KR101769476B1 - Apparatus and method for increasing spatial resolution of medical image using charge sharing - Google Patents

Apparatus and method for increasing spatial resolution of medical image using charge sharing Download PDF

Info

Publication number
KR101769476B1
KR101769476B1 KR1020160075078A KR20160075078A KR101769476B1 KR 101769476 B1 KR101769476 B1 KR 101769476B1 KR 1020160075078 A KR1020160075078 A KR 1020160075078A KR 20160075078 A KR20160075078 A KR 20160075078A KR 101769476 B1 KR101769476 B1 KR 101769476B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
medical image
pixel
image
spatial resolution
charge sharing
Prior art date
Application number
KR1020160075078A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박경진
조규성
이대희
강동욱
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020160075078A priority Critical patent/KR101769476B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101769476B1 publication Critical patent/KR101769476B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5205Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/006Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformation in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling the whole image or part thereof
    • G06T3/4007Interpolation-based scaling, e.g. bilinear interpolation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10116X-ray image
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20212Image combination
    • G06T2207/20221Image fusion; Image merging

Abstract

An apparatus and method for increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing is disclosed. The present invention increases the spatial resolution of a medical image using a charge sharing phenomenon. According to the present invention, by increasing the spatial resolution of the medical image based on the charge sharing phenomenon, the resolution of the medical image can be improved without reducing the physical pixel size.

Description

전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치 및 방법{Apparatus and method for increasing spatial resolution of medical image using charge sharing}[0001] Apparatus and method for increasing spatial resolution of medical images using charge sharing [0002]

본 발명은 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전하 공유(charge sharing) 현상을 이용하여 의료 영상의 공간 해상도를 증가하는 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and method for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing, and more particularly, to an apparatus and method for increasing spatial resolution of a medical image using a charge sharing phenomenon.

의료 영상 센서는 간접 검출 방식과 직접 검출 방식으로 구분할 수 있다. 간접 검출 방식은 방사선을 가시광선으로 변환하는 섬광체, 가시광선을 전기신호로 변환하는 센서 및 전기신호를 처리하는 신호처리 회로로 구성된다. 즉, 간접 검출 방식은 방사선이 가시광선으로 변환되고, 가시광선이 전기신호로 변환되는 2번의 변환 과정을 거쳐 의료 영상을 획득한다. 이에 반면, 직접 검출 방식은 방사선을 전기신호로 변환하는 센서 및 전기신호를 처리하는 신호처리 회로로 구성된다. 즉, 직접 검출 방식은 방사선이 전기신호로 변환되는 1번의 변환 과정을 거쳐 의료 영상을 획득한다.Medical image sensors can be classified into indirect detection method and direct detection method. The indirect detection system consists of a scintillator that converts radiation into visible light, a sensor that converts visible light into an electrical signal, and a signal processing circuit that processes electrical signals. That is, the indirect detection method acquires a medical image through two conversion processes in which radiation is converted into visible light and visible light is converted into an electric signal. On the other hand, the direct detection system consists of a sensor for converting the radiation into an electric signal and a signal processing circuit for processing the electric signal. That is, the direct detection method acquires a medical image through one conversion process in which radiation is converted into an electrical signal.

그러나, 간접 검출 방식은 방사선이 섬광체와 반응하여 가시광선이 발생할 때, 가시광선이 등방성으로 퍼지게 되고 이로 인해 인접 픽셀에 영향을 주어 의료 영상의 해상도를 저하시키는 문제가 있다. 또한, 직접 검출 방식은 방사선이 센서와 반응하여 생긴 전자-정공 쌍(Electron-Hole pair)가 신호 처리 회로로 이동하면서 드리프트(drift)와 확산(diffusion)을 하면서 전하들의 분포 면적이 늘어나게 되고 이로 인해 인접 픽셀에 영향을 주어 의료 영상의 해상도를 저하시키는 문제가 있다.However, the indirect detection method has a problem in that when the visible light is generated due to the radiation reacting with the scintillator, the visible light is spread isotropically, which affects the adjacent pixels, thereby lowering the resolution of the medical image. In the direct detection system, the electron-hole pair generated by the reaction of the radiation with the sensor moves to the signal processing circuit, drifts and diffuses, and the distribution area of the charges increases. There is a problem that the resolution of a medical image is deteriorated by affecting adjacent pixels.

의료 영상은 물체의 재현이 진단과 치료에 직결되기 때문에, 영상의 해상도를 증가시키기 위해 다양한 기술 개발이 이루어지고 있는 상황이다. 픽셀 크기를 물리적으로 줄이는 것은 한계가 있기 때문에, 물리적인 픽셀 크기를 줄이지 않으면서도 의료 영상의 해상도를 증가시킬 수 있는 기술의 개발이 필요한 상황이다.Since medical images are directly related to diagnosis and treatment, various technologies are being developed to increase the resolution of images. Since there is a limit to physically reducing the pixel size, it is necessary to develop a technique that can increase the resolution of the medical image without reducing the physical pixel size.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전하 공유(charge sharing) 현상을 이용하여 의료 영상의 공간 해상도를 증가하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus and method for increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing that increases the spatial resolution of a medical image using a charge sharing phenomenon.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치는, 입사하는 방사선 에너지의 크기를 기초로 의료 영상을 획득하는 영상 획득부; 상기 영상 획득부를 통한 의료 영상의 획득 시, 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기를 픽셀별로 획득하고, 획득한 픽셀별 에너지 크기 및 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유(charge sharing) 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하는 위치 검출부; 및 상기 위치 검출부를 통해 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 상기 영상 획득부에 의해 획득한 의료 영상을 보정하여 최종 의료 영상을 획득하는 영상 처리부;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing, the apparatus comprising: an image acquisition unit acquiring a medical image based on a magnitude of incident radiation energy; When the medical image is acquired through the image acquisition unit, the magnitude of the radiation energy incident on the pixel is obtained for each pixel, and if there is no charge sharing based on the acquired energy magnitude and the coordinate value of the pixel, A position detector for detecting a position of a pixel to be incident; And an image processor for correcting the medical image acquired by the image acquisition unit based on the position of the pixel detected through the position detector to acquire a final medical image.

상기 위치 검출부는, 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기가 미리 설정된 임계값보다 큰 기간에 대응되는 참조 클럭의 개수를 픽셀의 에너지 크기값으로 하여, 픽셀 단위로 입사하는 방사선 에너지의 크기를 획득할 수 있다.The position detector may obtain the magnitude of the radiation energy incident on a pixel-by-pixel basis, with the number of reference clocks corresponding to a period in which the magnitude of the radiation energy incident on the pixel is greater than a preset threshold value, have.

상기 위치 검출부는, 픽셀을 논리적으로 복수 개의 가상 픽셀로 분할하고, 픽셀별 에너지 크기 및 가상 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출할 수 있다.The position detector may logically divide a pixel into a plurality of virtual pixels, and based on the energy magnitude of each pixel and the coordinate value of the virtual pixel, detect the position of the pixel to which the radiation is incident if there is no charge sharing phenomenon.

상기 영상 처리부는, 상기 영상 획득부를 통해 의료 영상을 획득하고, 상기 영상 획득부를 통한 의료 영상의 획득 시 상기 위치 검출부를 통해 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하며, 상기 위치 검출부를 통해 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 상기 영상 획득부에 의해 획득한 의료 영상을 보정하는 동작을 미리 설정된 시간 간격으로 복수 회 반복 수행하며, 반복 수행하여 획득한 복수 개의 보정 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득할 수 있다.Wherein the image processing unit acquires a medical image through the image acquisition unit and detects a position of a pixel to which radiation should be incident when there is no charge sharing phenomenon through the position detection unit when acquiring a medical image through the image acquisition unit, And correcting the medical image acquired by the image acquiring unit based on the position of the pixel detected through the plurality of correction medical images by repeating a plurality of times at a predetermined time interval, The final medical image can be acquired.

대상 객체를 픽셀의 크기보다 작은 미리 설정된 거리만큼 이동하는 대상 객체 이동부를 더 포함하며, 상기 영상 처리부는, 상기 대상 객체 이동부를 통해 상기 대상 객체가 이동하기 전후에 각각 획득한 의료 영상을 상기 위치 검출부를 통해 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 각각 보정하고, 보정된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득할 수 있다.Wherein the image processing unit further comprises a target object moving unit moving the target object by a predetermined distance smaller than the size of the pixel, And the final medical image can be obtained by combining the corrected medical images before and after the movement.

상기 대상 객체 이동부는, 상기 대상 객체를 가로축으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하고, 상기 대상 객체를 세로축으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동할 수 있다.The target object moving unit may move the target object by the preset distance in the horizontal axis and move the target object by the predetermined distance along the vertical axis.

상기 영상 처리부는, 상기 보정된 이동 후 의료 영상을 상기 대상 객체가 이동한 반대 방향으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하여 상기 보정된 이동 전 의료 영상에 중첩시키고, 상기 보정된 이동 전후 의료 영상의 중첩된 영역을 상기 최종 의료 영상으로 획득할 수 있다.Wherein the image processing unit moves the corrected medical image after movement by the predetermined distance in a direction opposite to the movement of the target object and superimposes the corrected medical image on the medical image before correction, Area as the final medical image.

상기 영상 처리부는, 상기 미리 설정된 거리를 기초로 산출된 배율만큼 상기 보정된 이동 전후 의료 영상을 확대하고, 확대된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득할 수 있다.The image processor may enlarge the corrected medical image before and after the correction by the calculated magnification based on the predetermined distance, and synthesize the medical image before and after the enlarged movement to obtain the final medical image.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법은, 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치의 공간 해상도 증가 방법으로서, 입사하는 방사선 에너지의 크기를 기초로 의료 영상을 획득하는 단계; 상기 의료 영상의 획득 시, 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기를 픽셀별로 획득하는 단계; 획득한 픽셀별 에너지 크기 및 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하는 단계; 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 획득한 의료 영상을 보정하는 단계; 및 보정된 의료 영상을 기초로 최종 의료 영상을 획득하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of increasing the spatial resolution of an apparatus for increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing, Acquiring a medical image based on the medical image; Acquiring the magnitude of the radiation energy incident on the pixel on a pixel-by-pixel basis at the time of acquiring the medical image; Detecting a position of a pixel to which a radiation is incident if there is no charge sharing phenomenon based on the acquired energy amount per pixel and the coordinate value of the pixel; Correcting the medical image acquired based on the position of the detected pixel; And acquiring a final medical image based on the corrected medical image.

상기 에너지 크기 획득 단계는, 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기가 미리 설정된 임계값보다 큰 기간에 대응되는 참조 클럭의 개수를 픽셀의 에너지 크기값으로 하여, 픽셀 단위로 입사하는 방사선 에너지의 크기를 획득하는 것으로 이루어질 수 있다.The energy magnitude obtaining step may obtain the magnitude of the radiation energy incident on a pixel-by-pixel basis, with the number of reference clocks corresponding to a period in which the magnitude of the radiation energy incident on the pixel is greater than a predetermined threshold value, .

상기 픽셀 위치 검출 단계는, 픽셀을 논리적으로 복수 개의 가상 픽셀로 분할하고, 픽셀별 에너지 크기 및 가상 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하는 것으로 이루어질 수 있다.The pixel position detection step may be performed by dividing the pixel logically into a plurality of virtual pixels, and detecting the position of the pixel to which the radiation is incident, if there is no charge sharing phenomenon based on the energy magnitude of each pixel and the coordinate value of the virtual pixel have.

상기 최종 의료 영상 획득 단계는, 상기 의료 영상 획득 단계, 상기 에너지 크기 획득 단계, 상기 픽셀 위치 검출 단계 및 상기 영상 보정 단계를 미리 설정된 시간 간격으로 복수 회 반복 수행하고, 반복 수행하여 획득한 복수 개의 보정 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득하는 것으로 이루어질 수 있다.The final medical image acquisition step may include repeating the medical image acquisition step, the energy magnitude acquisition step, the pixel position detection step, and the image correction step a plurality of times at predetermined time intervals, And combining the medical images to obtain the final medical image.

대상 객체를 픽셀의 크기보다 작은 미리 설정된 거리만큼 이동하는 단계를 더 포함하며, 상기 영상 보정 단계는, 상기 대상 객체가 이동하기 전후에 각각 획득한 의료 영상을 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 각각 보정하는 것으로 이루어지고, 상기 최종 의료 영상 획득 단계는, 보정된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득하는 것으로 이루어질 수 있다.And moving the target object by a predetermined distance smaller than the size of the pixel, wherein the image correcting step corrects the medical image obtained before and after the movement of the target object, based on the position of the detected pixel, And the final medical image acquiring step may include acquiring the final medical image by synthesizing the corrected medical images before and after the movement.

상기 대상 객체 이동 단계는, 상기 대상 객체를 가로축으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하고, 상기 대상 객체를 세로축으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하는 것으로 이루어질 수 있다.The moving target object may move the target object by the predetermined distance along the horizontal axis and move the target object along the vertical axis by the predetermined distance.

상기 최종 의료 영상 획득 단계는, 상기 보정된 이동 후 의료 영상을 상기 대상 객체가 이동한 반대 방향으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하여 상기 보정된 이동 전 의료 영상에 중첩시키고, 상기 보정된 이동 전후 의료 영상의 중첩된 영역을 상기 최종 의료 영상으로 획득하는 것으로 이루어질 수 있다.Wherein the final medical image acquisition step includes moving the corrected medical image after movement by the predetermined distance in a direction opposite to the movement of the target object and superimposing the corrected medical image on the corrected medical image before movement, To obtain the overlapped area of the final medical image.

상기 최종 의료 영상 획득 단계는, 상기 미리 설정된 거리를 기초로 산출된 배율만큼 상기 보정된 이동 전후 의료 영상을 확대하고, 확대된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득하는 것으로 이루어질 수 있다.The final medical image acquiring step may include acquiring the final medical image by enlarging the corrected medical image before and after the enlargement by a magnification calculated on the basis of the predetermined distance and synthesizing the medical images before and after the enlargement .

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되어 상기한 방법 중 어느 하나를 컴퓨터에서 실행시킨다.According to an aspect of the present invention, there is provided a computer program for use in a computer readable recording medium, the computer program causing the computer to execute any one of the methods.

본 발명에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치 및 방법에 의하면, 문제점이라고 인식된 전하 공유(charge sharing) 현상을 기반으로 의료 영상의 공간 해상도를 증가시킴으로써, 물리적인 픽셀 크기를 줄이지 않아도 의료 영상의 해상도를 향상시킬 수 있다.According to the apparatus and method for increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing according to the present invention, by increasing the spatial resolution of a medical image based on a charge sharing phenomenon recognized as a problem, The resolution of the medical image can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 전하 공유 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 에너지의 크기를 획득하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀의 위치를 검출하는 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀의 위치를 검출하는 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 최종 의료 영상을 획득하는 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 최종 의료 영상을 획득하는 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram for explaining an apparatus for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining charge sharing phenomenon.
3 is a view for explaining an operation of acquiring the magnitude of the radiation energy according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an example of an operation of detecting the position of a pixel according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining another example of an operation of detecting the position of a pixel according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining an example of an operation for acquiring a final medical image according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of increasing a spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining the effect of the method of increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram for explaining an apparatus for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining an example of an operation for acquiring a final medical image according to another embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a method of increasing a spatial resolution of a medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining the effect of the method of increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an apparatus and method for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치에 대하여 설명한다.First, a spatial resolution increasing apparatus for medical images using charge sharing according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 전하 공유 현상을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 에너지의 크기를 획득하는 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀의 위치를 검출하는 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀의 위치를 검출하는 동작의 다른 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 최종 의료 영상을 획득하는 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram for explaining an apparatus for increasing a spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining charge sharing phenomenon, FIG. 4 is a view for explaining an example of an operation of detecting the position of a pixel according to an embodiment of the present invention, and Fig. 5 is a view for explaining the operation of acquiring the magnitude of radiation energy according to the embodiment 6 is a view for explaining another example of an operation of detecting a position of a pixel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view for explaining an example of an operation of acquiring a final medical image according to an embodiment of the present invention .

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치(100)(이하 '제1 공간 해상도 증가 장치'라 한다)는 전하 공유(charge sharing) 현상을 이용하여 의료 영상의 공간 해상도를 증가한다. 여기서, 전하 공유 현상은 방사선이 센서와 반응하여 생긴 전자-정공 쌍(Electron-Hole pair)가 신호 처리 회로로 이동하면서 드리프트(drift)와 확산(diffusion)을 하면서 전하들의 분포 면적이 늘어나게 되고 이로 인해 인접 픽셀에 영향을 주는 현상(직접 검출 방식)이나 방사선이 섬광체와 반응하여 발생된 가시광선이 등방성으로 퍼지게 되고 이로 인해 인접 픽셀에 영향을 주는 현상(간접 검출 방식)을 말한다.Referring to FIG. 1, an apparatus 100 for increasing a spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a first spatial resolution increasing apparatus) Increase the spatial resolution of the image. In the charge sharing phenomenon, the electron-hole pair formed by the reaction of the radiation with the sensor moves to the signal processing circuit, drifts and diffuses, and the distribution area of the charges increases. Refers to a phenomenon (indirect detection method) that affects adjacent pixels (direct detection method) or a phenomenon in which visible light generated by radiation reacting with a scintillator spreads isotropically and thereby affects adjacent pixels.

이를 위해, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 센싱부(110), 영상 획득부(130), 위치 검출부(150) 및 영상 처리부(170)를 포함할 수 있다.The first spatial resolution increasing apparatus 100 may include a sensing unit 110, an image acquisition unit 130, a position detection unit 150, and an image processing unit 170.

센싱부(110)는 방사선 발생 장치(도시하지 않음)로부터 발생되어 입사되는 방사선을 센싱한다.The sensing unit 110 senses the incident radiation generated from the radiation generating apparatus (not shown).

영상 획득부(130)는 센싱부(110)를 통해 센싱된 방사선 에너지의 크기를 기초로 의료 영상을 획득한다. 예컨대, 영상 획득부(130)는 포톤 카운팅(photon counting) 방식 등을 통해 의료 영상을 획득할 수 있다. 여기서 포톤 카운팅 방식은 입사된 방사선이 미리 설정된 기준값보다 크면 픽셀에 '1'을 기록하는 방식을 말한다.The image acquisition unit 130 acquires a medical image based on the magnitude of the sensed radiation energy through the sensing unit 110. For example, the image acquisition unit 130 may acquire a medical image through a photon counting method or the like. Herein, the photon counting method refers to a method of writing '1' to a pixel if the incident radiation is larger than a preset reference value.

위치 검출부(150)는 영상 획득부(130)를 통한 의료 영상의 획득 시, 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출한다. 예컨대, 전하 공유 현상이 없는 경우, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 방사선은 5번 픽셀(AP)로만 입사하게 된다. 이에 반면, 전하 공유 현상이 발생되는 경우, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 방사선은 5번 픽셀(AP)뿐만 아니라 5번 픽셀(AP)에 인접하는 픽셀들인 2번 픽셀(NP_1)과 6번 픽셀(NP_2)에도 입사하게 된다. 이와 같은 전하 공유 현상으로 인해 의료 영상의 해상도가 저하되게 된다. 위치 검출부(150)는 이와 같은 전하 공유 현상을 역으로 이용하여, 전하 공유 현상으로 인해 인접 픽셀로 손실되는 방사선 에너지의 크기를 토대로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 정확한 위치를 검출할 수 있다.When acquiring a medical image through the image acquisition unit 130, the position detection unit 150 detects the position of the pixel to which the radiation is incident if there is no charge sharing phenomenon. For example, in the case where there is no charge sharing phenomenon, the radiation enters only the fifth pixel AP as shown in FIG. 2A. On the other hand, when the charge sharing phenomenon occurs, as shown in FIG. 2 (b), the radiation passes through not only the fifth pixel AP but also the second pixel NP_1 adjacent to the fifth pixel AP 6 (NP_2). Such a charge sharing phenomenon lowers the resolution of a medical image. The position detecting unit 150 may use the charge sharing phenomenon in reverse to detect the exact position of the pixel to which the radiation should be incident if there is no charge sharing based on the magnitude of the radiation energy lost to adjacent pixels due to the charge sharing phenomenon have.

즉, 위치 검출부(150)는 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기를 픽셀별로 획득할 수 있다. 예컨대, 위치 검출부(150)는 미리 설정된 임계값을 초과하는 시간을 이용하는 ToT(Time-over-Threshold) 방법을 통해 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기를 획득할 수 있다.That is, the position detector 150 may obtain the magnitude of the radiation energy incident on the pixel by pixel. For example, the position detector 150 may obtain the magnitude of the radiation energy incident on the pixel through a time-over-threshold (ToT) method using a time exceeding a preset threshold value.

보다 자세하게는, 위치 검출부(150)는 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기가 미리 설정된 임계값보다 큰 기간에 대응되는 참조 클럭의 개수를 해당 픽셀의 에너지 크기값으로 하여, 픽셀 단위로 입사하는 방사선 에너지의 크기를 획득할 수 있다.In more detail, the position detector 150 calculates the number of reference clocks corresponding to a period in which the magnitude of the radiation energy incident on the pixel is greater than a preset threshold value as the energy magnitude value of the corresponding pixel, Can be obtained.

도 3을 참조하면, 소정의 주파수를 가지는 참조 클럭(Clock)이 발생되는 상태에서, 위치 검출부(150)는 픽셀에 입사되는 방사선 에너지의 크기(Vsignal)가 미리 설정된 임계값(Vth)보다 큰 기간에 대응되는 참조 클럭(Clock)의 개수를 해당 픽셀의 에너지 크기값(VTOT)으로 설정할 수 있다. 예컨대, 하나의 픽셀에 도 3에 도시된 그래프와 같이 방사선이 입사된다고 가정하면, 첫 번째 구간(P1)에는 '2'가, 두 번째 구간(P2)에는 '5'가, 세 번째 구간(P3)에는 '3'이, 네 번째 구간(P4)에는 '7'이 해당 픽셀의 에너지 크기값으로 설정된다.Referring to Figure 3, than the reference clock threshold (V th), (Clock), the size (V signal) of the radiation energy impinging on in a state in which the occurrence, the position detection unit 150 is the pixel pre-set having a predetermined frequency The number of reference clocks (Clocks) corresponding to a large period can be set to an energy magnitude value (V TOT ) of the corresponding pixel. For example, assuming that radiation is incident on one pixel as shown in the graph of FIG. 3, '2' is allocated to the first section P1, '5' is allocated to the second section P2, Is set to '3', and in the fourth period P4, '7' is set to the energy magnitude value of the corresponding pixel.

그리고, 위치 검출부(150)는 획득한 픽셀별 에너지 크기 및 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 정확한 위치를 검출할 수 있다.The position detector 150 can detect the precise position of the pixel to which the radiation is incident, if there is no charge sharing phenomenon based on the acquired energy magnitude and the coordinate value of the pixel.

도 4를 참조하면, 2번 픽셀(NP_1)의 좌표값은 "(x1, y1)"이고 에너지 크기값은 "A"이며, 5번 픽셀(AP)의 좌표값은 "(x2, y2)"이고 에너지 크기값은 "B"이며, 6번 픽셀(NP_2)의 좌표값은 "(x3, y3)"이고 에너지 크기값은 "C"라고 가정하면, 위치 검출부(150)는 다음의 [수학식 1]을 통해 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀(AP)의 위치값인 "(X, Y)"를 검출할 수 있다.4, the coordinate value of the second pixel (NP_1) is "(x1, y1)", the energy magnitude value is "A", the coordinate value of the fifth pixel (AP) And the energy magnitude value is "B", the coordinate value of the sixth pixel NP_2 is "(x3, y3)" and the energy magnitude value is "C", the position detector 150 calculates (X, Y) ", which is the positional value of the pixel AP to which the radiation will be incident, if there is no charge sharing phenomenon.

Figure 112016057954539-pat00001
Figure 112016057954539-pat00001

Figure 112016057954539-pat00002
Figure 112016057954539-pat00002

위치 검출부(150)는 위의 [수학식 1]을 통해 검출된 위치값인 "(X, Y)"를 토대로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀(AP)의 위치를 검출할 수 있다.The position detection unit 150 can detect the position of the pixel AP to which the radiation is incident if there is no charge sharing phenomenon based on the position value " (X, Y) "

예컨대, "90keV"의 방사선이 입사되는 경우, 전하 공유 현상에 의해 5번 픽셀(AP)에는 "60keV"의 방사선이 입사되고, 2번 픽셀(NP_1)과 6번 픽셀(NP_2)에는 "30keV"의 방사선이 입사되면, 픽셀의 에너지 크기값은 방사선 에너지의 크기에 비례하기 때문에 5번 픽셀(AP)의 에너지 크기값이 2번 픽셀(NP_1)과 6번 픽셀(NP_2)의 에너지 크기값보다 크게 된다. 이에 따라, "90keV"의 방사선이 5번 픽셀(AP)에 더 근접하여 입사한 것을 알 수 있다. 즉, "90keV"의 방사선이 5번 픽셀(AP)에만 입사하여야 하지만, 전하 공유 현상으로 인해 5번 픽셀(AP)에 인접한 2번 픽셀(NP_1)과 6번 픽셀(NP_2)에도 방사선이 입사하게 된 것을 알 수 있다.For example, when a radiation of "90 keV" is incident, "60 keV" radiation is incident on the fifth pixel AP due to the charge sharing phenomenon and "30 keV" is applied to the second pixel NP_1 and the sixth pixel NP_ The energy magnitude value of the fifth pixel AP is larger than the energy magnitude value of the second pixel NP_1 and the sixth pixel NP_2 since the energy magnitude value of the pixel is proportional to the magnitude of the radiation energy. do. Accordingly, it can be seen that the radiation of "90 keV " is incident closer to the fifth pixel AP. That is, radiation of "90 keV" should be incident only on the fifth pixel (AP), but radiation is also incident on the second pixel (NP_1) and the sixth pixel (NP_2) adjacent to the fifth pixel (AP) .

이때, 위치 검출부(150)는 픽셀을 논리적으로 복수 개(예컨대, 2의 지수승)의 가상 픽셀로 분할할 수 있다. 예컨대, 위치 검출부(150)는 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 픽셀을 네 개의 가상 픽셀로 분할할 수 있다. 그리고, 위치 검출부(150)는 픽셀별 에너지 크기 및 가상 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 정확한 위치를 검출할 수 있다.At this time, the position detector 150 may divide the pixels logically into a plurality of virtual pixels (for example, exponentiation power of 2). For example, the position detector 150 may divide each pixel into four virtual pixels as shown in FIG. The position detector 150 can detect the exact position of the pixel to which the radiation is incident if there is no charge sharing phenomenon based on the energy level of each pixel and the coordinate value of the virtual pixel.

도 5를 참조하면, 2번 픽셀(NP_1)의 에너지 크기값은 "A"이고 네 개의 가상 픽셀의 좌표값은 "(x1, y1), (x2, y2), (x3, y3), (x4, y4)"이며, 5번 픽셀(AP)의 에너지 크기값은 "B"이고 네 개의 가상 픽셀의 좌표값은 "(x5, y5), (x6, y6), (x7, y7), (x8, y8)"이며, 6번 픽셀(NP_2)의 에너지 크기값은 "C"이고 네 개의 가상 픽셀의 좌표값은 "(x9, y9), (x10, y10), (x11, y11), (x12, y12)"라고 가정하면, 위치 검출부(150)는 다음의 [수학식 2]를 통해 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀(AP')의 위치값인 "(X, Y)"를 검출할 수 있다.5, the energy magnitude value of the second pixel NP_1 is "A" and the coordinate values of the four virtual pixels are "(x1, y1), (x2, y2), (x3, y3) , y4) ", the energy magnitude value of the fifth pixel AP is" B "and the coordinate values of the four virtual pixels are" (x5, y5), (x6, y6), (x7, y7) , y8), the energy value of the sixth pixel NP_2 is "C", and the coordinate values of the four virtual pixels are "(x9, y9), (x10, y10) , y12), the position detector 150 detects (X, Y), which is the position value of the pixel AP 'to which the radiation will be incident, in the absence of the charge sharing phenomenon through the following equation can do.

Figure 112016057954539-pat00003
Figure 112016057954539-pat00003

Figure 112016057954539-pat00004
Figure 112016057954539-pat00004

위치 검출부(150)는 위의 [수학식 2]를 통해 검출된 위치값인 "(X, Y)"를 토대로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀(AP')의 위치를 검출할 수 있다.The position detection unit 150 can detect the position of the pixel AP 'to which the radiation is incident if there is no charge sharing phenomenon based on the position value "(X, Y)" detected through the above-mentioned expression (2) .

이와 같이, 픽셀을 논리적으로 복수 개의 가상 픽셀로 분할한 다음, 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출함으로써, 픽셀의 크기를 물리적으로 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 이로 인해, 의료 영상의 해상도를 증가시킬 수 있다.In this way, if the pixel is logically divided into a plurality of virtual pixels and then the position of the pixel to which the radiation is incident is detected without charge sharing phenomenon, the effect of physically reducing the size of the pixel can be obtained. As a result, the resolution of the medical image can be increased.

영상 처리부(170)는 위치 검출부(150)를 통해 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 영상 획득부(130)에 의해 획득한 의료 영상을 보정하여 최종 의료 영상을 획득한다. 즉, 영상 처리부(170)는 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치값을 이용하여 영상 획득부(130)에 의해 획득한 의료 영상을 전하 공유 현상이 발생되지 않는 경우에 획득할 수 있는 의료 영상으로 보정할 수 있다.The image processing unit 170 corrects the medical image acquired by the image acquisition unit 130 based on the position of the pixel detected through the position detection unit 150 to acquire the final medical image. That is, if there is no charge sharing phenomenon, the image processing unit 170 can acquire the medical image acquired by the image acquisition unit 130 using the position value of the pixel to which the radiation is incident, when the charge sharing phenomenon does not occur It can be corrected by medical image.

이때, 영상 처리부(170)는 의료 영상 획득 동작, 픽셀 위치 검출 동작, 영상 보정 동작을 미리 설정된 시간 간격으로 복수 회 반복 수행할 수 있다. 즉, 영상 처리부(170)는 영상 획득부(130)를 통해 의료 영상을 획득하고, 영상 획득부(130)를 통한 의료 영상의 획득 시 위치 검출부(150)를 통해 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하며, 위치 검출부(150)를 통해 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 영상 획득부(130)에 의해 획득한 의료 영상을 보정하는 동작을 복수 회 반복 수행할 수 있다. 그리고, 영상 처리부(170)는 반복 수행하여 획득한 복수 개의 보정 의료 영상을 합성하여 최종 의료 영상을 획득할 수 있다.At this time, the image processor 170 may repeat the medical image acquisition operation, the pixel position detection operation, and the image correction operation a plurality of times at predetermined time intervals. That is, the image processor 170 acquires the medical image through the image acquiring unit 130, and when the medical image is acquired through the image acquiring unit 130, if there is no charge sharing phenomenon through the position detector 150, And may correct the medical image acquired by the image acquisition unit 130 based on the position of the pixel detected through the position detection unit 150 a plurality of times. Then, the image processing unit 170 can acquire the final medical image by synthesizing a plurality of corrected medical images obtained by repeatedly performing.

도 6을 참조하면, 영상 처리부(170)는 미리 정해진 기간(ST)(예컨대, 1s 등) 동안에 미리 설정된 시간(예컨대, 1㎲ 등) 간격으로 영상 획득부(130)를 통해 의료 영상(I1, I2 내지 In)을 획득할 수 있다. 그리고, 영상 처리부(170)는 의료 영상(I1, I2 내지 In)의 획득 시 위치 검출부(160)를 통해 픽셀의 위치를 검출하고, 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 의료 영상(I1, I2 내지 In)을 보정하여 보정 의료 영상(AI1, AI2 내지 AIn)을 획득할 수 있다. 그런 다음, 영상 처리부(170)는 복수 개의 보정 의료 영상(AI1, AI2 내지 AIn)을 합성하여 최종 의료 영상(FI)을 획득할 수 있다.6, the image processing unit 170 generates the medical images I1 and I2 through the image obtaining unit 130 at predetermined intervals (e.g., 1 占,) during a predetermined period ST (e.g., 1s) I2 to In). The image processor 170 detects the positions of the pixels through the position detector 160 when acquiring the medical images I1 and I2 to In and outputs the medical images I1 and I2 to In ) To obtain the corrected medical images AI1, AI2 to AIn. Then, the image processing unit 170 may synthesize a plurality of corrected medical images AI1 and AI2 to AIn to obtain a final medical image FI.

그러면, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of increasing a spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 입사하는 방사선 에너지의 크기를 기초로 의료 영상을 획득한다(S110).Referring to FIG. 7, the first spatial resolution increasing apparatus 100 acquires a medical image based on the magnitude of incident radiation energy (S110).

의료 영상의 획득 시, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기를 픽셀별로 획득한다(S120). 예컨대, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 미리 설정된 임계값을 초과하는 시간을 이용하는 ToT 방법을 통해 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기를 획득할 수 있다. 즉, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기가 미리 설정된 임계값보다 큰 기간에 대응되는 참조 클럭의 개수를 해당 픽셀의 에너지 크기값으로 하여, 픽셀 단위로 입사하는 방사선 에너지의 크기를 획득할 수 있다.In acquiring the medical image, the first spatial resolution increasing apparatus 100 acquires the magnitude of the radiation energy incident on the pixel by pixel (S120). For example, the first spatial resolution increasing apparatus 100 may obtain the magnitude of the radiation energy incident on the pixel through the ToT method using a time that exceeds a predetermined threshold value. That is, the first spatial resolution increasing apparatus 100 uses the number of reference clocks corresponding to a period in which the magnitude of the radiation energy incident on the pixel is greater than a preset threshold value as the energy magnitude value of the corresponding pixel, The magnitude of the radiation energy can be obtained.

그리고, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 획득한 픽셀별 에너지 크기 및 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출한다(S130). 즉, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 위의 [수학식] 1을 통해 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출할 수 있다.The first spatial resolution increasing apparatus 100 detects the position of the pixel to which the radiation should be incident if there is no charge sharing phenomenon based on the acquired energy magnitude and the coordinate value of the pixel (S130). That is, the first spatial resolution increasing apparatus 100 can detect the position of a pixel to which radiation is incident, if there is no charge sharing phenomenon through [Equation 1].

이때, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 픽셀을 논리적으로 복수 개의 가상 픽셀로 분할할 수 있다. 그리고, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 픽셀별 에너지 크기 및 가상 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 위의 [수학식 2]를 통해 검출할 수 있다.At this time, the first spatial resolution increasing apparatus 100 may logically divide a pixel into a plurality of virtual pixels. The first spatial resolution increasing apparatus 100 can detect the position of the pixel to which the radiation is incident through Equation (2), if there is no charge sharing phenomenon based on the energy magnitude of each pixel and the coordinate value of the virtual pixel have.

그런 다음, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 획득한 의료 영상을 보정한다(S140). 즉, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치값을 이용하여 의료 영상을 전하 공유 현상이 발생되지 않는 경우에 획득할 수 있는 의료 영상으로 보정할 수 있다.Then, the first spatial resolution increasing apparatus 100 corrects the acquired medical image based on the position of the detected pixel (S140). That is, if the first spatial resolution increasing apparatus 100 does not have charge sharing phenomenon, the medical image can be corrected to a medical image that can be acquired in the case where no charge sharing phenomenon occurs using the position value of the pixel to which the radiation is incident have.

마지막으로, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 보정된 의료 영상을 기초로 최종 의료 영상을 획득한다(S150). 이때, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 의료 영상 획득 동작, 픽셀 위치 검출 동작, 영상 보정 동작을 미리 설정된 시간 간격으로 복수 회 반복 수행할 수 있다. 그리고, 제1 공간 해상도 증가 장치(100)는 반복 수행하여 획득한 복수 개의 보정 의료 영상을 합성하여 최종 의료 영상을 획득할 수 있다.Finally, the first spatial resolution increasing apparatus 100 acquires a final medical image based on the corrected medical image (S150). At this time, the first spatial resolution increasing apparatus 100 may repeatedly perform the medical image acquisition operation, the pixel position detection operation, and the image correction operation at a predetermined time interval a plurality of times. The first spatial resolution increasing apparatus 100 may acquire a final medical image by synthesizing a plurality of corrected medical images obtained by repeating the operation.

그러면, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법의 효과에 대하여 설명한다.The effect of the method of increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining the effect of the method of increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법의 효과를 실험하기 위해 세 가지의 테스트 환경에서 55um X 55um의 픽셀 크기를 가지는 256 X 256 어레이의 디텍터를 이용하여 테스트를 수행하였다.In order to test the effect of the method of increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing according to an embodiment of the present invention, a test using a 256 x 256 array detector having a pixel size of 55 um x 55 um in three test environments Respectively.

첫 번째 테스트 환경은 위의 디텍터를 이용하여 종래의 방식에 따라 영상을 획득하였고, 획득한 영상은 도 8의 (a)와 같다. 두 번째 테스트 환경은 위의 디텍터를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법(픽셀을 논리적으로 분할하지 않음)을 적용한 방식에 따라 영상을 획득하였고, 획득한 영상은 도 8의 (b)와 같다. 세 번째 테스트 환경은 위의 디텍터를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법(픽셀을 논리적으로 네 개의 가상 픽셀로 분할)을 적용한 방식에 따라 영상을 획득하였고, 획득한 영상은 도 8의 (c)와 같다.In the first test environment, the image was acquired according to the conventional method using the detector described above, and the acquired image is shown in FIG. 8 (a). In the second test environment, the image was acquired according to the method of applying the spatial resolution increasing method (the pixel is not logically divided) of the medical image using the charge sharing according to the embodiment of the present invention using the detector described above, An image is shown in Fig. 8 (b). In the third test environment, the image is acquired according to a method of applying a space resolution increasing method (dividing a pixel logically into four virtual pixels) using charge sharing according to an embodiment of the present invention using the detector described above , And the acquired image is shown in (c) of FIG.

도 8에 도시된 영상에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법이 적용된 영상(도 8의 (b) 및 (c) 참조)이 기존의 방식에 따른 영상(도 8의 (a) 참조)보다 라인의 배열이 좀 더 매끄러운 것을 확인할 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 픽셀의 논리적 분할 방식이 적용된 영상(도 8의 (c) 참조)이 픽셀의 논리적 분할 방식이 적용되지 않은 영상(도 8의 (b) 참조)보다 라인의 배열이 더 명확하게 구분되는 것을 확인할 수 있다.As can be seen from the image shown in FIG. 8, the image (see FIGS. 8B and 8C) to which the spatial resolution increasing method of the medical image according to the embodiment of the present invention is applied, (See Fig. 8 (a)), the line arrangement is smoother. 8 (c)) applied to the logical division method of the pixel according to the embodiment of the present invention is smaller than the image (see Fig. 8 (b)) to which the logical division method of the pixel is not applied You can see that the array is more clearly distinguished.

그러면, 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치에 대하여 설명한다.9 and 10, an apparatus for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention will be described.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 최종 의료 영상을 획득하는 동작의 일례를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a block diagram for explaining an apparatus for increasing a spatial resolution of a medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an example of an operation for acquiring a final medical image according to another embodiment of the present invention Fig.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치(200)(이하 '제2 공간 해상도 증가 장치'라 한다)는 전하 공유 현상을 이용하여 의료 영상의 공간 해상도를 증가하고, 대상 객체의 이동 전후에 획득한 영상을 통해 의료 영상의 공간 해상도를 증가한다.Referring to FIG. 9, an apparatus 200 for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing (hereinafter referred to as a second spatial resolution increasing apparatus) according to the present embodiment calculates a spatial resolution And the spatial resolution of the medical image is increased through the acquired image before and after the movement of the target object.

이를 위해, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 센싱부(210), 영상 획득부(230), 위치 검출부(250), 영상 처리부(270) 및 대상 객체 이동부(290)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 앞선 실시예에 따른 제1 공간 해상도 증가 장치(100)와 실질적으로 동작이 동일하므로 앞선 실시예와 차이가 있는 부분에 대해서만 이하 설명한다.For this, the second spatial resolution increasing apparatus 200 may include a sensing unit 210, an image acquisition unit 230, a position detection unit 250, an image processing unit 270, and a target object moving unit 290 . Since the second spatial resolution increasing apparatus 200 according to the present embodiment is substantially identical in operation to the first spatial resolution increasing apparatus 100 according to the previous embodiment, only differences from the previous embodiment will be described below.

대상 객체 이동부(290)는 대상 객체(예컨대, 환자 등)를 미리 설정된 거리만큼 이동할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 거리는 픽셀의 크기보다 작은 거리일 수 있다. 예컨대, 미리 설정된 거리는 픽셀 크기의 1/2, 1/3 등으로 설정될 수 있다. 이와 같이, 대상 객체를 픽셀의 크기보다 작은 거리만큼 이동하는 이유는 대상 객체의 이동 전후에 각각 획득한 의료 영상이 픽셀 단위로 볼 때 서로 중첩되는 영역이 포함되어 있어야 영상의 해상도를 증가시킬 수 있기 때문이다.The target object moving unit 290 can move a target object (e.g., a patient, etc.) by a predetermined distance. Here, the predetermined distance may be a distance smaller than the size of the pixel. For example, the predetermined distance may be set to 1/2, 1/3, etc. of the pixel size. As described above, the reason why the target object is moved by a distance smaller than the pixel size is that the medical image acquired before and after the movement of the target object must include a region overlapping each other when viewed in pixel units, Because.

이때, 대상 객체 이동부(290)는 대상 객체를 가로축으로 미리 설정된 거리만큼 이동하고, 대상 객체를 세로축으로 미리 설정된 거리만큼 이동할 수 있다. 물론, 대상 객체 이동부(290)는 가로축과 세로축으로 각각 이동한 후 최종적으로 위치할 지점을 계산하여 대각선 방향으로 해당 거리만큼 한번에 이동할 수도 있다.At this time, the target object moving unit 290 moves the target object by a preset distance along the horizontal axis, and moves the target object by a predetermined distance along the vertical axis. Of course, the target object moving unit 290 may move to the horizontal axis and the vertical axis, respectively, and calculate a point to be finally positioned, and may move at a distance corresponding to the distance in the diagonal direction.

영상 처리부(270)는 대상 객체 이동부(290)를 통해 대상 객체가 이동하기 전후에 각각 획득한 의료 영상을 위치 검출부(250)를 통해 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 각각 보정할 수 있다. 즉, 영상 처리부(270)는 대상 객체가 이동하기 전에 앞선 실시예에 따른 방법에 의해 보정된 의료 영상을 획득할 수 있다. 또한, 영상 처리부(270)는 대상 객체가 이동한 이후에 앞선 실시예에 따른 방법에 의해 보정된 의료 영상을 획득할 수 있다. The image processing unit 270 may correct the medical images acquired before and after the target object moves through the target object moving unit 290 based on the positions of the pixels detected through the position detecting unit 250. That is, the image processing unit 270 can acquire the medical image corrected by the method according to the previous embodiment before the target object moves. In addition, the image processing unit 270 can acquire the medical image corrected by the method according to the embodiment after the target object has moved.

예컨대, 대상 객체가 이동하는 거리인 미리 설정된 거리가 "픽셀 크기의 1/2"이면, 영상 처리부(270)는 대상 객체를 한 번 이동하여 총 2개의 보정된 의료 영상(이동 전 획득한 의료 영상, 픽셀 크기의 1/2만큼 이동 후 획득한 의료 영상)을 획득할 수 있다. 반면, 대상 객체가 이동하는 거리인 미리 설정된 거리가 "픽셀 크기의 1/3"이면, 영상 처리부(270)는 대상 객체를 두 번 이동하여 총 3개의 보정된 의료 영상(이동 전 획득한 의료 영상, 픽셀 크기의 1/3만큼 이동 후 획득한 의료 영상, 픽셀 크기의 1/3만큼 다시 이동 후 획득한 의료 영상)을 획득할 수 있다.For example, if the predetermined distance, which is the distance that the target object moves, is 1/2 of the pixel size, the image processing unit 270 moves the target object once to obtain a total of two corrected medical images , A medical image acquired after moving by 1/2 of the pixel size). On the other hand, if the predetermined distance that is the distance that the target object moves is 1/3 of the pixel size, the image processing unit 270 moves the target object twice to obtain three corrected medical images , A medical image acquired after moving by 1/3 of the pixel size, and a medical image acquired after moving again by 1/3 of the pixel size).

그리고, 영상 처리부(270)는 보정된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 최종 의료 영상을 획득할 수 있다.Then, the image processing unit 270 can obtain the final medical image by synthesizing the corrected medical images before and after the movement.

즉, 영상 처리부(270)는 보정된 이동 후 의료 영상을 대상 객체가 이동한 반대 방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동하여 보정된 이동 전 의료 영상에 중첩시킬 수 있다. 그런 다음, 영상 처리부(270)는 보정된 이동 전후 의료 영상의 중첩된 영역을 최종 의료 영상으로 획득할 수 있다. 여기서, 최종 의료 영상에 속하는 각 픽셀의 에너지 크기값은 이동 전 의료 영상의 해당 픽셀의 에너지 크기값에 이동 후 의료 영상의 해당 픽셀의 에너지 크기값을 더한 값이 될 수 있다.That is, the image processing unit 270 may move the corrected medical image after moving to a predetermined distance in a direction opposite to the movement of the target object, and superimpose the corrected medical image on the corrected medical image before movement. Then, the image processing unit 270 can obtain the overlapped area of the corrected medical image before and after the movement as the final medical image. Here, the energy magnitude value of each pixel belonging to the final medical image may be a value obtained by adding the energy magnitude value of the corresponding pixel of the medical image after moving to the energy magnitude value of the corresponding pixel of the medical image before movement.

이때, 영상 처리부(270)는 미리 설정된 거리를 기초로 산출된 배율만큼 보정된 이동 전후 의료 영상을 확대할 수 있다. 예컨대, 미리 설정된 거리가 "픽셀 크기의 1/2"이면, 배율은 "2"가 될 수 있다. 반면, 미리 설정된 거리가 "픽셀 크기의 1/3"이면, 배율은 "3"이 될 수 있다. 즉, 영상 처리부(270)는 산출된 배율만큼 각 픽셀을 확대할 수 있다. 예컨대, 배율이 "2"이면, 영상 처리부(270)는 각 픽셀을 2 X 2 어레이를 가지는 픽셀로 확대할 수 있다. 그리고, 영상 처리부(270)는 확대된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 최종 의료 영상을 획득할 수 있다.At this time, the image processing unit 270 can enlarge the medical image before and after the movement corrected by the calculated magnification based on the predetermined distance. For example, if the predetermined distance is "1/2 of the pixel size, " the magnification may be" 2 ". On the other hand, if the predetermined distance is 1/3 of the pixel size, the magnification may be "3 ". That is, the image processing unit 270 can enlarge each pixel by the calculated magnification. For example, if the magnification is "2 ", the image processing unit 270 can enlarge each pixel to a pixel having a 2 X 2 array. Then, the image processing unit 270 can synthesize the medical images before and after the enlarged movement to acquire the final medical image.

도 10을 참조하면, 영상 처리부(270)는 대상 객체를 이동하기 전에 앞선 실시예에 따른 방법에 의해 보정된 제1 의료 영상(BI)를 획득할 수 있다. 그리고, 영상 처리부(270)는 대상 객체를 미리 설정된 거리인 "픽셀 크기의 1/2"만큼 이동한 이후에 앞선 실시예에 따른 방법에 의해 보정된 제2 의료 영상(AI)을 획득할 수 있다. 여기서, 제1 의료 영상(BI) 및 제2 의료 영상(AI)는 미리 설정된 거리인 "픽셀 크기의 1/2"을 기초로 산출된 배율인 "2"만큼 각 픽셀이 확대될 수 있다.Referring to FIG. 10, the image processor 270 may acquire the first medical image BI corrected by the method according to the embodiment before moving the target object. The image processing unit 270 can acquire the second medical image AI corrected by the method according to the above-described embodiment after moving the target object by a predetermined distance "1/2 of the pixel size " . Here, each pixel of the first medical image BI and the second medical image AI can be enlarged by "2" which is a magnification calculated on the basis of "1/2 of the pixel size "

그런 다음, 영상 처리부(270)는 제2 의료 영상(AI)을 대상 객체가 이동한 반대 방향으로 미리 설정된 거리인 "픽셀 크기의 1/2"만큼 이동하여 제1 의료 영상(BI)에 중첩시킬 수 있다. 그리고, 영상 처리부(270)는 제1 의료 영상(BI)와 제2 의료 영상(AI)의 중첩된 영역을 최종 의료 영상(FI)으로 획득할 수 있다.Then, the image processing unit 270 moves the second medical image AI by 1/2 of the pixel size, which is a predetermined distance in the opposite direction to the movement of the target object, and superimposes the second medical image AI on the first medical image BI . Then, the image processing unit 270 can acquire the overlapping area of the first medical image BI and the second medical image AI as the final medical image FI.

그러면, 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법에 대하여 설명한다.A method of increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of increasing a spatial resolution of a medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법은 앞선 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법과 실질적으로 동작이 동일하므로 앞선 실시예와 차이가 있는 부분에 대해서만 이하 설명한다.The method of increasing the spatial resolution of the medical image using the charge sharing according to the present embodiment is substantially the same as the method of increasing the spatial resolution of the medical image using charge sharing according to the previous embodiment, This will be described below.

도 11을 참조하면, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 입사하는 방사선 에너지의 크기를 기초로 의료 영상을 획득한다(S210).Referring to FIG. 11, the second spatial resolution increasing apparatus 200 acquires a medical image based on the magnitude of incident radiation energy (S210).

의료 영상의 획득 시, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기를 픽셀별로 획득한다(S220).In acquiring the medical image, the second spatial resolution increasing apparatus 200 acquires the magnitude of the radiation energy incident on the pixel by pixel (S220).

그리고, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 획득한 픽셀별 에너지 크기 및 픽셀별 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출한다(S230).In operation S230, the second spatial resolution increasing apparatus 200 detects the position of the pixel to which the radiation is incident if there is no charge sharing phenomenon based on the acquired energy magnitude and the pixel-by-pixel coordinate value.

그런 다음, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 획득한 의료 영상을 보정한다(S240).Then, the second spatial resolution increasing apparatus 200 corrects the acquired medical image based on the position of the detected pixel (S240).

이후, 보정된 의료 영상이 대상 객체의 이동 전 영상이면(S250-Y), 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 대상 객체를 미리 설정된 거리만큼 이동한 다음, S210 단계, S220 단계, S230 단계 및 S240 단계를 수행한다. 여기서, 미리 설정된 거리는 픽셀의 크기보다 작은 거리일 수 있다. 이때, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 대상 객체를 가로축으로 미리 설정된 거리만큼 이동하고, 대상 객체를 세로축으로 미리 설정된 거리만큼 이동할 수 있다. 물론, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 가로축과 세로축으로 각각 이동한 후 최종적으로 위치할 지점을 계산하여 대각선 방향으로 해당 거리만큼 한번에 이동할 수도 있다.Thereafter, when the corrected medical image is the pre-movement image of the target object (S250-Y), the second spatial resolution increasing apparatus 200 moves the target object by a predetermined distance, and then, in steps S210, S220, Step S240 is performed. Here, the predetermined distance may be a distance smaller than the size of the pixel. At this time, the second spatial resolution increasing apparatus 200 may move the target object by a predetermined distance along the horizontal axis and move the target object by a predetermined distance along the vertical axis. Of course, the second spatial resolution increasing apparatus 200 may calculate a point to be finally positioned after moving along the horizontal axis and the vertical axis, respectively, and may move at a distance corresponding to the distance in the diagonal direction.

즉, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 대상 객체가 이동하기 전에 앞선 실시예에 따른 방법에 의해 보정된 의료 영상을 획득할 수 있다. 또한, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 대상 객체가 이동한 이후에 앞선 실시예에 따른 방법에 의해 보정된 의료 영상을 획득할 수 있다. That is, the second spatial resolution increasing apparatus 200 may acquire the medical image corrected by the method according to the previous embodiment before the target object moves. In addition, the second spatial resolution increasing apparatus 200 may acquire the medical image corrected by the method according to the above embodiment after the target object has moved.

이에 반면, 보정된 의료 영상이 대상 객체의 이동 후 영상이면(S250-N), 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 보정된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 최종 의료 영상을 합성한다(S260). 즉, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 보정된 이동 후 의료 영상을 대상 객체가 이동한 반대 방향으로 미리 설정된 거리만큼 이동하여 보정된 이동 전 의료 영상에 중첩시킬 수 있다. 그런 다음, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 보정된 이동 전후 의료 영상의 중첩된 영역을 최종 의료 영상으로 획득할 수 있다. 이때, 제2 공간 해상도 증가 장치(200)는 미리 설정된 거리를 기초로 산출된 배율만큼 보정된 이동 전후 의료 영상을 확대할 수 있다.On the other hand, if the corrected medical image is an image after movement of the target object (S250-N), the second spatial resolution increasing apparatus 200 synthesizes the medical images before and after the corrected movement to synthesize the final medical images (S260). That is, the second spatial resolution increasing apparatus 200 may move the corrected medical image by a predetermined distance in the direction opposite to the movement of the target object, and superimpose the corrected medical image on the corrected medical image before movement. Then, the second spatial resolution increasing apparatus 200 can obtain the overlapped region of the medical image before and after the corrected movement as the final medical image. At this time, the second spatial resolution increasing apparatus 200 may enlarge the medical image before and after the movement corrected by the calculated magnification based on the predetermined distance.

한편, 대상 객체가 이동하는 거리인 미리 설정된 거리가 "픽셀 크기의 1/2"인 것으로 상정하고 도 11을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 미리 설정된 거리에 따라 대상 객체를 복수 회 이동하고 각각 보정된 의료 영상을 획득할 수 있다. 예컨대, 대상 객체가 이동하는 거리인 미리 설정된 거리가 "픽셀 크기의 1/3"이면, 제2 공간 해상도 증가 장치(200) 대상 객체를 두 번 이동하여 총 3개의 보정된 의료 영상(이동 전 획득한 의료 영상, 픽셀 크기의 1/3만큼 이동 후 획득한 의료 영상, 픽셀 크기의 1/3만큼 다시 이동 후 획득한 의료 영상)을 획득할 수 있다.11, assuming that the predetermined distance that is the distance that the target object moves is 1/2 of the pixel size, the present invention is not limited to this, and the target object may be moved a plurality of times according to a preset distance The corrected medical images can be obtained. For example, if the predetermined distance, which is the distance that the target object moves, is 1/3 of the pixel size, the object of the second spatial resolution increasing apparatus 200 is moved twice to obtain a total of three corrected medical images A medical image acquired after moving by 1/3 of the pixel size, and a medical image acquired after moving again by 1/3 of the pixel size).

그러면, 도 12를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법의 효과에 대하여 설명한다.The effect of the method of increasing the spatial resolution of the medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법의 효과를 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining the effect of the method of increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법의 효과를 실험하기 위해 세 가지의 테스트 환경에서 55um X 55um의 픽셀 크기를 가지는 256 X 256 어레이의 디텍터를 이용하여 테스트를 수행하였다.In order to test the effect of the method of increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention, a test using a 256 x 256 array detector having a pixel size of 55 um x 55 um in three test environments Respectively.

첫 번째 테스트 환경은 위의 디텍터를 이용하여 종래의 방식에 따라 영상을 획득하였고, 획득한 영상은 도 12의 (a)와 같다. 두 번째 테스트 환경은 위의 디텍터를 이용하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법(픽셀을 논리적으로 분할하지 않음)을 적용한 방식에 따라 영상을 획득하였고, 획득한 영상은 도 12의 (b)와 같다. 세 번째 테스트 환경은 위의 디텍터를 이용하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법(픽셀을 논리적으로 네 개의 가상 픽셀로 분할)을 적용한 방식에 따라 영상을 획득하였고, 획득한 영상은 도 12의 (c)와 같다.In the first test environment, the image was obtained according to the conventional method using the detector described above, and the obtained image is shown in FIG. 12 (a). In the second test environment, the image was acquired according to the method of applying the spatial resolution increasing method (pixel not logically divided) of the medical image using charge sharing according to another embodiment of the present invention using the detector described above, An image is as shown in Fig. 12 (b). The third test environment acquires images according to a method of applying spatial resolution increasing method (dividing pixels logically into four virtual pixels) using charge sharing according to another embodiment of the present invention using the above detector And the obtained image is as shown in FIG. 12 (c).

도 12에 도시된 영상에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법이 적용된 영상(도 12의 (b) 및 (c) 참조)이 기존의 방식에 따른 영상(도 12의 (a) 참조)보다 엣지 부분이 좀 더 매끄러운 것을 확인할 수 있다.12 (b) and 12 (c)) applied to the method of increasing the spatial resolution of a medical image according to another embodiment of the present invention is applied to an image according to a conventional method (See Fig. 12 (a)), the edge portions are smoother.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 롬(ROM), 램(RAM), 씨디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 유무선 통신망으로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical data storage device. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed to computer devices connected to a wired / wireless communication network, and a computer-readable code may be stored and executed in a distributed manner.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 다음의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.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, It will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted without departing from the scope of the appended claims.

100, 200 : 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치,
110, 210 : 센싱부, 130, 230 : 영상 획득부,
150, 250 : 위치 검출부, 170, 270 : 영상 처리부,
290 : 대상 객체 이동부
100, 200: Spatial resolution increasing device of medical image using charge sharing,
110, 210: sensing unit, 130, 230: image acquisition unit,
150, 250: position detection unit, 170, 270: image processing unit,
290: target object moving unit

Claims (17)

입사하는 방사선 에너지의 크기를 기초로 의료 영상을 획득하는 영상 획득부;
상기 영상 획득부를 통한 의료 영상의 획득 시, 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기를 픽셀별로 획득하고, 획득한 픽셀별 에너지 크기 및 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유(charge sharing) 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하는 위치 검출부; 및
상기 위치 검출부를 통해 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 상기 영상 획득부에 의해 획득한 의료 영상을 보정하여 최종 의료 영상을 획득하는 영상 처리부;
를 포함하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치.
An image acquiring unit acquiring a medical image based on a magnitude of incident radiation energy;
When the medical image is acquired through the image acquisition unit, the magnitude of the radiation energy incident on the pixel is obtained for each pixel, and if there is no charge sharing based on the acquired energy magnitude and the coordinate value of the pixel, A position detector for detecting a position of a pixel to be incident; And
An image processing unit for correcting the medical image acquired by the image acquisition unit based on the position of the pixel detected through the position detection unit to obtain a final medical image;
A spatial resolution enhancement device for medical images using charge sharing.
제1항에서,
상기 위치 검출부는, 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기가 미리 설정된 임계값보다 큰 기간에 대응되는 참조 클럭의 개수를 픽셀의 에너지 크기값으로 하여, 픽셀 단위로 입사하는 방사선 에너지의 크기를 획득하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치.
The method of claim 1,
Wherein the position detector detects the number of reference clocks corresponding to a period in which the magnitude of the radiation energy incident on the pixel is greater than a predetermined threshold value as the energy magnitude value of the pixel, An apparatus for increasing spatial resolution of medical images using sharing.
제1항에서,
상기 위치 검출부는, 픽셀을 논리적으로 복수 개의 가상 픽셀로 분할하고, 픽셀별 에너지 크기 및 가상 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치.
The method of claim 1,
The position detection unit may divide the pixel logically into a plurality of virtual pixels, and based on the pixel-by-pixel energy magnitude and the coordinate value of the virtual pixel, if the charge sharing phenomenon is absent, An apparatus for increasing spatial resolution of an image.
제1항에서,
상기 영상 처리부는, 상기 영상 획득부를 통해 의료 영상을 획득하고, 상기 영상 획득부를 통한 의료 영상의 획득 시 상기 위치 검출부를 통해 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하며, 상기 위치 검출부를 통해 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 상기 영상 획득부에 의해 획득한 의료 영상을 보정하는 동작을 미리 설정된 시간 간격으로 복수 회 반복 수행하며, 반복 수행하여 획득한 복수 개의 보정 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치.
The method of claim 1,
Wherein the image processing unit acquires a medical image through the image acquisition unit and detects a position of a pixel to which radiation should be incident when there is no charge sharing phenomenon through the position detection unit when acquiring a medical image through the image acquisition unit, And correcting the medical image acquired by the image acquiring unit based on the position of the pixel detected through the plurality of correction medical images by repeating a plurality of times at a predetermined time interval, An apparatus for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing to acquire a final medical image.
제1항에서,
대상 객체를 픽셀의 크기보다 작은 미리 설정된 거리만큼 이동하는 대상 객체 이동부를 더 포함하며,
상기 영상 처리부는, 상기 대상 객체 이동부를 통해 상기 대상 객체가 이동하기 전후에 각각 획득한 의료 영상을 상기 위치 검출부를 통해 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 각각 보정하고, 보정된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치.
The method of claim 1,
Further comprising a target object moving unit for moving the target object by a predetermined distance smaller than the size of the pixel,
Wherein the image processing unit corrects the medical images acquired respectively before and after the target object moves through the target object moving unit based on the positions of the pixels detected through the position detection unit, And acquiring the final medical image using charge sharing.
제5항에서,
상기 대상 객체 이동부는, 상기 대상 객체를 가로축으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하고, 상기 대상 객체를 세로축으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치.
The method of claim 5,
Wherein the target object moving unit moves the target object by the predetermined distance in the horizontal axis and moves the target object on the vertical axis by the predetermined distance.
제5항에서,
상기 영상 처리부는, 상기 보정된 이동 후 의료 영상을 상기 대상 객체가 이동한 반대 방향으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하여 상기 보정된 이동 전 의료 영상에 중첩시키고, 상기 보정된 이동 전후 의료 영상의 중첩된 영역을 상기 최종 의료 영상으로 획득하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치.
The method of claim 5,
Wherein the image processing unit moves the corrected medical image after movement by the predetermined distance in a direction opposite to the movement of the target object and superimposes the corrected medical image on the medical image before correction, And acquiring the region as the final medical image.
제5항에서,
상기 영상 처리부는, 상기 미리 설정된 거리를 기초로 산출된 배율만큼 상기 보정된 이동 전후 의료 영상을 확대하고, 확대된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치.
The method of claim 5,
Wherein the image processing unit is configured to expand the medical image before and after the correction by the magnification calculated on the basis of the predetermined distance and synthesize the medical image before and after the enlarged movement to acquire the final medical image, Space resolution increasing device.
전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 장치의 공간 해상도 증가 방법으로서,
입사하는 방사선 에너지의 크기를 기초로 의료 영상을 획득하는 단계;
상기 의료 영상의 획득 시, 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기를 픽셀별로 획득하는 단계;
획득한 픽셀별 에너지 크기 및 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하는 단계;
검출된 픽셀의 위치를 기반으로 획득한 의료 영상을 보정하는 단계; 및
보정된 의료 영상을 기초로 최종 의료 영상을 획득하는 단계;
를 포함하는 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법.
A method of increasing the spatial resolution of a device for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing,
Acquiring a medical image based on a magnitude of incident radiation energy;
Acquiring the magnitude of the radiation energy incident on the pixel on a pixel-by-pixel basis at the time of acquiring the medical image;
Detecting a position of a pixel to which a radiation is incident if there is no charge sharing phenomenon based on the acquired energy amount per pixel and the coordinate value of the pixel;
Correcting the medical image acquired based on the position of the detected pixel; And
Acquiring a final medical image based on the corrected medical image;
A method for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing comprising:
제9항에서,
상기 에너지 크기 획득 단계는, 픽셀에 입사하는 방사선 에너지의 크기가 미리 설정된 임계값보다 큰 기간에 대응되는 참조 클럭의 개수를 픽셀의 에너지 크기값으로 하여, 픽셀 단위로 입사하는 방사선 에너지의 크기를 획득하는 것으로 이루어진 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법.
The method of claim 9,
The energy magnitude obtaining step may obtain the magnitude of the radiation energy incident on a pixel-by-pixel basis, with the number of reference clocks corresponding to a period in which the magnitude of the radiation energy incident on the pixel is greater than a predetermined threshold value, A method for increasing spatial resolution of medical images using charge sharing.
제9항에서,
상기 픽셀 위치 검출 단계는, 픽셀을 논리적으로 복수 개의 가상 픽셀로 분할하고, 픽셀별 에너지 크기 및 가상 픽셀의 좌표값을 기초로 전하 공유 현상이 없다면 방사선이 입사할 픽셀의 위치를 검출하는 것으로 이루어진 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법.
The method of claim 9,
Wherein the pixel position detection step comprises the steps of dividing a pixel logically into a plurality of virtual pixels and detecting the position of the pixel to which the radiation will enter if there is no charge sharing phenomenon based on the energy magnitude of each pixel and the coordinate value of the virtual pixel A Method for Increasing Spatial Resolution of Medical Images Using Shared.
제9항에서,
상기 최종 의료 영상 획득 단계는, 상기 의료 영상 획득 단계, 상기 에너지 크기 획득 단계, 상기 픽셀 위치 검출 단계 및 상기 영상 보정 단계를 미리 설정된 시간 간격으로 복수 회 반복 수행하고, 반복 수행하여 획득한 복수 개의 보정 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득하는 것으로 이루어진 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법.
The method of claim 9,
The final medical image acquisition step may include repeating the medical image acquisition step, the energy magnitude acquisition step, the pixel position detection step, and the image correction step a plurality of times at predetermined time intervals, A method of increasing the spatial resolution of a medical image using charge sharing comprising combining medical images to obtain the final medical image.
제9항에서,
대상 객체를 픽셀의 크기보다 작은 미리 설정된 거리만큼 이동하는 단계를 더 포함하며,
상기 영상 보정 단계는, 상기 대상 객체가 이동하기 전후에 각각 획득한 의료 영상을 검출된 픽셀의 위치를 기반으로 각각 보정하는 것으로 이루어지고,
상기 최종 의료 영상 획득 단계는, 보정된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득하는 것으로 이루어진 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법.
The method of claim 9,
Further comprising moving the target object by a predetermined distance less than the size of the pixel,
Wherein the image correction step comprises: correcting the medical images acquired before and after moving the target object based on the positions of the detected pixels,
Wherein the final medical image acquiring step acquires the final medical image by synthesizing the corrected medical images before and after the movement.
제13항에서,
상기 대상 객체 이동 단계는, 상기 대상 객체를 가로축으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하고, 상기 대상 객체를 세로축으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하는 것으로 이루어진 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법.
The method of claim 13,
Wherein the moving the target object comprises moving the target object along the horizontal axis by the predetermined distance and moving the target object along the vertical axis by the predetermined distance.
제13항에서,
상기 최종 의료 영상 획득 단계는, 상기 보정된 이동 후 의료 영상을 상기 대상 객체가 이동한 반대 방향으로 상기 미리 설정된 거리만큼 이동하여 상기 보정된 이동 전 의료 영상에 중첩시키고, 상기 보정된 이동 전후 의료 영상의 중첩된 영역을 상기 최종 의료 영상으로 획득하는 것으로 이루어진 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법.
The method of claim 13,
Wherein the final medical image acquisition step includes moving the corrected medical image after movement by the predetermined distance in the direction opposite to the movement of the target object and superimposing the corrected medical image on the corrected medical image before movement, And acquiring the superimposed area of the medical image as the final medical image.
제13항에서,
상기 최종 의료 영상 획득 단계는, 상기 미리 설정된 거리를 기초로 산출된 배율만큼 상기 보정된 이동 전후 의료 영상을 확대하고, 확대된 이동 전후 의료 영상을 합성하여 상기 최종 의료 영상을 획득하는 것으로 이루어진 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법.
The method of claim 13,
Wherein the final medical image acquiring step includes a step of acquiring the final medical image by enlarging the corrected medical image before and after the correction by the magnification calculated on the basis of the predetermined distance, A Method for Increasing Spatial Resolution of Medical Images Using.
제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 전하 공유를 이용한 의료 영상의 공간 해상도 증가 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a computer-readable recording medium for causing a computer to execute a method for increasing spatial resolution of a medical image using charge sharing as claimed in any one of claims 9 to 16.
KR1020160075078A 2016-06-16 2016-06-16 Apparatus and method for increasing spatial resolution of medical image using charge sharing KR101769476B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160075078A KR101769476B1 (en) 2016-06-16 2016-06-16 Apparatus and method for increasing spatial resolution of medical image using charge sharing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160075078A KR101769476B1 (en) 2016-06-16 2016-06-16 Apparatus and method for increasing spatial resolution of medical image using charge sharing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101769476B1 true KR101769476B1 (en) 2017-08-18

Family

ID=59753231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160075078A KR101769476B1 (en) 2016-06-16 2016-06-16 Apparatus and method for increasing spatial resolution of medical image using charge sharing

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101769476B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012070826A (en) 2010-09-28 2012-04-12 Fujifilm Corp Radiological image radiographing apparatus and method
JP2013516609A (en) 2009-12-30 2013-05-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ System and method for providing a shared charge in a pixelated image detector
WO2016074864A1 (en) 2014-11-11 2016-05-19 Paul Scherrer Institut System for obtaining quantitative x-ray images using hilbert transform on imaged fringes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013516609A (en) 2009-12-30 2013-05-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ System and method for providing a shared charge in a pixelated image detector
JP2012070826A (en) 2010-09-28 2012-04-12 Fujifilm Corp Radiological image radiographing apparatus and method
WO2016074864A1 (en) 2014-11-11 2016-05-19 Paul Scherrer Institut System for obtaining quantitative x-ray images using hilbert transform on imaged fringes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10281565B2 (en) Distance measuring device and solid-state image sensor used therein
US10491815B2 (en) Image-processing apparatus, image-processing method, and non-transitory computer readable medium storing image-processing program
CN112070845B (en) Calibration method and device of binocular camera and terminal equipment
US20130335595A1 (en) Event-based image processing apparatus and method
CN111373737B (en) Photon counting device and photon counting method
EP2579213B1 (en) Apparatus, method, program and recording medium for image processing
JP7145432B2 (en) Projection system, image processing device and projection method
JP6072088B2 (en) Radiation imaging system, radiation imaging method and program
JP6594170B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, image projection system, and program
JP2008216127A (en) Distance image generation device, distance image generation method, and program
KR101320520B1 (en) Method and apparatus for calibarting position of image sensor, and method for detecting position of image sensor
JP2008216126A (en) Distance image generating device, distance image generation method, and program
KR101769476B1 (en) Apparatus and method for increasing spatial resolution of medical image using charge sharing
US20160381342A1 (en) Image processing apparatus, imaging apparatus, image processing method, and recording medium
JP2010217984A (en) Image detector and image detection method
JP2011080843A (en) Three-dimensional shape measuring system and three-dimensional shape measuring method
CN112215782B (en) Image correction method and device for rolling shutter imaging device
JP5635389B2 (en) Image processing apparatus, image processing program, and X-ray diagnostic imaging apparatus
JP2016036374A (en) Radiographic apparatus and gain image creation method
JP5206176B2 (en) Image converter
KR101838951B1 (en) Apparatus and method for increasing spatial resolution of image
JP2008058279A (en) Apparatus and method for forming range image, and program
JP2017204787A (en) Image processing apparatus, control method thereof, imaging apparatus, and program
JP5057134B2 (en) Distance image generating apparatus, distance image generating method and program
JP7277187B2 (en) Image processing device, imaging device, image processing method, and program

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant