KR101822908B1 - 방사선 영상의 정보 획득 방법 및 장치 - Google Patents
방사선 영상의 정보 획득 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 장치는, 영상 처리를 하고자 하는 제1 타겟 및 제1 타겟과 적어도 일부 영역이 중첩되는 제2 타겟을 포함하는 2차원의 영상을 입력 받고, 입력된 2차원의 영상에서 제2 타겟을 제거하는 타겟 제거부 및 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 제2 타겟과 중첩되는 영역이 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역을 분석하여, 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하는 영역으로 정의되는 제1 영역의 정보를 획득하는 제1 영역 정보 획득부를 포함하고, 입력된 2차원의 영상에서 제2 타겟을 제거하는 단계 및 제1 영역의 정보를 획득하는 단계를 포함하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법을 포함한다.
Description
본 발명은 2차원 영상으로부터 필요한 정보의 획득을 용이하게 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 2차원 방사선 영상으로부터 영상처리를 통하여 필요한 정보를 효율적으로 획득할 수 있게 하는 방사선 영상의 정보 획득 방법 및 장치를 제공한다.
일반적으로, 의료 분야에서는 진료 목적을 위하여 CT 등의 X선 촬영 영상을 사용하게 된다.이는 피사체에 투과성이 높은 X선 등의 방사선을 조사하면, 피사체의 물리적 성질과 거리에 따라 X선의 세기가 감쇠되는 특성을 이용하여 조사된 방사선을 수광하는 이미지 센서에서 피사체의 투영(Projection)을 영상을 획득함으로써 얻어진다. 특히 치과의 경우 진단을 위하여 전체 턱 및 머리 특히 환자의 악궁에 대한 엑스레이 영상을 생성하여 활용한다. 그런데, X선 촬영 영상은 인체 내부 조직에 대한 영상으로서 전문가가 아닌 일반인에게는 익숙하지 아니하며, 전문 인력의 경우에도 진료에 필요한 정보를 획득하기 위하여 별도의 과정을 거쳐야 한다.
특히, 치과나 성형외과 분야 등에서는 진료 기타 목적으로 구강 내부 구조를 다양한 방향에서 재구성한 이미지가 계속적으로 활용되는데, 이때 영상처리 과정에서 별도의 인력이 필요하고 계속적인 작업이 요구되어 경제적 시간적으로 상당한 부담이 발생하게 된다. 따라서, 보다 효율적으로 영상으로부터 원하는 정보를 획득하도록 하는 방안이 요구되고 있다.
한편, 치과에서 환자의 턱 및 머리 영역을 촬영하기 위하여 사용되는 치과용 콘빔시티(CBCT: cone beam computered tomography)의 경우, 시티 영상을 촬영한 후 축상면(axial) 이미지 상에서 악궁의 적당한 위치에 수동으로 점을 찍은 후 재구성된 파노라마 및 단면 이미지를 얻도록 함이 종래 보편적으로 활용되었는데, 이 과정에서 방사선사 내지 위생사와 같은 전문 인력이 투입되고 작업자의 숙련도에 따라 오차 발생의 여지가 있으며 진단 및 치료가 지연된다는 점에서 보다 빠르고 정확하게 표준화된 재구성 이미지를 획득할 수 있도록 하는 방안이 요구된다.
기존에 소개된 방법들은 재구성된 이미지를 생성하기 위하여, 치아의 치관(crown) 부분만을 분리하고 교합면의 높이를 산출하여 아치를 그리는 기준으로 이용하였으나, 이는 치아 전체가 결실된 무치악 또는 일부가 결실된 부분무치악 환자의 경우에는 적용이 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 기존의 방법들은 악궁의 전체가 촬영된 풀 아치(full arch)를 처리하는 경우만을 가정하여 치아 일부가 촬영된 단면의 경우 이미지를 재구성하기 어렵다는 문제가 있다 또한, 기존의 이미지 처리 방법들에 의하면 교합면이 바닥과 평행하지 않게 촬영된 이미지의 수평을 맞추는 기능의 부재로 인하여 비뚤어진 재구성 영상이 생성되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 방사선 영상에 대하여 영상에 포함된 타겟의 공간 정보 획득 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 2차원 방사선 영상에 대하여, 영상 처리 방법을 이용하여 2차원 방사선 영상에 포함된 타겟의 공간 정보를 획득하고, 타겟을 회전시키는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치는 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 피사체인 제1 타겟 및 제1 타겟과 적어도 일부 영역이 중첩되고 공간 정보를 획득하거나 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 제2 타겟을 포함하는 적어도 2차원의 영상을 입력 받고, 입력된 2차원의 영상에서 제2 타겟을 제거하는 타겟 제거부 및 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 제2 타겟과 중첩되는 적어도 일부 영역이 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역을 분석하여, 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하는 영역으로 정의되는 제1 영역의 정보를 획득하는 제1 영역 정보 획득부를 포함한다. 1 영역은, 제1 타겟이 분포하는 영역과 적어도 일부 중첩되고, 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하며, 제1 영역의 경계는 제2 타겟이 분포하는 영역의 경계와 적어도 일부 일치하는 것으로 할 수 있다.
이때, 제1 영역 정보 획득부는, 적어도 일부가 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역을 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 제1 특징점을 결정하는 제1 특징점 결정부 및 제1 특징점 이외에 제1 영역을 정의하기에 적합하며 미리 결정된 기준에 따른 제2 특징점 및 제3 특징점을 더욱 이용하여, 제1 영역을 결정하고, 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 제1 영역 공간 정보 획득부를 포함할 수 있다.
이때, 제1 타겟은 악골이고, 제2 타겟은 악골의 일부로서 치관이며, 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것은, 치관이 제거된 악골이 분포하는 영역을 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 제1 영역의 일방 끝점으로서 제1 특징점을 결정하고, 치관이 제거된 악골이 분포하는 영역을 스무딩 처리하고, 스무딩된 영역의 경계의 변곡점으로서 제2 특징점 및 제3 특징점을 결정하여, 제1 특징점, 제2 특징점 및 제3 특징점을 이용하여 제1 영역을 결정하고, 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
한편, 타겟 제거부는, 제1 타겟이 분포하는 영역은 서로 분리된 복수의 객체들을 포함하고, 복수의 객체들 중 적어도 일부의 객체들을 일정 비율로 확대하여, 복수의 객체들이 서로 분리되지 않도록 객체들 및 제1 타겟이 분포하는 영역을 변형하는 제1 타겟 변형부 및 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역에서 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거하는 제2 타겟 제거부를 포함하여 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치는, 타겟 제거부 및 제1 영역 정보 획득부에 있어서, 제1 영역 중 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역의 정보를 획득하는 제2 영역 정보 획득부를 더 포함할 수 있다.
이때, 제2 영역 정보를 획득하는 것은, 제1 영역을 포함하도록 컨벡스헐 처리를 하고, 컨벡스헐 처리된 영역으로부터 제2 타겟이 분포하는 영역을 마스킹하고, 컨벡스헐 처리된 영역을 축소한 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹하여, 나머지 영역에 포함되는 객체들 중 최대 면적을 가지는 객체를 팽창 처리한 영역으로 정의되는 제2 영역의 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치는, 타겟 제거부 및 제1 영역 정보 획득부에 있어서, 제1 타겟을 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 회전부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 타겟을 1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것은, 제1 영역에 포함되며, 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역을 획득하고, 제2 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 피팅된 1차 다항식 그래프가 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것으로 할 수 있다. 혹은, 제1 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 상기 피팅된 1차 다항식 그래프가 상기 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것으로 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법은, 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 피사체인 제1 타겟 및 제1 타겟과 적어도 일부 영역이 중첩되고 공간 정보를 획득하거나 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 제2 타겟을 포함하는 적어도 2차원의 영상을 입력 받고, 입력된 2차원의 영상에서 제2 타겟을 제거하는 단계 및 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 제2 타겟과 중첩되는 적어도 일부 영역이 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역을 분석하여, 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하는 영역으로 정의되는 제1 영역의 정보를 획득하는 단계를 포함한다.
이때, 제1 영역은, 제1 타겟이 분포하는 영역과 적어도 일부 중첩되고, 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하며, 제1 영역의 경계는 제2 타겟이 분포하는 영역의 경계와 적어도 일부 일치하도록 할 수 있다.
또한, 제1 영역의 정보를 획득하는 것은, 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 제1 영역을 정의하기 위한 적어도 하나의 특징점을 결정하고, 특징점의 위치 좌표를 이용하여 제2 타겟의 공간 정보를 포함하는 제1 영역의 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 타겟은 악골이고, 제2 타겟은 악골의 일부로서 치관이며 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것은, 치관이 제거된 악골이 분포하는 영역을 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 제1 영역의 일방 끝점으로서 제1 특징점을 결정하고, 치관이 제거된 악골이 분포하는 영역을 스무딩 처리하고, 스무딩된 영역의 경계의 변곡점으로서 제2 특징점 및 제3 특징점을 결정하여, 제1 특징점, 제2 특징점 및 제2 특징점을 이용하여 제1 영역을 결정하고, 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 제1 영역의 정보를 획득하는 단계는, 적어도 일부가 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역을 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 제1 특징점을 결정하는 단계 및 제1 특징점 이외에 제1 영역을 정의하기에 적합하며 미리 결정된 기준에 따른 제2 특징점 및 제3 특징점을 더욱 이용하여, 제1 영역을 결정하고, 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 단계를 포함하여 구현될 수 있다.
한편, 제2 타겟을 제거하는 단계는, 제1 타겟이 분포하는 영역은 서로 분리된 복수의 객체들을 포함하고, 복수의 객체들 중 적어도 일부의 객체들을 일정 비율로 확대하여, 복수의 객체들이 서로 분리되지 않도록 객체들 및 제1 타겟이 분포하는 영역을 변형하는 단계 및 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역에서 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법은, 제2 타겟을 제거하는 단계 및 제1 영역의 정보를 획득하는 단계에 더하여, 제1 영역 중 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역의 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 제2 영역의 정보를 획득하는 것은, 제1 영역을 포함하도록 컨벡스헐 처리를 하고, 컨벡스헐 처리된 영역으로부터 제2 타겟이 분포하는 영역을 마스킹하고, 컨벡스헐 처리된 영역을 축소한 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹하여, 나머지 영역에 포함되는 객체들 중 최대 면적을 가지는 객체를 팽창 처리한 영역으로 정의되는 제2 영역의 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법은, 제2 타겟을 제거하는 단계 및 제1 영역의 정보를 획득하는 단계에 더하여, 제1 타겟을 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 단계를 더 포함하여 구현될 수 있다. 이때, 제1 타겟을 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것은, 제1 영역에 포함되며, 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역을 획득하고, 제2 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 피팅된 1차 다항식 그래프가 제1 기준축과 평행하도록 회전시킬 수 있다. 혹은, 제1 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 상기 피팅된 1차 다항식 그래프가 상기 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 및 장치는, 방사선 영상에 포함된 타겟이 분포하는 영역 정보를 용이하게 획득하도록 한다. 또한, 본 발명의 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 및 장치는, 방사선 영상에 포함된 타겟이 분포하는 영역 정보를 이용하여 타겟의 정렬을 맞출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 타겟을 제거하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제1 영역의 정보를 획득하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 타겟을 제거하는 단계 중 제1 타겟을 변형하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 제거하는 단계 중 변형된 제1 타겟에서 제2 타겟을 제거하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제1 영역의 정보를 획득하는 단계 중 제1 특징점을 결정하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제1 영역의 정보를 획득하는 단계 중 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 영역 정보를 획득하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제2 영역의 정보를 획득하는 단계의 일부를 상세히 도시한 것이다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제2 영역의 정보를 획득하는 단계의 일부를 상세히 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제1 기준축과 평행하도록 회전하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리의 대상이 되는 2차원 영상에 대하여 상세히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 타겟을 제거하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제1 영역의 정보를 획득하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 타겟을 제거하는 단계 중 제1 타겟을 변형하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 제거하는 단계 중 변형된 제1 타겟에서 제2 타겟을 제거하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제1 영역의 정보를 획득하는 단계 중 제1 특징점을 결정하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제1 영역의 정보를 획득하는 단계 중 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 영역 정보를 획득하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제2 영역의 정보를 획득하는 단계의 일부를 상세히 도시한 것이다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제2 영역의 정보를 획득하는 단계의 일부를 상세히 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제1 기준축과 평행하도록 회전하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리의 대상이 되는 2차원 영상에 대하여 상세히 도시한 것이다.
발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서의 부(means)는 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다.
다시 말해, 부(means)는 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.
다시 말해, 부(means)는 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치(10)를 나타낸다. 본 발명은 종래 콘빔씨티(CBCT: cone beam computered tomography, 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영)의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치(10)는 치과용 방사선 영상 처리 장치로써 콘빔씨티(CBCT: cone beam computered tomography, 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영 장치)의 한 종류일 수 있다. 즉, 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치(10)는 방사선 영상을 처리하는 컴퓨터 단층 촬영 장치(Computered Tomography, CT)를 포함하고, 방사선 영상은 X선을 이용하여 인체의 횡단면상을 나타내는 CT(Computed Tomography)영상을 포함하며, 공간 정보의 대상인 타겟은 사람의 상,하악을 포함하는 머리 영역일 수 있다.
도 1에 따른 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치(10)는 타겟 제거부(100), 제1 영역 정보 획득부(200)를 포함하여 구현 될 수 있다. 또한, 타겟 처리 장치(10)는 제2 영역 정보 획득부(300) 또는 회전부(400)중 적어도 어느 하나를 더 포함하여 구현될 수 있다. 상기 타겟 제거부(100), 제1 영역 정보 획득부(200), 제2 영역 정보 획득부(300) 및 회전부(400)는 치과용 방사선 영상 처리 장치로써 콘빔씨티(CBCT: cone beam computered tomography)의 한 종류인 방사선 영상을 처리하는 컴퓨터 단층 촬영장치(Computered Tomography, CT)에서 구현되어 동일한 기능을 수행할 수 있다.
도 1에 따른 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치(10)는 타겟 제거부(100), 제1 영역 정보 획득부(200)를 포함하여 구현 될 수 있다. 또한, 타겟 처리 장치(10)는 제2 영역 정보 획득부(300) 또는 회전부(400)중 적어도 어느 하나를 더 포함하여 구현될 수 있다. 상기 타겟 제거부(100), 제1 영역 정보 획득부(200), 제2 영역 정보 획득부(300) 및 회전부(400)는 치과용 방사선 영상 처리 장치로써 콘빔씨티(CBCT: cone beam computered tomography)의 한 종류인 방사선 영상을 처리하는 컴퓨터 단층 촬영장치(Computered Tomography, CT)에서 구현되어 동일한 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치(10)는 방사선 촬영으로 획득된 2차원의 영상을 입력으로 하여, 제2 타겟을 제거하고, 획득한 제1 영역 정보, 제1 영역 정보를 이용하여 획득한 제2 영역 정보, 제2 영역 정보 또는 제1 영역 정보 중 어느 하나를 이용하여 타겟이 임의의 기준축과 수평을 이루도록 회전된 영상을 획득할 수 있다.
이때, 2차원의 영상은 미리 정해진 이진화 기준값에 따라 이진화 된 영상일 수 있으며, 특히, 3차원 방사선 영상을 시상면 또는 관상면 중 어느 하나에 대하여 투영하여 얻어진 2차원의 영상 또는 그 이진화 영상일 수 있다. 3차원의 영상은 방사선 촬영 장치 예컨대, 시티(CT; computed tomography) 촬영 장치로 획득한 3차원 영상을 이용할 수 있다. 그러나 이에 한정하지는 아니한다. 또한, 본 발명에서의 제1 기준면은 시상면 또는 관상면 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 및 장치에 있어서, 제1 기준면에 대하여 2차원 영상으로 투영하는 것은 3차원 영상에 대하여 제1 기준면과 평행한 기준면들 사이의 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하는 것으로 구현될 수 있으며, 제1 기준축에 대하여 투영하는 것은, 2차원 영상에 대하여, 제1 기준축과 평행한 기준축들 사이의 구간에서의 2차원 영상의 밝기 정보를 적분하는 것으로 구현될 수 있다.
타겟 제거부(100)는 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 피사체인 제1 타겟 및 제1 타겟과 적어도 일부 영역이 중첩되고 공간 정보를 획득하거나 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 제2 타겟을 포함하는 적어도 2차원의 영상을 입력 받고, 입력된 2차원의 영상에서 제2 타겟을 제거할 수 있다. 타겟 제거부(100)는 제1 타겟 변형부(110) 및 제2 타겟 제거부(130)을 포함하여 구현될 수 있다. 타겟 제거부(100)는, 입력된 2차원의 영상으로부터 제1 타겟이 분포하는 영역을 변형하고, 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역으로부터 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거할 수 있다. 특히, 제1 타겟이 하나의 객체로 이루어지도록 변형하고, 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역으로부터 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거할 수 있다.
타겟 제거부(100)는, 제1 타겟이 복수의 객체들을 포함하는 경우, 제1 타겟이 분포하는 영역이 단일 객체로 이루어지도록 복수의 객체들을 일정 비율로 팽창 처리 하여 제1 타겟이 분포하는 영역을 변형하고, 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역으로부터 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟은 악골이고, 제2 타겟은 악골의 일부로서 치관인 것으로 할 수 있다.
제1 타겟 변형부(110)는 제1 타겟은 서로 분리된 복수의 객체들을 포함하고, 복수의 객체들 중 적어도 일부의 객체들을 일정 비율로 확대하여, 복수의 객체들이 서로 분리되지 않도록 객체들 및 제1 타겟을 변형할 수 있다. 이는 제1 타겟이 분리된 상태로 영상 처리를 진행하는 경우, 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하는 영역인 제1영역의 정보 획득이 곤란하기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟 변형부(110)는 입력 받은 2차원의 영상, 바람직하게는 이진화된 2차원의 영상에 대하여, 2차원의 영상에 포함된 제1 타겟에 있어서, 복수의 객체들이 서로 분리되지 않도록 객체들 및 제1 타겟을 변형하는 것은, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 제1 타겟 면적 중 일정 비율(예컨대, 90%) 이상인지 판단하여, 제1 타겟의 분리 여부를 판단하고, 제1 타겟이 분리되지 않도록, 즉, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 제1 타겟 면적 중 일정 비율 이상이 되도록 전체 제1 타겟을 팽창(dilation)처리 하고, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 제1 타겟 면적 중 일정 비율 이상이 되면, 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지 부분을 제거하여 객체들 및 제1 타겟을 변형하는 것으로 할 수 있다. 특히, 투영된 방사선 영상을 뼈의 기준 이진화 기준값으로 이진화한 2차원 이진화 영상에 대하여 위와 같이 객체들 및 제1 타겟을 변형할 수 있다.
제2 타겟 제거부(130)는 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역에서 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거할 수 있다. 이때, 입력 영상으로부터 제거하고자 하는 제2 타겟의 강도를 고려하고, 제2 타겟에 대한 화소값의 일정한 기준값을 설정하여 해당 영역을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 타겟 제거부(130)는 변형된 제1 타겟으로부터, 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거하고, 제1 타겟 변형부(110)에서와 같이, 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟에 대하여, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟의 전체 면적 중 일정 비율(예컨대, 90%) 이상인지 판단하여, 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟의 분리 여부를 판단하고, 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟이 분리되지 않도록, 즉, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 제1 타겟 면적 중 일정 비율 이상이 되도록 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟 전체를 팽창(dilation)처리 하고, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟의 전체 면적 중 일정 비율 이상이 되면, 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지 부분을 제거하여, 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역을 분리되지 않도록 할 수 있다.
제1 영역 정보 획득부(200)는 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 제2 타겟과 중첩되는 적어도 일부 영역이 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역을 분석하여, 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하는 영역으로 정의되는 제1 영역의 정보를 획득할 수 있다. 제1 영역 획득부는, 적어도 일부가 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역을 1차원 투영하여, 제1 영역의 경계를 결정하기 위한 제1 특징점을 결정하고, 제1 특징점 이외에 제2 특징점 및 제3 특징점을 결정하고, 제1 내지 제3 특징점을 이용하여 제1 영역 정보를 획득할 수 있다. 제1 영역 정보 획득부(200)는, 제1 특징점 결정부(210) 및 제1 영역 공간 정보 획득부(230)을 포함하여 구현될 수 있다.
본 발명에서의 제1 영역은, 제1 타겟이 분포하는 영역과 적어도 일부 중첩되고, 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하며, 제2 타겟이 분포하는 영역의 경계와 제1 영역의 경계가 적어도 일부 일치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제1 특징점 결정부(210)는, 적어도 일부가 제거된 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 상기 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 상기 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 제1 특징점을 결정할 수 있다. 이때, 제1 특징점은 제1 영역의 일방 최전방점 혹은 일방 최후방점으로 정의될 수 있으며, 제1 특징점을 결정하는 것은, 제1 타겟이 분포하는 영역을 제1 기준축 방향(수직방향)으로 투영하여, 제1 타겟이 분포하는 영역의 제1 기준축에서의 경계값을 획득하고, 해당 경계값에서 제1 타겟이 분포하는 영역의 좌표를 이용하여, 제1 특징점의 제2 기준축에서의 경계값을 획득하고, 제1 특징점의 좌표를 획득할 수 있다.
바람직하게는, 제1 특징점을 결정하는 것에 앞서, 제1 타겟을 수평 방향으로 투영하여 제1 타겟의 수직 방향의 최고점 및 최저점 및 그 좌표를 획득하고, 획득한 최고점 및 최저점의 좌표를 이용하여 제1 타겟의 최고점 위와 최저점 아래 및 옆면을 채우는 박스를 형성하고, 구멍 채우기(filling holes) 후, 영상을 반전하여, 획득한 영상을 이용하여 제1 특징점을 결정할 수 있다. 이때 영상을 반전하는 것은, 이진화된 2차원의 영상을 흑백 반전하는 것으로 할 수 있다.
제1 영역 공간 정보 획득부(230)는, 제1 특징점 이외에 상기 제1 영역을 정의하기에 적합하며 미리 결정된 기준에 따른 제2 특징점 및 제3 특징점을 더욱 이용하여, 상기 제1 영역을 결정하고, 상기 제1 영역의 공간 정보를 획득할 수 있다. 이때, 제1 특징점, 제2 특징점 및 제3 특징점을 이용하여 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것은, 제2 특징점과 제3 특징점 간의 거리를 계산하고, 계산된 거리보다 적어도 일정 비율 긴 길이를 가지는 수직선의 중점을 제1 특징점에 위치시킨 후, 수직선을 제2 특징점 및 제3 특징점 방향으로 단위 픽셀(pixel)씩 이동시키면서, 수직선과 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역이 이루는 공간에 대하여 구멍 채우기(filling holes)처리하고, 채워진 부분의 넓이가 최대가 될 때까지 수직선을 이동시켜 얻어진 최대 넓이를 가지는 영역을 팽창(dilation) 처리하고, 뒷부분을 일정 부분 제거하여 얻어지는 영역을 제1 영역으로 하여, 제1 영역의 공간 정보를 획득할 수 있다. 이때, 뒷부분을 일정 부분(예컨대, 2mm) 제거하는 것은, 제1 타겟이 악골이고 제2 타겟이 치관이고 제1 영역이 치아 공간인 경우에, 상악결절(maxillary tuberosity) 후방 공간은 상악에만 존재하여, 추후 제1 영역을 이용하여 수평을 맞추는 경우에 오차를 야기하는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 제2 특징점 및 제2 특징점을 이용하여 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것은, 제1 영역의 경계가 제1 특징점, 제2 특징점 및 제3 특징점과 중첩되도록 하여 제1 영역의 공간 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟은 악골 및 치관이고, 제2 타겟은 치관이며, 제2 타겟의 공간 정보를 획득하는 것은, 치아가 제거된 악골이 분포하는 영역을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 상기 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 상기 제1 영역의 일방 끝점으로서 제1 특징점을 결정하고, 치아가 제거된 악골이 분포하는 영역을 스무딩 처리하고, 스무딩된 영역의 경계의 변곡점으로서 제2 특징점 및 제3 특징점을 결정하여, 제1 특징점, 제2 특징점 및 제3 특징점을 이용하여 상기 제2 타겟의 공간 정보를 획득할 수 있다. 이때, 제1, 제2 및 제3 특징점을 이용하여 제2 타겟의 공간 정보를 획득하는 것은, 상술한 바와 같이 수행될 수 있다.
제2 영역 정보 획득부(300)는 제1 영역 중 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역의 정보를 획득할 수 있다. 이때, 제2 영역의 정보를 획득하는 것은, 제1 영역을 포함하는 컨벡스헐 처리를 하고, 상기 컨벡스헐 처리된 영역으로부터 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 마스킹하고, 컨벡스헐 처리된 영역을 축소한 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹하여, 나머지 영역에 포함되는 객체들 중 최대 면적을 가지는 객체를 팽창 처리한 영역으로 정의되는 상기 제2 영역의 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다. 이때, 컨벡스헐 처리하는 것은, 임의의 영역 내지 점들의 집합을 포함하는 볼록 다각형(볼록 껍질)을 형성하는 것을 말한다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 영역 정보 획득부(300)는, 제1 영역에 대하여 제1 영역 전체를 포함하는 볼록 껍질을 생성하는 컨벡스헐 처리를 하고, 컨벡스헐 처리하여 얻어진 영역에 대하여, 제2 타겟이 분포하는 영역을 마스킹 하고, 제2 타겟이 분포하는 영역이 마스킹된 영역에 대하여, 컨벡스헐 처리하여 얻어진 영역을 축소(shrink)한 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹 하고, 얻어지는 영역에 대하여, 노이즈를 제거하기 위하여 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지는 제거하고, 최대 면적을 가지는 객체를 팽창(dilation)처리하여 얻어지는 제2 영역의 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
회전부(400)는 제1 타겟을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시킬 수 있다. 이때, 제1 타겟을 회전시키는 것은, 제1 영역에 포함되며, 상기 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역을 획득하고, 상기 제2 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 상기 피팅된 1차 다항식 그래프가 상기 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것으로 할 수 있다.
한편, 제1 타겟을 회전시키는 것은, 제1 영역에 대하여 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 피팅된 1차 다항식 그래프가 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것으로 할 수 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부(400)는, 제1 영역에 포함되며, 제2 타겟이 분포하지 않는 영역인 제2 영역에 대하여, 가우시안 필터링(Gaussian filtering) 처리하고, 필터링 된 제2 영역에 1차 함수를 피팅하여, 피팅된 1차 함수의 기울어진 각도를 획득하고, 입력 받은 2차원의 영상 또는 처리의 대상이 되는 방사선 3차원 영상을 기울어진 각도만큼, 기울어진 반대 방향으로 회전시킬 수 있다. 혹은, 제1 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고 피팅된 1차 다항식 그래프가 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것으로 할 수 있다. 이때, 기울어진 각도의 값에 대하여는, 제1 영역 및 제2 영역을 이용하여 각각 구해지는 두 개의 각도 중 작은 각도를 선택하여 회전을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법을 나타낸다. 본 발명에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법은, 제2 타겟을 제거하는 단계(S100) 및 제1 영역의 정보를 획득하는 단계(S200)를 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 제2 영역의 정보를 획득하는 단계(S300) 및 제1 기준축과 평행하도록 회전하는 단계(S400)를 추가적으로 포함하여 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 의하면, 방사선 촬영으로 획득된 2차원의 영상을 입력으로 하여, 제2 타겟을 제거하고, 획득한 제1 영역 정보, 제1 영역 정보를 이용하여 획득한 제2 영역 정보, 제2 영역 정보 또는 제1 영역 정보 중 어느 하나를 이용하여 타겟이 임의의 기준축과 수평을 이루도록 회전된 영상을 획득할 수 있다.
이때, 2차원의 영상은 미리 정해진 이진화 기준값에 따라 이진화 된 영상일 수 있으며, 특히, 3차원 방사선 영상을 시상면 또는 관상면 중 어느 하나에 대하여 투영하여 얻어진 2차원의 영상 또는 그 이진화 영상일 수 있다. 3차원의 영상은 방사선 촬영 장치 예컨대, 시티(CT; computed tomography) 촬영 장치로 획득한 3차원 영상을 이용할 수 있다. 그러나 이에 한정하지는 아니한다. 또한, 본 발명에서의 제1 기준면은 시상면 또는 관상면 중 어느 하나일 수 있다.
제2 타겟을 제거하는 단계(S100)에서는, 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 피사체인 제1 타겟 및 상기 제1 타겟과 적어도 일부 영역이 중첩되고 공간 정보를 획득하거나 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 제2 타겟을 포함하는 적어도 2차원의 영상을 입력 받고, 상기 입력된 2차원의 영상에서 상기 제2 타겟을 제거할 수 있다. 제2 타겟을 제거하는 단계(S100)에 따르면, 입력된 2차원의 영상으로부터 제1 타겟이 분포하는 영역을 변형하고, 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역으로부터 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거할 수 있다. 특히, 제1 타겟이 하나의 객체로 이루어지도록 변형하고, 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역으로부터 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 타겟을 제거하는 단계(S100)에 의하면, 제1 타겟이 복수의 객체들을 포함하는 경우, 제1 타겟이 분포하는 영역이 단일 객체로 이루어지도록 복수의 객체들을 일정 비율로 팽창 처리 하여 제1 타겟이 분포하는 영역을 변형하고, 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역으로부터 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟은 악골이고, 제2 타겟은 악골의 일부로서 치관인 것으로 할 수 있다.
제1 영역의 정보를 획득하는 단계(S200)에서는, 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 상기 제2 타겟과 중첩되는 적어도 일부 영역이 제거된 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 분석하여, 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하는 영역으로 정의되는 제1 영역의 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 제1 영역의 정보를 획득하는 단계(S200)에 따르면, 적어도 일부가 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역을 1차원 투영하여, 제1 영역의 경계를 결정하기 위한 제1 특징점을 결정하고, 제1 특징점 이외에 제2 특징점 및 제3 특징점을 결정하고, 제1 내지 제3 특징점을 이용하여 제1 영역 정보를 획득할 수 있다. 한편, 본 발명에서의 제1 영역은, 제1 타겟이 분포하는 영역과 적어도 일부 중첩되고, 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하며, 제2 타겟이 분포하는 영역의 경계와 제1 영역의 경계가 적어도 일부 일치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 제1 영역의 정보를 획득하는 것은, 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 상기 제1 영역을 정의하기 위한 적어도 하나의 특징점을 결정하고, 상기 특징점의 위치 좌표를 이용하여 상기 제2 타겟의 공간 정보를 포함하는 상기 제1 영역의 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
제2 영역의 정보를 획득하는 단계(S300)에서는, 제1 영역을 포함하는 컨벡스헐 처리를 하고, 상기 컨벡스헐 처리된 영역으로부터 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 마스킹하고, 상기 컨벡스헐 처리된 영역을 축소한 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹하여, 나머지 영역에 포함되는 객체들 중 최대 면적을 가지는 객체를 팽창 처리한 영역으로 정의되는 상기 제2 영역의 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다. 이때, 컨벡스헐 처리하는 것은, 임의의 영역 내지 점들의 집합을 포함하는 볼록 다각형(볼록 껍질)을 형성하는 것을 말한다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 영역의 정보를 획득하는 단계(S300)에 의하여 제2 영역의 정보를 획득하는 것은, 제1 영역에 대하여 제1 영역 전체를 포함하는 볼록 껍질을 생성하는 컨벡스헐 처리를 하고, 컨벡스헐 처리하여 얻어진 영역에 대하여, 제2 타겟이 분포하는 영역을 마스킹 하고, 제2 타겟이 분포하는 영역이 마스킹된 영역에 대하여, 컨벡스헐 처리하여 얻어진 영역을 축소(shrink)한 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹 하고, 얻어지는 영역에 대하여, 노이즈를 제거하기 위하여 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지는 제거하고, 최대 면적을 가지는 객체를 팽창(dilation)처리하여 얻어지는 제2 영역의 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
제1 기준축과 평행하도록 회전하는 단계(S400)에서는, 제1 타겟을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시킬 수 있다. 특히, 제1 영역에 포함되며, 상기 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역을 획득하고, 상기 제2 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 상기 피팅된 1차 다항식 그래프가 상기 제1 기준축과 평행하도록 회전시킬 수 있다.
한편, 제1 타겟을 회전시키는 것은, 제1 영역에 대하여 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 피팅된 1차 다항식 그래프가 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것으로 할 수 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 기준축과 평행하도록 회전하는 단계(S400)에서는, 제1 영역에 포함되며, 제2 타겟이 분포하지 않는 영역인 제2 영역에 대하여, 가우시안 필터링(Gaussian filtering) 처리하고, 필터링 된 제2 영역에 1차 함수를 피팅하여, 피팅된 1차 함수의 기울어진 각도를 획득하고, 입력 받은 2차원의 영상 또는 처리의 대상이 되는 방사선 3차원 영상을 기울어진 각도만큼, 기울어진 반대 방향으로 회전시킬 수 있다. 이때, 기울어진 각도의 값에 대하여는, 구해지는 두 개의 각도 중 작은 각도를 선택하여 회전을 수행하도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 타겟을 제거하는 단계(S100)를 상세히 도시한 것이다. 본 발명의 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 타겟을 제거하는 단계(S100)는, 제1 타겟을 변형하는 단계(S110) 및 변형된 제1 타겟에서 제2 타겟을 제거하는 단계(S130)을 포함할 수 있다.
제1 타겟을 변형하는 단계(S110)에서는, 제1 타겟은 서로 분리된 복수의 객체들을 포함하고, 상기 복수의 객체들 중 적어도 일부의 객체들을 일정 비율로 확대하여, 상기 복수의 객체들이 서로 분리되지 않도록 상기 객체들 및 상기 제1 타겟을 변형할 수 있다. 이는 제1 타겟이 분리된 상태로 영상 처리를 진행하는 경우, 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하는 영역인 제1영역의 정보 획득이 곤란하기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟을 변형하는 단계(S110)에서는 입력 받은 2차원의 영상, 바람직하게는 이진화된 2차원의 영상에 대하여, 2차원의 영상에 포함된 제1 타겟에 있어서, 복수의 객체들이 서로 분리되지 않도록 객체들 및 제1 타겟을 변형하는 것은, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 제1 타겟 면적 중 일정 비율(예컨대, 90%) 이상인지 판단하여, 제1 타겟의 분리 여부를 판단하고, 제1 타겟이 분리되지 않도록, 즉, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 제1 타겟 면적 중 일정 비율 이상이 되도록 전체 제1 타겟을 팽창(dilation)처리 하고, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 제1 타겟 면적 중 일정 비율 이상이 되면, 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지 부분을 제거하여 객체들 및 제1 타겟을 변형하는 것으로 할 수 있다. 특히, 투영된 방사선 영상을 뼈(bone)의 기준 이진화 기준값으로 이진화한 2차원 이진화 영상에 대하여 위와 같이 객체들 및 제1 타겟을 변형할 수 있다.
변형된 제1 타겟에서 제2 타겟을 제거하는 단계(S130)에서는, 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역에서 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거할 수 있다. 이때, 입력 영상으로부터 제거하고자 하는 제2 타겟의 강도를 고려하고, 화소값의 일정한 기준값을 설정하여 해당 영역을 제거할 수 있다. 제2 타겟을 제거하고, 제거된 부분에 대하여 영상 처리하여 제2 타겟의 공간 정보 및 제1 영역 정보를 획득하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 변형된 제1 타겟에서 제2 타겟을 제거하는 단계(S130)에서는 변형된 제1 타겟으로부터, 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거하고, 제1 타겟을 변형하는 단계(S110)에서와 같이, 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟에 대하여, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟의 전체 면적 중 일정 비율(예컨대, 90%) 이상인지 판단하여, 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟의 분리 여부를 판단하고, 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟이 분리되지 않도록, 즉, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 제1 타겟 면적 중 일정 비율 이상이 되도록 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟 전체를 팽창(dilation)처리 하고, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟의 전체 면적 중 일정 비율 이상이 되면, 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지 부분을 제거하여, 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역을 분리되지 않도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제1 영역의 정보를 획득하는 단계(S200)를 상세히 도시한 것이다. 제1 영역의 정보를 획득하는 단계(S200)는, 제1 특징점을 결정하는 단계(S210) 및 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 단계(S230)을 포함할 수 있다.
제1 특징점을 결정하는 단계(S210)에서는, 적어도 일부가 제거된 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 상기 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 상기 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 제1 특징점을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 특징점을 결정하는 단계(S210)에서는, 적어도 일부가 제거된 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 상기 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 상기 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 제1 특징점을 결정할 수 있다. 이때, 제1 특징점은 제1 영역의 일방 최전방점 혹은 일방 최후방점으로 정의될 수 있으며, 제1 특징점을 결정하는 것은, 제1 타겟이 분포하는 영역을 제1 기준축 방향(수직방향)으로 투영하여, 제1 타겟이 분포하는 영역의 제1 기준축에서의 경계값을 획득하고, 해당 경계값에서 제1 타겟이 분포하는 영역의 좌표를 이용하여, 제1 특징점의 제2 기준축에서의 경계값을 획득하고, 제1 특징점의 좌표를 획득할 수 있다.
바람직하게는, 제1 특징점을 결정하는 것에 앞서, 제1 타겟을 수평 방향으로 투영하여 제1 타겟의 수직 방향의 최고점 및 최저점 및 그 좌표를 획득하고, 획득한 최고점 및 최저점의 좌표를 이용하여 제1 타겟의 최고점 위와 최저점 아래 및 옆면을 채우는 박스를 형성하고, 구멍 채우기(filling holes)하고, 영상을 반전하여, 획득한 영상을 이용하여 제1 특징점을 결정할 수 있다.
제1 영역의 공간 정보를 획득하는 단계(S230)에서는, 제1 특징점 이외에 상기 제1 영역을 정의하기에 적합하며 미리 결정된 기준에 따른 제2 특징점 및 제3 특징점을 더욱 이용하여, 상기 제1 영역을 결정하고, 상기 제1 영역의 공간 정보를 획득할 수 있다.
이때, 일 실시예에 따르면, 제1 특징점, 제2 특징점 및 제3 특징점을 이용하여 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것은, 제2 특징점과 제3 특징점 간의 거리를 계산하고, 계산된 거리보다 적어도 일정 비율 긴 길이를 가지는 수직선의 중점을 제1 특징점에 위치시킨 후, 수직선을 제2 특징점 및 제3 특징점 방향으로 단위 픽셀(pixel)씩 이동시키면서, 수직선과 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 제1 타겟이 분포하는 영역이 이루는 공간에 대하여 구멍 채우기(filling holes)처리하고, 채워진 부분의 넓이가 최대가 될 때 까지 수직선을 이동시켜 얻어진 최대 넓이를 가지는 영역을 팽창(dilation) 처리하고, 뒷부분을 일정 부분 제거하여 얻어지는 영역을 제1 영역으로 하여, 제1 영역의 공간 정보를 획득할 수 있다. 이때, 뒷부분을 일정 부분(예컨대, 2mm) 제거하는 것은, 제1 타겟이 악골이고 제2 타겟이 치관이고 제1 영역이 치아 공간인 경우에, 상악결절(maxillary tuberosity) 후방 공간은 상악에만 존재하여, 추후 제1 영역을 이용하여 수평을 맞추는 경우에 오차를 야기하는 것을 방지하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 타겟은 악골 및 치관이고, 제2 타겟은 치관이며, 제2 타겟의 공간 정보를 획득하는 것은, 치아가 제거된 악골이 분포하는 영역을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 상기 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 상기 제1 영역의 일방 끝점으로서 제1 특징점을 결정하고, 치아가 제거된 악골이 분포하는 영역을 스무딩 처리하고, 스무딩된 영역의 경계의 변곡점으로서 제2 특징점 및 제3 특징점을 결정하여, 제1 특징점, 제2 특징점 및 제3 특징점을 이용하여 상기 제2 타겟의 공간 정보를 획득할 수 있다. 이때, 제1, 제2 및 제3 특징점을 이용하여 제2 타겟의 공간 정보를 획득하는 것은, 상술한 바와 같이 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 타겟을 제거하는 단계 중 제1 타겟을 변형하는 단계(S110)의 일 실시예를 상세히 도시한 것이다. 도 1 내지 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 입력 받은 2차원의 영상을 도시한 것으로서, 사람의 3차원 방사선 촬영된 영상을 시상면에 대하여 2차원 투영하고, 2차원 투영된 영상을 다시 이진화한 것이다. 이때, 제1 타겟은 악골이고, 2차원 투영된 영상을 뼈의 기준값에 대하여 이진화 한 것이다.
도 5의 (b)는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 입력 받은 2차원의 영상을 변형한 것을 도시한 것이다. 본 발명의 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 타겟을 제거하는 단계 중 제1 타겟을 변형하는 단계(S110)에 따라, 제1 타겟으로서 악골이 분포하는 영역에 대하여, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 악골이 분포하는 영역의 면적 중 일정 비율(예컨대, 90%) 이상인지 판단하여, 악골이 분포하는 영역의 분리 여부를 판단하고, 악골이 분포하는 영역이 분리되지 않도록, 즉, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 전체 악골이 분포하는 영역의 면적 중 일정 비율 이상이 되도록 악골이 분포하는 영역 전체를 일정 비율로 팽창(dilation)처리 하고, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 악골이 분포하는 영역의 전체 면적 중 일정 비율 이상이 되면, 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지 부분을 제거하여 객체들 및 악골이 분포하는 영역을 변형하여, 변형된 악골이 분포하는 영역을 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 제거하는 단계 중 변형된 제1 타겟에서 제2 타겟을 제거하는 단계(S130)의 일예로서, 제1 타겟이 악골이고, 제2 타겟이 악골의 일부로서 치관인 경우를 상세히 도시한 것이다. 도 1 내지 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6의 (a)는 이진화된 2차원 영상에서, 도 5에서와 같이 변형된 악골이 분포하는 영역을 도시한 것이다. 도 6의 (b)는 이진화된 2차원 영상에서, 악골의 일부로서 치관이 분포하는 영역을 도시한 것이다.
도 6의 (c)는 이진화된 2차원 영상에서, 변형된 악골이 분포하는 영역으로부터 치관이 분포하는 영역을 제거한 것을 도시한 것이다. 이때, 도 5에서와 같이, 치관이 분포하는 영역이 제거된, 변형된 악골이 분포하는 영역에 대하여, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 악골이 분포하는 영역이 제거된 변형된 악골이 분포하는 영역의 전체 면적 중 일정 비율(예컨대, 90%) 이상인지 판단하여, 치관이 분포하는 영역이 제거된 변형된 악골이 분포하는 영역의 분리 여부를 판단하고, 치관이 분포하는 영역이 제거된 변형된 악골이 분포하는 영역이 분리되지 않도록, 즉, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 악골이 분포한는 영역의 전체 면적 중 일정 비율 이상이 되도록 치관이 분포하는 영역이 제거된 변형된 악골이 분포하는 영역 전체를 팽창(dilation)처리 하고, 최대 면적을 가지는 객체의 면적이 제2 타겟이 분포하는 영역이 제거된 변형된 악골이 분포하는 영역 의 전체 면적 중 일정 비율 이상이 되면, 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지 부분을 제거하여, 치관이 분포하는 영역이 제거된 변형된 악골이 분포하는 영역 을 분리되지 않도록 획득할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제1 영역의 정보를 획득하는 단계 중 제1 특징점을 결정하는 단계(S210)의 일예로서, 제1 타겟이 악골이고, 제2 타겟이 악골의 일부로서 치관인 경우를 상세히 도시한 것이다. 제1 특징점은 제1 영역의 일방 최전방점 혹은 일방 최후방점으로 정의될 수 있다.
도 7의 (a)는 이진화된 2차원 영상에서, 치관이 분포하는 영역이 제거된 변형된 악골이 분포하는 영역의 최고점(A) 및 최저점(B)을 구하기 위하여 제2 기준축의 방향(수평 방향)으로 투영하는 것을 도시한 것이다.
도 7의 (b)는 이진화된 2차원 영상에서, (a)에서 획득한 최고점(A) 및 최저점(B)의 좌표를 이용하여 악골의 최고점 위와 최저점 아래 및 옆면을 채우는 박스를 형성하는 것을 도시한 것이다.
도 7의 (c)는 이진화된 2차원 영상에서, (b)에서 채워진 박스에 대하여, 구멍 채우기(filling holes)하는 것을 도시한 것이다.
도 7의 (d)는 이진화된 2차원 영상에서, (c)에서 획득한 구멍이 채워진 2차원 영상을 이용하여 제1 특징점을 결정하는 것을 도시한 것이다. 보다 상세하게는, (c)에서 획득한 영상을 이미지 반전 및 스무딩 처리한 후, 악골이 분포하는 영역을 제1 기준축 방향(수직방향)으로 투영하여, 악골이 분포하는 영역의 제1 기준축에서의 경계값을 획득하고, 해당 경계값에서 악골이 분포하는 영역의 좌표를 이용하여, 제1 특징점의 제2 기준축에서의 경계값을 획득하고, 제1 특징점의 좌표를 획득할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제1 영역의 정보를 획득하는 단계(S200) 중 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 단계(S230)의 일예로서, 제1 타겟이 악골이고, 제2 타겟이 악골의 일부로서 치관인 경우를 상세히 도시한 것이다. 도 1 내지 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 8의 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 단계(S230)는 도 7에서의 제1 특징점을 결정하는 단계(S210)에 뒤이어 실시될 수 있다.
도 8의 (a)는 도 7의 (d)에서와 같이 도 7의 (c)에서 획득한 영상을 이미지 반전 처리하고, 획득한 영상으로부터 식별되는 치관이 분포하는 영역이 제거된 변형된 악골이 분포하는 영역의 경계의 변곡점에 해당하며, 제거된 치관이 분포하는 영역의 경계에 포함되는 점으로서 제2 특징점 및 제3 특징점을 획득하는 것을 도시한 것이다.
도 8의 (b)는 (a)에서 획득한 제2 특징점 및 제3 특징점의 거리를 측정하고, 측정된 거리보다 적어도 일정 비율 긴 길이를 가지는 수직선을 이용하여 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것을 도시한 것이다. 이때, 제1 영역은 제2 타겟으로서 치관이 분포하는 영역을 포함하는 영역인 치관 영역일 수 있다.
보다 상세하게는, 계산된 제2 특징점과 제3 특징점 간의 거리보다 적어도 일정 비율 긴 길이를 가지는 수직선의 중점을 제1 특징점에 위치시킨 후, 수직선을 제2 특징점 및 제3 특징점 방향으로 단위 거리(예컨대, 1 픽셀(pixel))씩 이동시키면서, 수직선과 치관이 분포하는 영역이 제거된 악골이 분포하는 영역이 이루는 공간에 대하여 구멍 채우기(filling holes)처리하고, 채워진 부분의 넓이가 최대가 될 때 까지 수직선을 이동시켜 얻어진 최대 넓이를 가지는 영역을 제1 영역으로 하여, 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것을 도시한 것이다.
도 8의 (c)는 (b)의 결과로 획득한 제1 영역의 공간 정보로서, 치관 영역을 팽창(dilation) 처리하는 것을 도시한 것이다.
도 8의 (d)는 (c)의 결과로서 획득한, 팽창 처리된 치관 영역에 대하여 뒷부분을 일정 부분 제거하여 얻어지는 영역을 제1 영역의 공간정보로 하여, 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것을 도시한 것이다. 예컨대, 팽창 처리된 치관 영역의 후방부를 2mm만큼 제거할 수 있으며, 이는 상악 결절의 후방 공간을 제거하여 추후 수평을 맞추기 위하여 피팅 하는 경우의 오차를 방지하기 위함이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제2 영역 정보를 획득하는 단계(S300)의 일예로서, 제1 타겟이 악골이고, 제2 타겟이 악골의 일부로서 치관인 경우를 상세히 도시한 것이다. 도 9 는 제1 기준면이 시상면(sagittal)이고, 시상면에 대하여 제2 영역 정보를 획득하는 경우의 일 실시예를 도시한 것이며, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 9의 (a)는 이진화된 2차원의 시상면 영상에 있어서, 치관이 분포하는 영역을 도시한 것이다. 도 9의 (b)는 (a)로부터 획득한 치관이 분포하는 영역을 컨벡스헐(convex hull) 처리한 것이다. 도 9의 (c)는 (b)에 대하여, 치관이 분포하는 영역과 중첩되는 영역을 마스킹한 것을 도시한 것이다. 도 9의 (d)는 (b)로부터 획득한 것을 도시한 것이다. 도 9의 (e)는 (c)로부터 획득한 치관이 분포하는 영역과 중첩되는 영역을 마스킹한 영상에 있어서, (d)로부터 획득한 컨벡스헐 처리된 치관이 분포하는 영역을 축소(shrink)처리한 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹 처리한 것이다.
도 9의 (f)는 (e)로부터 획득한 영상에 대하여, 영상에 포함된 노이즈를 제거하기 위하여 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지는 제거하고, 최대 면적을 가지는 객체를 팽창(dilation)처리한 것을 도시한 것이다. 이때, 팽창 처리된 영역은 제2 영역으로서 치관 사이 영역인 것으로 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제2 영역의 정보를 획득하는 단계(S300)의 일부를 상세히 도시한 것이다. 특히, 제2 영역의 정보를 획득하는 단계(S300)의 일예로서, 제1 타겟이 악골이고, 제2 타겟이 악골의 일부로서 치관인 경우를 도시한 것이다. 도 9의 경우, 시상면에서의 이진화된 2차원 영상에 대한 것이었으나, 도 10의 경우, 관상면(coronal)에서의 이진화된 2차원 영상에 대한 것으로 차이가 있다. 도 1 내지 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 10의 내용은, 도 8의 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 단계(S230)에 뒤이어 실시될 수 있다.
도 10의 (a)는 도 8의 (d)와 같이, 팽창 처리된 치관 영역에 대하여 뒷부분을 일정 부분 제거하여 얻어지는 영역인 제1 영역에 대하여, 획득한 시상면에서의 제1 영역의 공간 정보를 도시한 것이다. 도 10의 (b)는 뒷부분이 일정 부분 제거된 팽창 처리된 치관 영역인 제1 영역의 수평 방향 및 수직 방향 경계값을 결정하고, 결정된 경계값에 따라 바운딩 박스(bounding box)를 형성한 것을 도시한 것이다.
도 10의 (c)는 (b)에서 획득한 제1 영역으로부터 치관 공간의 깊이 정보를 획득하고, 해당 깊이 영역에 대하여 관상면에서의 2차원 투영 영상을 획득한 것을 도시한 것이다. 도 10의 (d)는 (c)에서 획득한 2차원 투영 영상에 대하여, 치관의 이진화 기준값으로 이진화하고, 치관이 분포하는 영역을 도시한 것이다. 또한, 치관이 분포하는 영역에 대하여 수평 방향 및 수직 방향의 경계값을 결정하고, 결정된 경계값에 따라 바운딩 박스를 형성한 것을 도시한 것이다.
도 10의 (e)는 (c)에서 획득한 2차원 투영 영상에 있어서, (d) 에서 형성한 바운딩 박스의 내부에 해당하는 영역에 대하여, 치관의 이진화 기준값보다 일정 수치 낮은 기준값(예컨대, 치관의 이진화 기준값 - 0.2)으로 이진화 하여 획득한 관상면에서의 2차원 이진화 영상을 도시한 것이다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법에 있어서 제2 영역의 정보를 획득하는 단계(S300)의 일부를 상세히 도시한 것이다. 특히, 본 발명의 일 실시예로서, 제1 타겟이 악골이고, 제2 타겟이 악골의 일부로서 치관인 경우의 관상면에서의 2차원 영상을 도시한 것이다. 또한, 도 11의 내용은 도 10의 제2 영역의 정보를 획득하는 단계(S300)의 일부에 뒤이어서 실시될 수 있다.
도 11의 (a)는 치관이 분포하는 영역을 팽창(dilation) 처리한 것을 도시한 것이다. 도 11의 (b)는 (a)에서와 같이 팽창 처리된 치관이 분포하는 영역을 포함하도록 컨벡스헐(convex hull)처리한 영역을 도시한 것이다. 도 11의 (c)는 (b)와 같이 획득한 컨벡스헐 처리된 영역에 대하여, 치관이 분포하는 영역을 마스킹 한 것을 도시한 것이다. 도 11의 (d)는 (b)와 같이 획득한 컨벡스헐 처리된 영역을 축소(shrink)처리한 것을 도시한 것이다. 도 11의 (e)는 (c)와 같이 획득한 컨벡스헐 처리된 영역에 대하여, 치관이 분포하는 영역을 마스킹 한 영역에 대하여, (d)에서 획득한 축소된 컨벡스헐 처리된 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹 한 영상을 도시한 것이다.
도 11의 (f)는 (e)에서 획득한 영상에 대하여, 영상에 포함된 노이즈를 제거하기 위하여 최대 면적을 가지는 객체를 제외한 나머지는 제거하고, 최대 면적을 가지는 객체를 팽창(dilation)처리한 것을 도시한 것이다. 이때, 팽창 처리된 영역은 제2 영역으로서 치관 사이 영역인 것으로 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법 중 제1 기준축과 평행하도록 회전하는 단계(S400)의 일예로서, 제1 타겟이 악골이고, 제2 타겟이 악골의 일부로서 치관인 경우에 시상면에서의 2차원 영상을 상세히 도시한 것이다.
도 12의 (a)는 시상면에서의 치관 사이 영역을 도시한 것으로서, 치관 사이 영역은, 도 9의 (f)와 같이 구해질 수 있다. 도 12의 (b)는 (a)와 같이 구해진 영역에 대하여, 가우시안 필터링(Gaussian filtering)처리한 영역을 도시한 것이다. 도 12의 (c)는 (b)와 같이 가우시안 필터링 처리된 치관 사이 영역(A)에 대하여 1차 함수를 피팅하는 것을 도시한 것이다. 이로부터, 피팅된 1차 함수(B)가 제1 기준축(x축)과 이루는 각도를 측정하여, 기울어진 각도를 획득할 수 있다. 이때, 기울어진 각도의 값에 대하여는, 치관 사이 영역 또는 치관 영역을 기준으로 각각 구해지는 두 개의 각도 중 작은 각도를 선택할 수 있다. 도 12의 (d)는 피팅된 1차 함수의 그래프가 제1 기준축과 평행하도록 영상을 회전시키는 것을 도시한 것이다. 회전 시키는 것은, 입력 받은 2차원의 영상 또는 처리의 대상이 되는 방사선 3차원 영상을 기울어진 각도만큼, 기울어진 반대 방향으로 회전시켜 수행할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 영상에 포함된 타겟 처리의 대상이 되는 2차원 영상에 대하여 상세히 도시한 것이다.
본 발명에 따른 3차원 방사선 영상에 포함된 타겟의 공간 정보 획득 방법은 미리 결정된 제1 기준면에 대하여 투영하여 2차원 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있으며, 이때 제1 기준면은 시상면(sagittal) 또는 관상면(coronal)중 어느 하나인 것으로 구현 될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 기준면이 머리를 측면에서 바라본 상태에서 수직으로 자른 단면인 시상면인 경우(a)에 입력된 3차원 영상을 시상면에 대하여 투영하는 경우를 상정한다. 이때, 입력된 3차원 영상을 제1 기준면으로서 시상면과 평행한 기준면들 사이의 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 투영된 2차원 영상(b)을 획득할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록 매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (23)
- 방사선 영상을 처리하는 컴퓨터 단층 촬영 장치가 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 피사체인 제1 타겟 및 상기 제1 타겟과 적어도 일부 영역이 중첩되고 공간 정보를 획득하거나 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 제2 타겟을 포함하는 적어도 2차원의 영상을 입력 받고, 상기 입력된 2차원의 영상에서 상기 제2 타겟을 제거하는 단계; 및
상기 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 상기 제2 타겟과 중첩되는 적어도 일부 영역이 제거된 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 분석하여, 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하는 영역으로 정의되는 제1 영역의 정보를 획득하는 단계;를 포함하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제1 영역의 정보를 획득하는 것은,
상기 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 상기 제1 영역을 정의하기 위한 적어도 하나의 특징점을 결정하고, 상기 특징점의 위치 좌표를 이용하여 상기 제2 타겟의 공간 정보를 포함하는 상기 제1 영역의 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제1 영역의 정보를 획득하는 단계는,
상기 적어도 일부가 제거된 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 상기 2차원의 영상과 평행한 기준면인 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 상기 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 상기 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 제1 특징점을 결정하는 단계; 및
상기 제1 특징점 이외에 상기 제1 영역을 정의하기에 적합하며 미리 결정된 기준에 따른 제2 특징점 및 제3 특징점을 더욱 이용하여, 상기 제1 영역을 결정하고, 상기 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 타겟은 악골이고, 상기 제2 타겟은 악골의 일부로서 치관이며,
상기 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것은,
상기 치관이 제거된 상기 악골이 분포하는 영역을 상기 2차원의 영상과 평행한 기준면인 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 상기 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 상기 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 상기 제1 영역의 일방 끝점으로서 제1 특징점을 결정하고,
상기 치관이 제거된 상기 악골이 분포하는 영역을 스무딩 처리하고, 상기 스무딩된 영역의 경계의 변곡점으로서 제2 특징점 및 제3 특징점을 결정하여,
상기 제1 특징점, 제2 특징점 및 제2 특징점을 이용하여 상기 제1 영역을 결정하고, 상기 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 영역은, 상기 제1 타겟이 분포하는 영역과 적어도 일부 중첩되고, 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하며,
상기 제1 영역의 경계는 상기 제2 타겟이 분포하는 영역의 경계와 적어도 일부 일치하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제2 타겟을 제거하는 단계는,
상기 제1 타겟이 분포하는 영역은 서로 분리된 복수의 객체들을 포함하고, 상기 복수의 객체들 중 적어도 일부의 객체들을 일정 비율로 확대하여, 상기 복수의 객체들이 서로 분리되지 않도록 상기 객체들 및 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 변형하는 단계; 및
상기 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역에서 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 영역 중 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역의 정보를 획득하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제7항에 있어서, 상기 제2 영역의 정보를 획득하는 것은,
상기 제1 영역을 포함하도록 컨벡스헐 처리를 하고, 상기 컨벡스헐 처리된 영역으로부터 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 마스킹하고, 상기 컨벡스헐 처리된 영역을 축소한 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹하여, 나머지 영역에 포함되는 객체들 중 최대 면적을 가지는 객체를 팽창 처리한 영역으로 정의되는 상기 제2 영역의 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 타겟을 상기 2차원의 영상과 평행한 기준면인 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제9항에 있어서 상기 제1 타겟을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것은,
상기 제1 영역에 포함되며, 상기 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역을 획득하고, 상기 제2 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 상기 피팅된 1차 다항식 그래프가 상기 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제9항에 있어서 상기 제1 타겟을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것은,
상기 제1 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 상기 피팅된 1차 다항식 그래프가 상기 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 2차원의 영상은, 3차원 방사선 영상을 시상면 또는 관상면 중 어느 하나에 대하여 투영하여 얻어진 2차원의 영상인 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 방법. - 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 피사체인 제1 타겟 및 상기 제1 타겟과 적어도 일부 영역이 중첩되고 공간 정보를 획득하거나 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 제2 타겟을 포함하는 적어도 2차원의 영상을 입력 받고, 상기 입력된 2차원의 영상에서 상기 제2 타겟을 제거하는 타겟 제거부; 및
상기 제2 타겟이 제거된 2차원의 영상으로부터, 상기 제2 타겟과 중첩되는 적어도 일부 영역이 제거된 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 분석하여, 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하는 영역으로 정의되는 제1 영역의 정보를 획득하는 제1 영역 정보 획득부;를 포함하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 제13항에 있어서, 상기 제1 영역 정보 획득부는,
상기 적어도 일부가 제거된 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 상기 2차원의 영상과 평행한 기준면인 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 상기 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 상기 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 제1 특징점을 결정하는 제1 특징점 결정부; 및
상기 제1 특징점 이외에 상기 제1 영역을 정의하기에 적합하며 미리 결정된 기준에 따른 제2 특징점 및 제3 특징점을 더욱 이용하여, 상기 제1 영역을 결정하고, 상기 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 제1 영역 공간 정보 획득부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 제 13항에 있어서,
상기 제1 타겟은 악골이고, 상기 제2 타겟은 악골의 일부로서 치관이며,
상기 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것은,
상기 치관이 제거된 상기 악골이 분포하는 영역을 상기 2차원의 영상과 평행한 기준면인 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축 및 상기 제1 기준축과 수직하는 제2 기준축의 방향으로 투영하여 상기 제1 영역의 경계를 정의하기 위한 상기 제1 영역의 일방 끝점으로서 제1 특징점을 결정하고,
상기 치관이 제거된 상기 악골이 분포하는 영역을 스무딩 처리하고, 상기 스무딩된 영역의 경계의 변곡점으로서 제2 특징점 및 제3 특징점을 결정하여,
상기 제1 특징점, 제2 특징점 및 제3 특징점을 이용하여 상기 제1 영역을 결정하고, 상기 제1 영역의 공간 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 제13항에 있어서, 상기 타겟 제거부는,
상기 제1 타겟이 분포하는 영역은 서로 분리된 복수의 객체들을 포함하고, 상기 복수의 객체들 중 적어도 일부의 객체들을 일정 비율로 확대하여, 상기 복수의 객체들이 서로 분리되지 않도록 상기 객체들 및 상기 제1 타겟이 분포하는 영역을 변형하는 제1 타겟 변형부; 및
상기 변형된 제1 타겟이 분포하는 영역에서 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 제거하는 제2 타겟 제거부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 제13항에 있어서,
상기 제1 영역 중 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역의 정보를 획득하는 제2 영역 정보 획득부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 제17항에 있어서,상기 제2 영역 정보를 획득하는 것은,
상기 제1 영역을 포함하도록 컨벡스헐 처리를 하고, 상기 컨벡스헐 처리된 영역으로부터 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 마스킹하고, 상기 컨벡스헐 처리된 영역을 축소한 영역과 중첩되지 않는 영역을 더욱 마스킹하여, 나머지 영역에 포함되는 객체들 중 최대 면적을 가지는 객체를 팽창 처리한 영역으로 정의되는 상기 제2 영역의 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 제13항에 있어서,
상기 제1 타겟을 상기 2차원의 영상과 평행한 기준면인 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 회전부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 제19항에 있어서 상기 제1 타겟을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것은,
상기 제1 영역에 포함되며, 상기 제2 타겟이 분포하지 않는 영역으로 정의되는 제2 영역을 획득하고, 상기 제2 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 상기 피팅된 1차 다항식 그래프가 상기 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 제19항에 있어서 상기 제1 타겟을 상기 제1 기준면에 포함되는 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것은,
상기 제1 영역에 1차 다항식 그래프 피팅을 수행하고, 상기 피팅된 1차 다항식 그래프가 상기 제1 기준축과 평행하도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 제13항에 있어서,
상기 제1 영역은, 상기 제1 타겟이 분포하는 영역과 적어도 일부 중첩되고, 상기 제2 타겟이 분포하는 영역을 포함하며,
상기 제1 영역의 경계는 상기 제2 타겟이 분포하는 영역의 경계와 적어도 일부 일치하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상에 포함된 타겟 처리 장치. - 컴퓨터 판독 가능 기록 매체로서,
청구항 1 내지 12중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160102746A KR101822908B1 (ko) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | 방사선 영상의 정보 획득 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160102746A KR101822908B1 (ko) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | 방사선 영상의 정보 획득 방법 및 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101822908B1 true KR101822908B1 (ko) | 2018-01-29 |
Family
ID=61028507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160102746A KR101822908B1 (ko) | 2016-08-12 | 2016-08-12 | 방사선 영상의 정보 획득 방법 및 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101822908B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210055847A (ko) | 2019-11-07 | 2021-05-18 | 부산대학교 산학협력단 | 영상처리와 ｃｎｎ을 이용한 자동 3차원 세팔로메트리 장치 및 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120100500A1 (en) | 2010-10-26 | 2012-04-26 | Fei Gao | Method and system of anatomy modeling for dental implant treatment planning |
-
2016
- 2016-08-12 KR KR1020160102746A patent/KR101822908B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120100500A1 (en) | 2010-10-26 | 2012-04-26 | Fei Gao | Method and system of anatomy modeling for dental implant treatment planning |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210055847A (ko) | 2019-11-07 | 2021-05-18 | 부산대학교 산학협력단 | 영상처리와 ｃｎｎ을 이용한 자동 3차원 세팔로메트리 장치 및 방법 |
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