2영상 정보를 상기 특정 변위의 반대 방향으로 특정 크기만큼 어긋나게 병합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 영상 병합 단계는, 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 제1확대영상 정보를 생성하고, 상기 m 개의 제2영상 정보를 상기 특정 배율만큼 확대하여 m 개의 제2확대영상 정보를 생성하는 배율 확대 단계; 및 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1확대영상 정보 및 상기 m 개의 제2확대영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 m 개의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 확대영상 병합 단계;를 포함하고, 상기 제2영상 정보 생성 단계에서, 상기 특정 변위는 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)의 1/m 크기를 가지며, 상기 배율 확대 단계에서 상기 특정 배율은 가로 방향 및 세로 방향에 대해 각각 m 배이며, 상기 확대영상 병합 단계에서는, 상기 제1확대영상 정보 및 상기 m 개의 제2확대영상 정보가 상기 특정 변위의 반대 방향의 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 상기 디텍터의 픽셀 사이즈의 1 배 크기만큼 어긋나게 병합되어 상기 병합 영상 정보가 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 특정 파장의 방사선을 발생시키고, 생성할 의료 영상의 대상인 피사체에 상기 방사선을 주사하는 방사선 발생 장치; 상기 피사체를 투과한 상기 방사선을 검출하여 전기 신호를 생성하는 디텍터; 상기 피사체 및 상기 디텍터 중 적어도 하나의 이동을 제어하는 모션 제어 모듈; 및 상기 디텍터에서 상기 전기 신호를 수신하여 영상 정보를 생성하는 영상 처리 모듈;을 포함하고, 상기 영상 처리 모듈에서는, 상기 방사선 발생 장치와 상기 모션 제어 모듈의 구동에 의해 상기 피사체에 대해 생성되는 복수개의 영상 정보를 병합하여 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하며, 상기 복수개의 영상 정보는, 서로 상기 디텍터상에서의 상기 피사체의 위치가 다르게 구성되고, 상기 복수개의 영상 정보 중 하나의 특정 영상 정보와 다른 영상 정보의 적어도 하나 사이의 상기 디텍터상에서의 상기 피사체의 위치의 변위는 가로 방향 및 세로 방향으로 상기 디텍터의 픽셀 사이즈보다 작은 크기로 구성되는 것을 특징으로 하는, 의료 영상의 해상도 향상 시스템을 제공하여 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 디텍터에서 전기 신호를 수신하여 영상 정보를 생성하는 영상 처리 모듈;을 포함하고, 상기 영상 처리 모듈에서는, 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 방사선 발생 장치와 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 모션 제어 모듈의 구동에 의해 피사체에 대해 생성되는 복수개의 영상 정보를 병합하여 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하며, 상기 복수개의 영상 정보는, 서로 상기 디텍터상에서의 상기 피사체의 위치가 다르게 구성되고, 상기 복수개의 영상 정보 중 하나의 특정 영상 정보와 다른 영상 정보의 적어도 하나 사이의 상기 디텍터상에서의 상기 피사체의 위치의 변위는 가로 방향 및 세로 방향으로 상기 디텍터의 픽셀 사이즈보다 작은 크기로 구성되는 것을 특징으로 하는, 의료 영상의 해상도 향상 장치를 제공하여 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 영상 처리 모듈에 의해 수행되는, 의료 영상의 해상도 향상 방법을 컴퓨터 상에서 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체에 있어서, 상기 영상 처리 모듈이, 방사선 발생 장치의 방사선이 피사체를 투과하면서 디텍터에서 생성되는 제1전기 신호를 수신하고, 상기 제1전기 신호를 통해 제1영상 정보를 생성하는 제1영상 정보 생성 단계; 상기 영상 처리 모듈이, 상기 피사체의 상기 디텍터 상에서의 위치가 상기 제1영상 정보 생성 단계에서의 위치와 특정 변위만큼 이동된 상태에서, 상기 방사선 발생 장치의 방사선이 상기 피사체를 투과하면서 상기 디텍터에서 생성되는 적어도 하나의 제2전기 신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2전기 신호를 통해 적어도 하나의 제2영상 정보를 생성하는 제2영상 정보 생성 단계; 및 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 영상 병합 단계;를 포함하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법을 컴퓨터 상에서 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체를 제공하여 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 영상 처리 모듈에 의해 수행되는, 의료 영상의 해상도 향상 방법이 컴퓨터 상에서 수행되도록 기록매체에 저장된 프로그램에 있어서, 상기 영상 처리 모듈이, 방사선 발생 장치의 방사선이 피사체를 투과하면서 디텍터에서 생성되는 제1전기 신호를 수신하고, 상기 제1전기 신호를 통해 제1영상 정보를 생성하는 제1영상 정보 생성 단계; 상기 영상 처리 모듈이, 상기 피사체의 상기 디텍터 상에서의 위치가 상기 제1영상 정보 생성 단계에서의 위치와 특정 변위만큼 이동된 상태에서, 상기 방사선 발생 장치의 방사선이 상기 피사체를 투과하면서 상기 디텍터에서 생성되는 적어도 하나의 제2전기 신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2전기 신호를 통해 적어도 하나의 제2영상 정보를 생성하는 제2영상 정보 생성 단계; 및 상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 영상 병합 단계;를 포함하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법이 컴퓨터 상에서 수행되도록 기록매체에 저장된 프로그램을 제공하여 달성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 일실시예에 따르면 디텍터의 화소를 개선하지 않은 상태에서도, 개선된 화질의 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
둘째, 종래 기술에 따라 재설계를 통해 공간 해상도를 증가시킨 디텍터로 얻는 영상의 SNR 보다, 본 발명의 일실시예에 따라 재설계 없이 기존의 디텍터를 사용한 영상의 SNR이 더 향상된 효과가 있다.
셋째, 본 발명의 일실시예에 따르면 디텍터의 화소를 물리적으로 개선하지 않은 상태에서도 개선된 화질의 영상을 얻을 수 있게 되므로, 상당한 경제적 효과 및 환자의 피폭량 저감 효과가 발생된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명의 범위는 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일반적인 의료 영상 시스템을 도시한 모식도,
도 2는 직접 방식과 간접방식의 의료 영상 센서의 방식을 도시한 모식도,
도 3은 디지털 영상 센서에 의해 재현된 영상의 예시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 시스템을 도시한 모식도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 방법을 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제1촬영 단계(S10)의 제1영상 정보를 도시한 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제2촬영 단계(S30)의 제2영상 정보를 도시한 모식도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 병합 단계(S40)의 병합 방법을 도시한 모식도,
도 9는 종래 기술과 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 효과를 비교한 영상 정보의 모식도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 S10과 S30의 영상 정보에 해당하는 영상,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 S40의 병합 영상 정보에 해당하는 영상 및 실제 고해상도 영상,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보와 실제 고해상도 영상 정보를 비교한 사진,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 S10과 S30의 영상 정보와 S40의 병합 영상 정보의 XRI 이미지 예,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 S10과 S30의 영상 정보와 S40의 병합 영상 정보의 XRI 이미지 예,
도 15는 air hole이 존재하는 PMMA(Polymethyl Methacrylate)인 피사체를 도시한 모식도,
도 16, 도 17, 도 18 및 도 19는 도 15의 air hole이 존재하는 PMMA(Polymethyl Methacrylate)인 피사체를 본 발명의 일실시예에 따라 SNR을 분석한 결과,
도 20, 21, 22는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 MTF 분석을 수행한 결과,
도 23, 24은 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보의 생성을 도시한 모식도이다.
도 1은 일반적인 의료 영상 시스템을 도시한 모식도,
도 2는 직접 방식과 간접방식의 의료 영상 센서의 방식을 도시한 모식도,
도 3은 디지털 영상 센서에 의해 재현된 영상의 예시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 시스템을 도시한 모식도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 방법을 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제1촬영 단계(S10)의 제1영상 정보를 도시한 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제2촬영 단계(S30)의 제2영상 정보를 도시한 모식도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 병합 단계(S40)의 병합 방법을 도시한 모식도,
도 9는 종래 기술과 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 효과를 비교한 영상 정보의 모식도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 S10과 S30의 영상 정보에 해당하는 영상,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 S40의 병합 영상 정보에 해당하는 영상 및 실제 고해상도 영상,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보와 실제 고해상도 영상 정보를 비교한 사진,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 S10과 S30의 영상 정보와 S40의 병합 영상 정보의 XRI 이미지 예,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 S10과 S30의 영상 정보와 S40의 병합 영상 정보의 XRI 이미지 예,
도 15는 air hole이 존재하는 PMMA(Polymethyl Methacrylate)인 피사체를 도시한 모식도,
도 16, 도 17, 도 18 및 도 19는 도 15의 air hole이 존재하는 PMMA(Polymethyl Methacrylate)인 피사체를 본 발명의 일실시예에 따라 SNR을 분석한 결과,
도 20, 21, 22는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 MTF 분석을 수행한 결과,
도 23, 24은 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보의 생성을 도시한 모식도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어서 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
의료 영상의 해상도 향상 시스템
의료 영상의 해상도 향상 시스템과 관련하여, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 시스템을 도시한 모식도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 시스템(10)은 방사선 발생 장치(2), 디텍터(4), 제어부(11), 입력부(12), 출력부(13), 저장부(14)를 포함할 수 있다.
방사선 발생 장치(2)는 X-ray 등의 방사선을 발생시키는 전자파 발생 장치이다. 설명의 편의를 위해 X-ray를 대표 예로 설명하면, X-ray는 진공상태인 X-ray 튜브 내의 필라멘트에 고전압을 걸어주어 필라멘트로부터 방출된 전자가 표적(target)에 충돌함으로써 발생된다. 이때 표적에 충돌하는 전자의 에너지 중 대부분은 열로 소비되며 나머지 0.1%만이 X-ray로 변환된다. 표적으로는 보통 X-ray를 잘 발생시키는 Cr, Fe, Co, Ni, W 등의 고저항재료(high-Z material)들이 사용될 수 있다. 표적에 충돌하는 전자는 원자핵의 전기장에 의해서 진행을 방해받는다. 이때 전자의 운동에너지 중 아주 작은 양이 X-ray 형태로 방사된다. 이 X-ray는 보통 연속적인 파장을 가지고 있기 때문에 연속 X-ray 혹은 제동 X-ray라고 한다. 이렇게 방사선 발생 장치(2)에서 발생된 X-ray는 피사체를 투과하게 되고, 피사체를 투과한 뒤에는 발생된 진폭과 다른 진폭을 갖게 될 수 있다.
디텍터(4)는 방사선 발생 장치(2)에서 발생된 방사선이 피사체에 투과된 이후의 방사선을 검출하는 장치를 의미한다. 디텍터(4)에서 X-ray는 ROIC(Readout Integrated Circuit, 독출회로)라는 집적회로를 통해 전기적인 신호로 바뀌게 되고 이 전기 신호를 제어부(11)로 송신하게 된다. 작업자는 제어부(11)를 통해 영상을 얻어내게 된다.
제어부(11)는 입력부(12)에서 작업자의 입력을 받아 방사선 발생 장치(2) 및 디텍터(4)를 제어하고, 영상을 생성하며, 출력부(13)로 영상을 출력하거나 저장부(14)로 영상을 저장하는 장치이다. 제어부(11)는 그 역할에 따라 구체적으로 모션 제어 모듈(11a), 촬영 제어 모듈(11b), 영상 처리 모듈(11c)로 구분될 수 있다.
모션 제어 모듈(11a)은 디텍터(4) 및 피사체 중 적어도 하나 이상의 모션을 제어하는 모듈이다. 본 발명의 일실시예에 따르면 디텍터(4)와 피사체의 상대적 위치가 방향 및 크기를 포함하는 특정 변위를 갖도록 제어되어야 하는데, 모션 제어 모듈(11a)은 디텍터(4) 및 피사체 중 적어도 하나 이상의 이동을 제어하여 디텍터(4)와 피사체의 상대적 위치를 변화시킬 수 있다.
촬영 제어 모듈(11b)은 입력부(12)의 명령 또는 자체 알고리즘에 따라 방사선 발생 장치(2)의 구동을 제어하는 모듈이다. 본 발명의 일실시예에 따르면 하나의 피사체를 2 회 이상 촬영해야 하는데, 이때 촬영 제어 모듈(11b)이 방사선 발생 장치(2)의 구동을 제어할 수 있다.
영상 처리 모듈(11c)은 디텍터(4)에서 생성된 전기 신호를 수신하고, 전기 신호를 영상 정보로 생성하는 모듈이다. 특히 본 발명의 일실시예에 따른 영상 처리 모듈(11c)에서 중요한 특징은 모션 제어 모듈(11a)과 촬영 제어 모듈(11b)에 의해 발생된 복수개의 전기 신호를 각각 영상 정보로 생성하고, 복수개의 영상 정보를 기설정된 규칙을 이용하여 병합하는 작업을 하는데에 있다. 생성되는 복수개의 영상 정보는 동일한 피사체에 대해 촬영된 것이고, 상호 기설정된 변위를 갖고 있는 것이며, 영상 처리 모듈(11c)에 의해 기설정된 규칙으로 병합되어 보다 높은 해상도를 갖는 최종 영상 정보로 처리 및 출력될 수 있다. 피사체와 디텍터 사이의 기설정된 변위와, 영상 정보 병합의 기설정된 규칙은 이하에 구체적으로 기재되어 있다.
입력부(12)는 외부에서 작업자가 방사선 발생 장치(2), 디텍터(4), 제어부(11), 저장부(14) 등을 제어하기 위해 명령을 입력하는 장치로 구성될 수 있다. 출력부(13)는 제어부(11)에서 생성된 최종 영상 정보를 외부로 출력하는 장치로 구성될 수 있다. 저장부(14)는 제어부(11)에서 생성된 최종 영상 정보 등을 저장하는 장치로 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 장치는 제어부(11)의 영상 처리 모듈(11c)로 정의될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 시스템 또는 해상도 향상 장치를 이용한 의료 영상의 해상도 향상 방법에 대해 이하에서 구체적으로 살펴본다.
의료 영상의 해상도 향상 방법
의료 영상의 해상도 향상 방법과 관련하여, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 방법을 도시한 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 방법은 제1촬영 단계(S10), 변위 설정 단계(S20), 제2촬영 단계(S30), 영상 병합 단계(S40), 출력 단계(S50)를 포함할 수 있다.
제1촬영 단계(S10)는 방사선 발생 장치(2)에서 X-ray를 생성하여 방출하고, 방출된 X-ray가 피사체를 투과하며 디텍터(4)에 감지되는 단계이다. 디텍터(4)에서 생성된 S10에서의 전기 신호를 제1전기 신호라 칭하고, 이에 의해 제어부(11)의 영상 처리 모듈(11c)에서 생성된 영상 신호를 제1영상 정보라 칭한다.
변위 설정 단계(S20)는 S10에서 제1촬영이 완료된 이후, 모션 제어 모듈(11a)이 디텍터(4)를 가로 방향으로 1/2 픽셀 거리만큼 및 세로 방향으로 1/2 픽셀 거리만큼 이동시키는 단계이다. 이하 변형예에서 언급되어 있으나, S20에서는 디텍터(4)뿐만 아니라 피사체를 이동시킬 수도 있으며, 디텍터(4)와 피사체가 S10에서의 상태와 비교할 때, 가로 방향으로 1/n 픽셀 거리 및 세로 방향으로 1/n 픽셀 거리의 크기를 갖는 변위만큼 차이가 나도록 하는 단계이다. 이때 n은 1을 초과하는 양의 실수를 의미할 수 있다.
제2촬영 단계(S30)는 S20에서 디텍터(4)의 이동이 완료된 뒤, 즉 디텍터와 피사체의 위치가 가로 방향으로 1/n 픽셀 거리 및 세로 방향으로 1/n 픽셀 거리만큼 변경된 뒤, 방사선 발생 장치(2)에서 X-ray를 재차 방출하고, 방출된 X-ray가 피사체를 투과하며 디텍터(4)에 감지되는 단계이다. 디텍터(4)에서 생성된 S30에서의 전기 신호를 제2전기 신호라 칭하고, 이에 의해 제어부(11)의 영상 처리 모듈(11c)에서 생성된 영상 신호를 제2영상 정보라 칭한다. 제1영상 정보와 제2영상 정보는 동일한 피사체를 촬영한 영상 정보이고, 영상 정보 내에서 피사체의 위치가 가로 방향으로 1/2 픽셀 거리만큼 및 세로 방향으로 1/2 픽셀 거리만큼 상호 변위가 존재하게 된다. 제1영상 정보와 제2영상 정보의 상호 변위가 픽셀보다 작은 거리이므로, 제1영상 정보와 제2영상 정보에서는 생성되는 영상 정보가 대각으로 한 픽셀만큼 차이날 수도 있고, 동일한 영상 정보가 생성될 수도 있다.
영상 병합 단계(S40)는 S20의 변위, 즉 S10과 S30의 영상 정보 내에서 피사체의 변위를 역으로 적용하여, 제1영상 정보와 제2영상 정보를 상기 변위의 반대 방향으로 어긋나게 병합하는 단계이다. 이때, 제1영상 정보와 제2영상 정보를 가로 및 세로 방향으로 n배 만큼 복제하여 제1확대영상 정보 및 제2확대영상 정보를 생성한 뒤에 어긋나게 병합하여 픽셀 값의 중첩을 발생시킨다. 이 픽셀 값의 중첩에서 피사체를 나타내는 픽셀 영역과 주변 노이즈가 더해진 병합된 영상 정보를 얻게 된다. S40에서 병합되어 생성되는 영상 정보는 병합 영상 정보로 정의될 수 있다. S40에 의해 디텍터의 실제 픽셀 사이즈를 개선하지 않아도, 병합된 영상 정보의 해상도가 향상되는 효과가 발생된다.
출력 단계(S50)는 S40에서 생성된 병합 영상 정보를 출력부(13)에 송신하여 외부로 출력하는 단계이다.
본 발명의 제1변형예에 따르면, 모션 제어 모듈(11a)이 피사체의 이동을 제어하여, 디텍터(4)와 피사체 사이에 특정 방향 및 특정 크기의 변위를 발생시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제2변형예에 따르면, S20에서의 변위의 크기가 가로 방향으로 1/n 픽셀 거리 및 세로 방향으로 1/n 픽셀 거리로 수행될 수 있고, 이러한 경우에는 S20과 S30이 n-1 회 수행되도록 구성될 수 있다. 즉, S10의 촬영까지 포함해서 총 촬영은 n 회 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 변형예에 따른 해상도 향상 방법에서 변위의 크기를 가로 방향으로 1/3 픽셀 거리 및 세로 방향으로 1/3 픽셀 거리로 설정한 경우, 변위 설정 단계(S20)와 제2촬영 단계(S30) 이후 동일한 변위만큼 재차 변위를 설정하는 단계인 변위 설정 단계와 3 번째 촬영 단계인 제3촬영 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 방법의 컴퓨터 시스템상에서 수행되는 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체는, 상술한 바 중 어느 하나의 선택적 일정 정보의 제공 방법의 각 단계에 의해 수행되도록 컴퓨터 시스템상에서 판독 가능한 프로그램이 기록된 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 본 발명의 범위는 이러한 기록매체에 저장된 프로그램을 포함할 수 있다.
의료 영상의 해상도 향상 방법의 실시예
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 방법을 실시예와 함께 구체적으로 기술한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제1촬영 단계(S10)의 제1영상 정보를 도시한 모식도이다. 도 6에서 디텍터는 A~I 까지의 픽셀로 이루져있다고 가정한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 피사체(Object)가 디텍터(Detector)의 픽셀 크기보다 작은 경우, 디텍터의 출력 정보인 제1영상 정보에는 하나의 픽셀 전체가 출력되는 결과가 나온다. 그 이유는 픽셀 E가 E의 면적에 있는 피사체의 값을 대표하기 때문이다. 이것은 기존의 문제와 직결되는데, 실제 피사체가 픽셀 사이즈의 1/4 면적에 해당하는 물체인데도 불구하고, 출력되는 제1영상 정보에는 E의 픽셀 사이즈에 해당하는 물체로 출력되게 된다. 이는 영상 정보의 해상도를 제한하며, 의료 영상에서는 병변의 위치나 크기를 제대로 찾아내지 못하거나, 병변의 신호가 주변 노이즈에 묻혀서 찾아내지 못하게 되는 문제가 발생하게 된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제2촬영 단계(S30)의 제2영상 정보를 도시한 모식도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, S20에서 피사체 또는 디텍터가 모션 제어 모듈(11a)에 의해 이동되어 특정 변위만큼 상호 어긋나게 된다. 이때 특정 변위는 가로 방향으로 1/n 픽셀 거리 및 세로 방향으로 1/n 픽셀 거리의 크기를 가질 수 있다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 모션 제어 모듈(11a)에 의해 피사체와 디텍터의 위치가 바뀌어서, 피사체가 픽셀 C의 좌측 하단에 위치되도록 구성되는 경우에는, 출력되는 제2영상 정보에서는 픽셀 C가 출력되게 된다. S20의 작업에 의해 출력되는 영상 정보가 어긋나게 되는 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 병합 단계(S40)의 병합 방법을 도시한 모식도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, S40에서는 S10 및 S30에서 생성된 제1영상 정보와 제2영상 정보를 '픽셀의 가로 또는 세로 사이즈/모션 제어 모듈이 가로 또는 세로로 움직인 거리'의 배율로 영상을 복제(Size up)한다. 이는 n과 같은 값이 된다. 도 8에서는 n=2이었고, 가로 및 세로 방향으로 1/2 픽셀 사이즈를 이동하였으므로, 2 배율로 동일 픽셀 값을 복제하였음을 확인할 수 있다. 이후 확대된 배율의 제1영상 정보인 제1확대영상 정보와 확대된 배율의 제2영상 정보인 제2확대영상 정보를 병합한다. 병합시에는 도 8에 도시된 바와 같이 S20에서의 변위의 n배 만큼 반대방향으로 제1확대영상 정보와 제2확대영상 정보를 어긋나게 한 뒤, 확대영상 정보들을 병합하게 된다. 도 8의 예시에서는 제1확대영상 정보를 기본으로 두고, 제2확대영상 정보를 좌측 하단(변위의 반대방향)으로 가로 방향 및 세로 방향으로 1 픽셀 사이즈만큼(변위의 n배 크기) 이동하여 병합한 것을 확인할 수 있다. 이때 중첩되는 픽셀에서 제1확대영상 정보의 픽셀 값과 제2확대영상 정보의 픽셀 값을 각각 합한다. 이후 교집합 영역인 붉은색 영역(도 8에 도시)을 획득한다. 이렇게 얻어진 붉은색 영역은 검은색 피사체를 나타내는 픽셀 부분과 주변 노이즈가 더해진 신호를 얻게 되고, 이 붉은색 영역이 병합 영상 정보로 출력되게 된다.
의료 영상의 해상도 향상 방법의 효과
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 방법에 따라 어떠한 효과가 발생되는지 구체적으로 기술한다.
도 9는 종래 기술과 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 효과를 비교한 영상 정보의 모식도이다. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 해상도 향상 없이 그대로 영상을 출력하면, 픽셀 크기보다 작은 피사체의 위치와 크기를 정확하게 파악할 수 없는 영상 정보가 출력된다. 이때 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보에 따르면 픽셀 크기보다 작은 피사체의 위치와 크기를 정확하게 파악할 수 있게 되는 효과가 발생된다. 이러한 효과는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 물리적으로 n배의 해상도를 갖는 디텍터로 촬영한 이상적인 영상 정보와 대등한 수준인 것을 확인할 수 있다. 즉 본 발명의 일실시예에 따르면 디텍터의 물리적 개선 없이도, 영상 처리만으로 해상도의 향상을 이끌어 낼 수 있게 되는 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 S10과 S30의 영상 정보에 해당하는 영상, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 S40의 병합 영상 정보에 해당하는 영상 및 실제 고해상도 영상이다. 도 10은 실제 110 μm x 110 μm photon counting 방식으로 촬영한 영상이다. 도 10의 (a)는 피사체를 놓고 촬영한 영상이며, 도 10의 (b)는 피사체를 좌로 55 μm, 위로 55μm 이동하여 촬영한 영상이다. 이 두 영상을 비교하여 보면 7.0 숫자 옆에 위치한 검은색 과 흰색의 라인 배열이 확인되지 않는다. 하지만 본 발명의 일실시예에 따라 병합한 도 11의 (a)는 7.0 옆의 라인 배열이 확인됨을 확인할 수 있다. 도 11의 (b)는 본 발명의 효과 비교를 위해 55 μm x 55 μm photon counting 방식으로 촬영한 실제 영상이다. 도 11의 (a)와 (b)를 비교해 보면 알 수 있듯이 본 발명의 일실시예에 따라 거의 유사한 해상도를 가지는 영상이 재구성됨을 확인 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보와 실제 고해상도 영상 정보를 비교한 사진이다. 도 12의 (a)와 (c)는 55 μm x 55 μm 픽셀 크기를 가지는 디텍터로 실제 촬영한 영상이며, 도 12의 (b)와 (d)는 본 발명의 일실시예에 따라 가상으로 27.5 μm x 27.5 μm 의 픽셀 사이즈를 구현한 영상 이미지이다. 도 12의 (a)와 (b)는 각각 (c)와 (d)의 확대 영상이다. 본 발명의 일실시예에 따라 해상도가 훨씬 증가함을 확인할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 S10과 S30의 영상 정보와 S40의 병합 영상 정보의 XRI 이미지 예를 순차적으로 도시한 것이다. 도 13의 (a)는 55 μm x 55 μm 픽셀 크기를 가지는 디텍터로 퓨즈를 XRI 촬영한 S10의 제1영상 정보, 도 13의 (b)는 55 μm x 55 μm 픽셀 크기를 가지는 디텍터로 동일한 퓨즈를 XRI 촬영한 S30의 제2영상 정보, 도 13의 (c)는 S40의 처리에 따라 가상으로 27.5 μm x 27.5 μm 의 픽셀 사이즈가 구현된 병합 영상 정보이다. 도 13에서도 본 발명의 일실시예에 따른 해상도의 향상을 육안으로 확인할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 S10과 S30의 영상 정보와 S40의 병합 영상 정보의 XRI 이미지 예를 순차적으로 도시한 것이다. 도 14의 (a)는 55 μm x 55 μm 픽셀 크기를 가지는 디텍터로 400 μm의 Hole을 XRI 촬영한 S10의 제1영상 정보, 도 14의 (b)는 55 μm x 55 μm 픽셀 크기를 가지는 디텍터로 동일한 Hole을 XRI 촬영한 S30의 제2영상 정보, 도 14의 (c)는 S40의 처리에 따라 가상으로 27.5 μm x 27.5 μm 의 픽셀 사이즈가 구현된 병합 영상 정보이다. 도 14에서도 본 발명의 일실시예에 따른 해상도의 향상을 육안으로 확인할 수 있다.
도 16, 도 17, 도 18, 도 19는 도 15의 air hole이 존재하는 PMMA(Polymethyl Methacrylate)인 피사체를 본 발명의 일실시예에 따라 SNR을 분석한 결과를 도시한 것이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 피사체는 200 μm 내지 800 μm의 폭을 갖고, 500 μm 내지 2mm의 높이를 갖는 Air Hole이 구성된 7 mm x 7 mm x 8 mm의 PMMA이다. 도 16에 도시된 바와 같이, X-ray 의 flux를 달리하며 10keV를 문턱 전압(Vth)으로 촬영하였고, 본 발명의 일실시예는 55 μm x 55 μm 의 픽셀 사이즈로 수행하였으며, 비교군은 27.5 μm pitch의 픽셀 사이즈로 수행하였다. 도 17은 도 16의 SNR 분석 결과를 도시한 그래프이다. 도 17에서 초록색 막대가 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보이고, 빨간색과 파란색 막대가 본 발명의 일실시예에 따른 제1,2영상 정보이며, 검은색 막대가 4배의 해상도를 갖는 디텍터로 실제 촬영한 영상 정보인 비교군이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보가 SNR이 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 도 18은 본 발명의 일실시예에 따라 n을 점점 증가시키면서 촬영한 영상이고, 도 19는 도 18의 SNR 분석 결과를 도시한 그래프이다. 도 19에서 검은색 막대는 4배의 해상도를 갖는 디텍터로 실제 촬영한 영상 정보인 비교군이다. 빨간색 막대는 n=2 인 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보이고, 파란색, 초록색, 분홍색 막대는 각각 n=3,4,5 인 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보이다. 도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보의 SNR이 비교군보다 높은 것을 확인할 수 있고, 그 중 n=2 인 경우가 가장 SNR이 높은 것을 알 수 있다. n이 높아질수록 노이즈도 함께 증가하기 때문이다.
도 20, 21, 22는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도 향상 방법의 MTF 분석을 수행한 결과를 도시한 것이다. MTF 분석에서 Vth 는 10 keV 로 설정하였다. 도 20, 21에 도시된 바와 같이, 비교군은 106 flux/mm2 에 27 μm pitch의 픽셀 사이즈를 갖는 디텍터로 촬영한 것이고, 제1영상 정보와 제2영상 정보는 106 flux/mm2 에 55 μm pitch의 픽셀 사이즈를 갖는 디텍터로 촬영한 것이다. 병합 영상 정보는 n=2,3,4,5로 각각 구성하였고, 55 μm pitch의 픽셀 사이즈를 갖는 디텍터로 촬영한 것이다. 도 22를 보면, 검은색 선인 비교군의 선예도가 가장 좋은 것을 알 수 있지만, 이는 해상도의 차이 때문에 나타나는 자명한 결과이다. 다만, 도 22에서 빨간색 선인 제1,2영상 정보와 나머지 병합 영상 정보를 비교해볼 때, 병합 영상 정보의 선예도가 제1,2영상 정보에 비해 상당히 보강되는 것을 확인할 수 있다.
의료 영상의 해상도 향상 방법의 수학적 해석
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 의료 영상의 해상도 향상 방법을 수학적으로 구체적으로 기술한다.
도 23, 24은 본 발명의 일실시예에 따른 병합 영상 정보의 생성을 도시한 모식도이다. 도 23, 24에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 적용을 수학적으로 확인하면 주변의 신호들이 중첩되기는 하지만 실제 신호의 값이 2배가 됨을 확인할 수 있다. 나아가 본 발명의 일실시예를 확장하여 픽셀 크기의 1/3, 1/4 등등 여러 번 움직여 촬영 후 영상을 재구성하여 3 x 3 즉 9 배 또는 16 배 증가하는 해상도를 얻을 수 있다. 하지만, 노이즈의 신호들도 같이 증가하게 되므로 최적화된 n 값을 찾아 n 값을 설정할 수 있다.
이상에서 언급한 방사선 발생 장치(2)는 설명의 편의를 위해 X-ray 발생 장치로 기술하였으며, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다. 의료 영상의 해상도 향상 시스템(10)의 크기, 위치 및 배열은 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 각 상황에 따라 결정됨이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 일반적인 의료 영상 시스템
2: 방사선 발생 장치
3: 피사체
4: 디텍터
10: 영상 정보의 해상도 향상 시스템
11: 제어부
11a: 모션 제어 모듈
11b: 촬영 제어 모듈
11c: 영상 처리 모듈
12: 입력부
13: 출력부
14: 저장부
2: 방사선 발생 장치
3: 피사체
4: 디텍터
10: 영상 정보의 해상도 향상 시스템
11: 제어부
11a: 모션 제어 모듈
11b: 촬영 제어 모듈
11c: 영상 처리 모듈
12: 입력부
13: 출력부
14: 저장부
Claims (12)
- 직접 방식의 영상 센서를 포함하는 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 영상 처리 모듈에 의해 수행되는, 의료 영상의 해상도 향상 방법에 있어서,
상기 영상 처리 모듈이, 피사체를 투과한 방사선 발생 장치의 방사선에 의해 디텍터에서 생성되는 제1전기 신호를 수신하고, 상기 제1전기 신호를 통해 제1영상 정보를 생성하는 제1영상 정보 생성 단계;
상기 영상 처리 모듈이, 상기 피사체의 상기 디텍터 상에서의 위치가 상기 제1영상 정보 생성 단계에서의 위치와 특정 변위만큼 이동된 상태에서 상기 피사체를 투과한 상기 방사선 발생 장치의 방사선에 의해 상기 디텍터에서 생성되는 적어도 하나의 제2전기 신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2전기 신호를 통해 적어도 하나의 제2영상 정보를 생성하는 제2영상 정보 생성 단계; 및
상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 병합하여 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 영상 병합 단계;
를 포함하며,
상기 제2영상 정보 생성 단계에서 상기 특정 변위는, 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)보다 작은 크기를 갖고,
상기 영상 병합 단계는,
상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 제1확대영상 정보를 생성하고, 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 상기 특정 배율만큼 확대하여 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 생성하는 배율 확대 단계; 및
상기 영상 처리 모듈이, 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 상기 특정 변위의 반대 방향으로 상기 특정 변위만큼 이동시킨 후 상기 제1확대영상 정보와 병합하고, 이동된 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보 및 상기 제1확대영상 정보의 교집합 영역을 통해 상기 병합 영상 정보를 생성하는 확대영상 병합 단계;
를 포함하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2영상 정보 생성 단계에서, 상기 특정 변위는 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)의 1/n 크기를 가지며, 상기 적어도 하나의 제2영상 정보는 n 개가 생성되고,
상기 배율 확대 단계에서 상기 특정 배율은 가로 방향 및 세로 방향에 대해 각각 n 배이며,
상기 확대영상 병합 단계에서는, 상기 제1확대영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보가 상기 특정 변위의 반대 방향의 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 상기 디텍터의 픽셀 사이즈의 1 배 크기만큼 어긋나게 병합되어 상기 병합 영상 정보가 생성되는 것을 특징으로 하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법.
- 직접 방식의 영상 센서를 포함하는 의료 영상의 해상도 향상 시스템에 의해 수행되는, 의료 영상의 해상도 향상 방법에 있어서,
상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 영상 처리 모듈이, 피사체를 투과한 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 방사선 발생 장치의 방사선에 의해 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 디텍터에서 생성되는 제1전기 신호를 수신하고, 상기 제1전기 신호를 통해 제1영상 정보를 생성하는 제1영상 정보 생성 단계;
상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 모션 제어 모듈이 상기 디텍터 및 상기 피사체 중 적어도 하나를 이동시키는 모션 제어 단계; 및
상기 영상 처리 모듈이, 상기 모션 제어 단계에 의해 상기 피사체의 상기 디텍터 상에서의 위치가 상기 제1영상 정보 생성 단계에서의 위치와 특정 변위만큼 이동된 상태에서, 상기 피사체를 투과한 상기 방사선 발생 장치의 방사선에 의해 상기 디텍터에서 생성되는 제2전기 신호를 수신하고, 상기 제2전기 신호를 통해 제2영상 정보를 생성하는 제2영상 정보 생성 단계;
를 포함하고,
상기 모션 제어 단계 및 상기 제2영상 정보 생성 단계는, 1 이상의 정수인 m 회 수행될 수 있으며, m 개의 제2영상 정보가 생성되고,
상기 제2영상 정보 생성 단계 이후,
상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보 및 상기 m 개의 제2영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 m 개의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 영상 병합 단계;
를 더 포함하며,
상기 제2영상 정보 생성 단계에서 상기 특정 변위는, 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)보다 작은 크기를 갖고,
상기 영상 병합 단계는,
상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 제1확대영상 정보를 생성하고, 상기 m 개의 제2영상 정보를 상기 특정 배율만큼 확대하여 m 개의 제2확대영상 정보를 생성하는 배율 확대 단계; 및
상기 영상 처리 모듈이, 상기 m 개의 제2영상 정보를 상기 특정 변위의 반대 방향으로 상기 특정 변위만큼 이동시킨 후 상기 제1영상 정보와 병합하고, 이동된 상기 m 개의 제2영상 정보 및 상기 제1영상 정보의 교집합 영역을 통해 상기 병합 영상 정보를 생성하는 확대영상 병합 단계;
를 포함하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제5항에 있어서,
상기 제2영상 정보 생성 단계에서, 상기 특정 변위는 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)의 1/m 크기를 가지며,
상기 배율 확대 단계에서 상기 특정 배율은 가로 방향 및 세로 방향에 대해 각각 m 배이며,
상기 확대영상 병합 단계에서는, 상기 제1확대영상 정보 및 상기 m 개의 제2확대영상 정보가 상기 특정 변위의 반대 방향의 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 상기 디텍터의 픽셀 사이즈의 1 배 크기만큼 어긋나게 병합되어 상기 병합 영상 정보가 생성되는 것을 특징으로 하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법.
- 특정 파장의 방사선을 발생시키고, 생성할 의료 영상의 대상인 피사체에 상기 방사선을 주사하는 방사선 발생 장치;
직접 방식의 영상 센서를 포함하고, 상기 피사체를 투과한 상기 방사선을 검출하여 전기 신호를 생성하는 디텍터;
상기 피사체 및 상기 디텍터 중 적어도 하나의 이동을 제어하는 모션 제어 모듈; 및
상기 디텍터에서 상기 전기 신호를 수신하여 영상 정보를 생성하는 영상 처리 모듈;
을 포함하고,
상기 영상 처리 모듈에서는, 상기 방사선 발생 장치와 상기 모션 제어 모듈의 구동에 의해 상기 피사체에 대해 생성되는 복수개의 영상 정보를 병합하여 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하며,
상기 복수개의 영상 정보는, 서로 상기 디텍터상에서의 상기 피사체의 위치가 다르게 구성되고,
상기 복수개의 영상 정보 중 하나의 특정 영상 정보와 다른 영상 정보의 적어도 하나 사이의 상기 디텍터상에서의 상기 피사체의 위치의 변위는 가로 방향 및 세로 방향으로 상기 디텍터의 픽셀 사이즈보다 작은 크기로 구성되며,
상기 영상 처리 모듈은,
상기 복수개의 영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 복수개의 확대영상 정보를 생성하고,
상기 복수개의 확대영상 정보 중 상기 다른 영상 정보의 적어도 하나에 대응되는 다른 확대영상 정보를 상기 피사체의 위치 변위만큼 이동시킨 후 상기 복수개의 확대영상 정보 중 상기 하나의 특정 영상 정보에 대응되는 특정 확대영상 정보와 병합하며, 이동된 상기 다른 확대영상 정보 및 상기 특정 확대영상 정보의 교집합 영역을 통해 상기 병합 영상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상의 해상도 향상 시스템.
- 제9항에 따른 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 디텍터에서 전기 신호를 수신하여 영상 정보를 생성하는 영상 처리 모듈;
을 포함하고,
상기 영상 처리 모듈에서는, 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 방사선 발생 장치와 상기 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 모션 제어 모듈의 구동에 의해 피사체에 대해 생성되는 복수개의 영상 정보를 병합하여 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하며,
상기 복수개의 영상 정보는, 서로 상기 디텍터상에서의 상기 피사체의 위치가 다르게 구성되고,
상기 복수개의 영상 정보 중 하나의 특정 영상 정보와 다른 영상 정보의 적어도 하나 사이의 상기 디텍터상에서의 상기 피사체의 위치의 변위는 가로 방향 및 세로 방향으로 상기 디텍터의 픽셀 사이즈보다 작은 크기로 구성되며,
상기 영상 처리 모듈은,
상기 복수개의 영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 복수개의 확대영상 정보를 생성하고,
상기 복수개의 확대영상 정보 중 상기 다른 영상 정보의 적어도 하나에 대응되는 다른 확대영상 정보를 상기 피사체의 위치 변위만큼 이동시킨 후 상기 복수개의 확대영상 정보 중 상기 하나의 특정 영상 정보에 대응되는 특정 확대영상 정보와 병합하며, 이동된 상기 다른 확대영상 정보 및 상기 특정 확대영상 정보의 교집합 영역을 통해 상기 병합 영상 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상의 해상도 향상 장치.
- 직접 방식의 영상 센서를 포함하는 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 영상 처리 모듈에 의해 수행되는, 의료 영상의 해상도 향상 방법을 컴퓨터 상에서 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체에 있어서,
상기 영상 처리 모듈이, 피사체를 투과한 방사선 발생 장치의 방사선에 의해 디텍터에서 생성되는 제1전기 신호를 수신하고, 상기 제1전기 신호를 통해 제1영상 정보를 생성하는 제1영상 정보 생성 단계;
상기 영상 처리 모듈이, 상기 피사체의 상기 디텍터 상에서의 위치가 상기 제1영상 정보 생성 단계에서의 위치와 특정 변위만큼 이동된 상태에서 상기 피사체를 투과한 상기 방사선 발생 장치의 방사선에 의해 상기 디텍터에서 생성되는 적어도 하나의 제2전기 신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2전기 신호를 통해 적어도 하나의 제2영상 정보를 생성하는 제2영상 정보 생성 단계; 및
상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 영상 병합 단계;
를 포함하며,
상기 제2영상 정보 생성 단계에서 상기 특정 변위는, 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)보다 작은 크기를 갖고,
상기 영상 병합 단계는,
상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 제1확대영상 정보를 생성하고, 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 상기 특정 배율만큼 확대하여 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 생성하는 배율 확대 단계; 및
상기 영상 처리 모듈이, 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 상기 특정 변위의 반대 방향으로 상기 특정 변위만큼 이동시킨 후 상기 제1확대영상 정보와 병합하고, 이동된 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보 및 상기 제1확대영상 정보의 교집합 영역을 통해 상기 병합 영상 정보를 생성하는 확대영상 병합 단계;
를 포함하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법을 컴퓨터 상에서 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체.
- 직접 방식의 영상 센서를 포함하는 의료 영상의 해상도 향상 시스템의 일구성인 영상 처리 모듈에 의해 수행되는, 의료 영상의 해상도 향상 방법이 컴퓨터 상에서 수행되도록 기록매체에 저장된 프로그램에 있어서,
상기 영상 처리 모듈이, 피사체를 투과한 방사선 발생 장치의 방사선에 의해 디텍터에서 생성되는 제1전기 신호를 수신하고, 상기 제1전기 신호를 통해 제1영상 정보를 생성하는 제1영상 정보 생성 단계;
상기 영상 처리 모듈이, 상기 피사체의 상기 디텍터 상에서의 위치가 상기 제1영상 정보 생성 단계에서의 위치와 특정 변위만큼 이동된 상태에서 상기 피사체를 투과한 상기 방사선 발생 장치의 방사선에 의해 상기 디텍터에서 생성되는 적어도 하나의 제2전기 신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2전기 신호를 통해 적어도 하나의 제2영상 정보를 생성하는 제2영상 정보 생성 단계; 및
상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 병합하여, 상기 제1영상 정보 및 상기 적어도 하나의 제2영상 정보보다 향상된 해상도를 갖는 병합 영상 정보를 생성하는 영상 병합 단계;
를 포함하며,
상기 제2영상 정보 생성 단계에서 상기 특정 변위는, 가로 방향 및 세로 방향에 대해 상기 디텍터의 픽셀 사이즈(Pixel pitch)보다 작은 크기를 갖고,
상기 영상 병합 단계는,
상기 영상 처리 모듈이, 상기 제1영상 정보를 특정 배율만큼 확대하여 제1확대영상 정보를 생성하고, 상기 적어도 하나의 제2영상 정보를 상기 특정 배율만큼 확대하여 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 생성하는 배율 확대 단계; 및
상기 영상 처리 모듈이, 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보를 상기 특정 변위의 반대 방향으로 상기 특정 변위만큼 이동시킨 후 상기 제1확대영상 정보와 병합하고, 이동된 상기 적어도 하나의 제2확대영상 정보 및 상기 제1확대영상 정보의 교집합 영역을 통해 상기 병합 영상 정보를 생성하는 확대영상 병합 단계;
를 포함하는, 의료 영상의 해상도 향상 방법이 컴퓨터 상에서 수행되도록 기록매체에 저장된 프로그램.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150161923A KR101725495B1 (ko) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | 의료 영상의 해상도 향상 방법, 해상도 향상 장치, 해상도 향상 시스템, 프로그램 및 이를 저장한 기록매체 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150161923A KR101725495B1 (ko) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | 의료 영상의 해상도 향상 방법, 해상도 향상 장치, 해상도 향상 시스템, 프로그램 및 이를 저장한 기록매체 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101725495B1 true KR101725495B1 (ko) | 2017-04-11 |
Family
ID=58580865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150161923A KR101725495B1 (ko) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | 의료 영상의 해상도 향상 방법, 해상도 향상 장치, 해상도 향상 시스템, 프로그램 및 이를 저장한 기록매체 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101725495B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102155760B1 (ko) * | 2019-06-25 | 2020-09-14 | 오스템임플란트 주식회사 | Ct 영상의 해상도 강화 장치 및 그 방법 |
| WO2024010248A1 (ko) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 | 주식회사 에어스 메디컬 | 딥러닝 기반 의료 데이터의 품질 개선 방법, 프로그램 및 장치 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110062421A (ko) * | 2009-12-03 | 2011-06-10 | 주식회사바텍 | 고해상도 파노라마 영상 획득 방법 및 장치 |
| KR101118174B1 (ko) * | 2009-12-03 | 2012-03-19 | 주식회사바텍 | 고해상도 파노라마 영상 획득 방법 및 장치 |
| KR101282984B1 (ko) | 2011-04-20 | 2013-07-05 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Ｘ-ｒａｙ 보정용 기준 시편 및 이를 이용한 해상도 보정 방법 |
| KR20130112574A (ko) * | 2012-04-04 | 2013-10-14 | 삼성전자주식회사 | 확대된 영상의 화질을 개선하기 위한 장치 및 방법 |
| JP2013242627A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Sony Corp | 画像処理装置および方法、並びにプログラム |
-
2015
- 2015-11-18 KR KR1020150161923A patent/KR101725495B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110062421A (ko) * | 2009-12-03 | 2011-06-10 | 주식회사바텍 | 고해상도 파노라마 영상 획득 방법 및 장치 |
| KR101057763B1 (ko) * | 2009-12-03 | 2011-08-19 | 주식회사바텍 | 고해상도 파노라마 영상 획득 방법 및 장치 |
| KR101118174B1 (ko) * | 2009-12-03 | 2012-03-19 | 주식회사바텍 | 고해상도 파노라마 영상 획득 방법 및 장치 |
| KR101282984B1 (ko) | 2011-04-20 | 2013-07-05 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Ｘ-ｒａｙ 보정용 기준 시편 및 이를 이용한 해상도 보정 방법 |
| KR20130112574A (ko) * | 2012-04-04 | 2013-10-14 | 삼성전자주식회사 | 확대된 영상의 화질을 개선하기 위한 장치 및 방법 |
| JP2013242627A (ja) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Sony Corp | 画像処理装置および方法、並びにプログラム |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102155760B1 (ko) * | 2019-06-25 | 2020-09-14 | 오스템임플란트 주식회사 | Ct 영상의 해상도 강화 장치 및 그 방법 |
| WO2024010248A1 (ko) * | 2022-07-06 | 2024-01-11 | 주식회사 에어스 메디컬 | 딥러닝 기반 의료 데이터의 품질 개선 방법, 프로그램 및 장치 |
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