KR101984849B1 - Imaging device for multi-exposure laser speckle image and calibration method thereof - Google Patents
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Abstract
다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치 및 이의 보정 방법이 개시된다. 본 발명은, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 시 노출 시간별로 동일한 광량을 가지도록 한다. 본 발명에 따르면, 생체 내 혈류 진단을 위한 혈류 영상 정보를 보다 효율적이며 정확하게 획득할 수 있고, 정확한 혈류 영상 정보를 획득할 수 있어, 피부 영상 진단, 술술 과정의 영상 모니터링, 레이저 시술과 치료 효과 모니터링, 당뇨병 등과 같은 혈류 흐름과 연관된 질병의 정확한 진단 및 분석 등의 다양한 분야에 적용될 수 있다.A multi-exposure laser speckle image acquisition device and a method of correcting the same are disclosed. The present invention has the same amount of light for each exposure time in the multi-exposure laser speckle image acquisition. According to the present invention, blood flow image information for blood flow diagnosis in vivo can be obtained more efficiently and accurately, accurate blood flow image information can be obtained, and skin image diagnosis, image monitoring of a surgical procedure, laser treatment and therapeutic effect monitoring Accurate diagnosis and analysis of diseases associated with blood flow such as diabetes, and the like.
Description
본 발명은 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치 및 이의 보정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 시 노출 시간별로 동일한 광량을 가지도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-exposure laser speckle image acquisition apparatus and a correction method thereof, and more particularly, to an apparatus and a method for achieving the same amount of light for each exposure time in a multi-exposure laser speckle image acquisition.
레이저 스펙클이란 높은 가간섭성을 가진 광원인 레이저를 산란 물질에 조사하였을 때 산란되는 빛의 무작위적인 간섭 현상에 의해 형성되는 낱알 모양의 불규칙한 분포를 갖는 패턴을 말한다. 이러한 현상을 기반으로 다중-노출 영상 기법을 통해 영상화하면 대상 객체 내부의 혈류 흐름을 형광 물질과 같은 외부 조영제없이 영상화할 수 있다.Laser speckle refers to a pattern with an irregular distribution of grains formed by a random interference phenomenon of scattered light when a laser, which is a light source with high coherence, is irradiated to a scattering material. Based on this phenomenon, imaging through the multi-exposure imaging technique can image the flow of blood within the object without an external contrast agent such as a fluorescent material.
그러나, 종래의 다중-노출 영상 기법은 단지 노출 시간을 달리하여 복수개의 영상을 획득하는 것이어서, 각 영상별로 밝기가 서로 상이한 문제가 있어 정확한 혈류 흐름을 확인할 수 없는 문제가 있다.However, the conventional multi-exposure imaging technique only acquires a plurality of images with different exposure times, so that there is a problem that the brightnesses of the respective images are different from each other, so that a correct flow of blood flow can not be confirmed.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 시 노출 시간별로 동일한 광량을 가지도록 하는 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치 및 이의 보정 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a multi-exposure laser speckle image acquiring apparatus and a correction method therefor, which have the same amount of light for each exposure time in the multi-exposure laser speckle image acquisition.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치는, 레이저 광을 조사하는 광원부; 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량을 조절하는 광량 조절부; 광원부를 통해 조사된 레이저 광이 대상 객체로부터 산란되어 형성된 스펙클을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하고, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득하는 영상 촬영부; 및 영상 촬영부를 통해 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부를 제어하는 광량 제어부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-exposure laser speckle image collecting apparatus including: a light source unit for irradiating laser light; A light amount adjusting unit for adjusting an amount of laser light irradiated through the light source; An image capturing unit for capturing a plurality of speckle images formed by scattering laser light irradiated through a light source from a target object at different exposure times and acquiring a plurality of speckle images having different exposure times; And a light amount controller for controlling the light amount controller so that the light amount of the laser light irradiated through the light source unit is different for each exposure time when the image is taken a plurality of times with different exposure times through the image capturing unit.
광량 제어부는, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록, 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부를 제어할 수 있다.The light amount control unit may control the light amount adjusting unit such that the light amount of the laser light irradiated through the light source unit is different for each exposure time so that a plurality of speckle images having different exposure times have the same brightness value.
광량 제어부는, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정하고, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 공통 밝기값을 기반으로 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부를 제어할 수 있다.The light amount control unit determines the common brightness value based on the light amount value-brightness value information according to the previously obtained exposure time, and determines the light amount based on the light amount value-brightness value information according to the previously obtained exposure time and the determined common brightness value It is possible to control the light amount adjusting unit such that the light amount of the laser light irradiated through the exposure unit becomes different according to the exposure time.
광량 제어부는, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 노출 시간별 최소 밝기값에서 최대 밝기값까지의 밝기값 범위를 획득하고, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 공통 밝기값을 결정할 수 있다.The light amount controller obtains a brightness value range from the minimum brightness value to the maximum brightness value according to the exposure time based on the light amount value-brightness value information according to the previously obtained exposure time, and obtains a brightness value range It is possible to determine a common brightness value.
광량 제어부는, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 최대 밝기값을 공통 밝기값으로 결정할 수 있다.The light intensity control unit may determine the maximum brightness value as a common brightness value within a brightness value range overlapping among the brightness value range for each exposure time.
광량 제어부는, 공통 밝기값을 기반으로 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보에서 노출 시간별로 광량값을 획득하고, 노출 시간별로 획득한 광량값을 기반으로 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부를 제어할 수 있다.The light intensity control unit obtains the light intensity value for each exposure time in the light intensity value-brightness intensity information according to the exposure time acquired based on the common brightness value, and calculates the light intensity value for each exposure time based on the light intensity value obtained for each exposure time The light amount control unit can be controlled so that the light amount is different for each exposure time.
광량값은, 광량 조절부의 회전 각도값 또는 회전 각도값에 대응되는 전압값일 수 있다.The light amount value may be a voltage value corresponding to the rotation angle value or rotation angle value of the light amount control unit.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 방법은, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 방법으로서, 레이저 광을 대상 객체에 조사하는 단계; 및 조사된 레이저 광이 대상 객체로부터 산란되어 형성된 스펙클을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하고, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득하는 단계;를 포함하며, 복수의 스펙클 영상 획득 단계는, 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 레이저 광의 광량을 조절하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a correction method for a multi-exposure laser speckle image collecting apparatus, comprising: irradiating a laser beam onto a target object; And obtaining a plurality of speckle images having different exposure times by photographing the speckle formed by scattering the irradiated laser light from the target object at different exposure times at different times, The obtaining step includes the step of adjusting the light amount of the laser light so that the light amount of the irradiated laser light is different for each exposure time at the time of taking a plurality of times with different exposure times.
광량 조절 단계는, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록, 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 레이저 광의 광량을 조절하는 것으로 이루어질 수 있다.The light amount adjustment step may be performed by adjusting the light amount of the laser light so that the light amount of the laser light to be irradiated becomes different for each exposure time so that a plurality of speckle images having different exposure times have the same brightness value.
광량 조절 단계는, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정하고, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 공통 밝기값을 기반으로 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 레이저 광의 광량을 조절하는 것으로 이루어질 수 있다.In the light amount control step, the common brightness value is determined based on the light amount value-brightness value information according to the previously obtained exposure time, and the light amount value-brightness value information according to the previously acquired exposure time and the common light value And adjusting the amount of laser light so that the light amount of the laser light is different for each exposure time.
광량 조절 단계는, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 노출 시간별 최소 밝기값에서 최대 밝기값까지의 밝기값 범위를 획득하고, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 공통 밝기값을 결정하는 것으로 이루어질 수 있다.In the light amount control step, the brightness value range from the minimum brightness value to the maximum brightness value is obtained based on the light amount value-brightness value information according to the previously acquired exposure time, and the brightness value range overlapping with the brightness value range And determining a common brightness value within the range.
광량 조절 단계는, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 최대 밝기값을 공통 밝기값으로 결정하는 것으로 이루어질 수 있다.The light intensity adjusting step may be performed by determining the maximum brightness value as a common brightness value within a brightness value range overlapping with each other in the brightness value range per exposure time.
광량 조절 단계는, 공통 밝기값을 기반으로 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보에서 노출 시간별로 광량값을 획득하고, 노출 시간별로 획득한 광량값을 기반으로 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 레이저 광의 광량을 조절하는 것으로 이루어질 수 있다.In the light amount control step, the light amount value is acquired for each exposure time in the light amount value-brightness value information according to the previously obtained exposure time based on the common brightness value, and the light amount of the laser light irradiated based on the light amount value acquired for each exposure time And adjusting the amount of laser light to be different for each exposure time.
광량값은, 회전 각도값 또는 회전 각도값에 대응되는 전압값일 수 있다.The light amount value may be a voltage value corresponding to the rotation angle value or the rotation angle value.
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 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치 및 이의 보정 방법에 의하면, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 시 노출 시간별로 동일한 광량을 가지도록 함으로써, 생체 내 혈류 진단을 위한 혈류 영상 정보를 보다 효율적이며 정확하게 획득할 수 있다.According to the multi-exposure laser speckle image acquiring apparatus and the correction method therefor according to the present invention, blood flow image information for in vivo blood flow diagnosis can be obtained by having the same amount of light for each exposure time in the multi- Efficient and accurate acquisition.
아울러, 정확한 혈류 영상 정보를 획득할 수 있어, 피부 영상 진단, 술술 과정의 영상 모니터링, 레이저 시술과 치료 효과 모니터링, 당뇨병 등과 같은 혈류 흐름과 연관된 질병의 정확한 진단 및 분석 등의 다양한 분야에 적용될 수 있다.In addition, accurate blood flow image information can be obtained, and it can be applied to various fields such as skin imaging, image monitoring of a surgical procedure, laser treatment and monitoring of therapeutic effect, accurate diagnosis and analysis of diseases associated with blood flow such as diabetes .
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시한 영상 수집 장치를 보다 자세히 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시한 영상 수집 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예예 따른 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보의 일례를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 동작의 성능을 실험한 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 도 6에 도시한 복수의 스펙클 영상 획득 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a multi-exposure laser speckle image acquisition apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram for explaining the image collecting apparatus shown in FIG. 1 in more detail.
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the image capturing apparatus shown in FIG. 2. FIG.
4 is a graph for explaining an example of light amount-brightness value information according to the exposure time according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a result of an experiment on the performance of the correction operation of the multi-exposure laser speckle image collecting apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of correcting a multi-exposure laser speckle image collecting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the plurality of speckle image acquiring steps shown in FIG. 6 in more detail.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치 및 이의 보정 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a multi-exposure laser speckle image acquiring apparatus and a correction method therefor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치에 대하여 설명한다.First, a multi-exposure laser speckle image collecting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a multi-exposure laser speckle image acquisition apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치(이하 '영상 수집 장치'라 한다)(100)는 대상 객체(200)에 레이저 광을 조사한다.Referring to FIG. 1, a multi-exposure laser speckle
그리고, 영상 수집 장치(100)는 조사된 레이저 광이 대상 객체(200)로부터 산란되어 형성된 스펙클(speckle)을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하고, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득한다.The
이때, 영상 수집 장치(100)는 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 레이저 광의 광량을 조절한다. 즉, 영상 수집 장치(100)는 비접촉적인 방법과 높은 정밀도로 외부 광학적 요인의 변화에 따른 외부 요소의 영향을 최소화하여 보다 정확도가 높은 혈류 영상 정보를 획득하기 위해, 노출 시간을 달리하는 각각의 개별 영상 획득 시 모두 동일하고 일정한 밝기값을 가지도록 레이저 광의 광량을 노출 시간과 연동하여 보정한다. 이를 통해, 생체 내 혈류 진단을 위한 혈류 영상 정보를 보다 효율적이며 정확하게 획득할 수 있다.At this time, the
대상 객체(200)는 신체 조직 등일 수 있다. 특히, 대상 객체(200)는 손과 발의 피부 조직이나 외과적인 기법이나 다른 요인으로 인해 노출된 생체 조직일 수 있다.The
그러면, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치에 대하여 보다 자세하게 설명한다.The multi-exposure laser speckle image collecting apparatus according to the preferred embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.
도 2는 도 1에 도시한 영상 수집 장치를 보다 자세히 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시한 영상 수집 장치의 일례를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a block diagram for explaining the image collecting apparatus shown in FIG. 1 in more detail, and FIG. 3 is a view for explaining an example of the image collecting apparatus shown in FIG.
도 2 및 도 3을 참조하면, 영상 수집 장치(100)는 광원부(110), 광원 제어부(120), 광량 조절부(130), 광 확산부(140), 영상 촬영부(150), 촬영 제어부(160) 및 광량 제어부(170)를 포함할 수 있다.2 and 3, the
광원부(110)는 레이저 광을 조사한다. 이때, 광원부(110)는 높은 가간섭성을 갖는 가시광선 및 근적외선 영역의 레이저 광원을 레이저 광으로 이용할 수 있다. 여기서, 레이저 광원은 632 nm, 780 nm, 808 nm 부근의 중심 파장을 갖는 레이저 광원일 수 있다.The
광원 제어부(120)는 광원부(110)에 전원을 공급하고, 광원부(110)의 동작을 제어한다.The light
광량 조절부(130)는 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량을 조절한다. 특히, 광량 조절부(130)는 광량 제어부(170)의 제어에 따라 조사되는 레이저 광의 광량을 조절할 수 있다.The light
광 확산부(140)는 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광이 대상 객체(200)에 공간적으로 균일한 광량을 가지도록 한다.The light diffusing
영상 촬영부(150)는 렌즈(151) 및 이미지 센서(도시하지 않음)를 구비하며, 광원부(110)를 통해 조사된 레이저 광이 대상 객체(200)로부터 산란되어 형성되는 스펙클을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영한다. 여기서, 렌즈(151)는 대상 객체(200)로부터 산란되어 형성되는 스펙클이 이미지 센서에 상으로 형성되도록 한다. 이미지 센서는 가시광선과 근적외선 영역에서 높은 양자 효율을 가지는 이미지 센서로서, CCD 이미지 센서, CMOS 이미지 센서 등일 수 있다.The
그리고, 영상 촬영부(150)는 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득한다.The
촬영 제어부(160)는 영상 촬영부(150)에 전원을 공급하고, 영상 촬영부(150)의 동작을 제어한다.The image capturing
광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)를 통해 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어한다.The light
즉, 광량 제어부(170)는 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록 하기 위해, 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다.That is, the light
보다 구체적으로 설명하면, 광량 제어부(170)는 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정할 수 있다. 여기서, 광량값은 광량 조절부(130)의 회전 각도값, 광량 조절부(130)의 회전 각도값에 대응되는 전압값 등일 수 있다.More specifically, the
즉, 광량 제어부(170)는 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 노출 시간별 최소 밝기값에서 최대 밝기값까지의 밝기값 범위를 획득하고, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 공통 밝기값을 결정할 수 있다.That is, the
이때, 광량 제어부(170)는 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 최대 밝기값을 공통 밝기값으로 결정할 수 있다.At this time, the
그리고, 광량 제어부(170)는 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 공통 밝기값을 기반으로 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다.The light
즉, 광량 제어부(170)는 공통 밝기값을 기반으로 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보에서 노출 시간별로 광량값을 획득할 수 있다. 광량 제어부(170)는 노출 시간별로 획득한 광량값을 기반으로 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다.That is, the
그러면, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 동작에 대하여 보다 자세하게 설명한다.Referring now to FIG. 4, the correction operation of the multi-exposure laser speckle image collecting apparatus according to the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예예 따른 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보의 일례를 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph for explaining an example of light amount-brightness value information according to the exposure time according to a preferred embodiment of the present invention.
광량 제어부(170)는 도 4에 도시된 바와 같이 먼저 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 획득할 수 있다.As shown in FIG. 4, the
즉, 광량 제어부(170)는 광량 조절부(130)를 초기화한다. 예컨대, 광량 조절부(130)가 편광자(도시하지 않음), 스테핑 모터(stepping motor)(도시하지 않음) 등을 구비하고, 편광자의 회전을 통해 레이저 광의 광량을 조절하는 경우, 광량 조절부(130)는 스테핑 모터를 통해 편광자를 회전시켜, 레이저 광의 광량이 최대/최소가 되는 회전 각도를 찾고, 레이저 광의 광량이 최소가 되는 회전 각도, 즉 초기 위치로 편광자를 설정할 수 있다. 또한, 광량 조절부(130)가 편광자(도시하지 않음), 서보 모터(servo motor)(도시하지 않음) 등을 구비하고, 편광자의 회전을 통해 레이저 광의 광량을 조절하는 경우, 광량 조절부(130)는 초기 위치, 즉 레이저 광의 광량이 최소가 되는 회전 각도에 대응되는 특정 전압을 인가하여 편광자를 초기 위치로 설정할 수 있다That is, the
그런 다음, 광량 제어부(170)는 각각의 노출 시간(t1, t2, t3, …, tn)에 대하여 레이저 광의 광량을 점점 증가(즉, 편광자의 회전 각도를 점점 증가 또는 회전 각도에 대응되는 전압을 점점 증가)시키면서 밝기값을 획득하여 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 밝기값은 영상 촬영부(150)의 이미지 센서의 픽셀들의 밝기값의 평균값이나 중간값일 수 있다. 그리고, 노출 시간은 0.01 ms ~ 1,000 ms 사이의 값을 가질 수 있다.Then, the
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 광량 제어부(170)는 노출 시간(t1, t2, t3, t4)별로 레이저 광의 광량을 점점 증가시키면서 밝기값을 획득하여 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 획득할 수 있다.For example, as shown in FIG. 4, the
이후, 광량 제어부(170)는 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정할 수 있다.Then, the
즉, 광량 제어부(170)는 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 노출 시간별 최소 밝기값에서 최대 밝기값까지의 밝기값 범위를 획득하고, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 공통 밝기값을 결정할 수 있다.That is, the
예컨대, 도 4를 참조하면, 노출 시간 t1은 약 5 ~ 약 130의 밝기값 범위를 가지고, 노출 시간 t2는 약 10 ~ 약 220의 밝기값 범위를 가지며, 노출 시간 t3는 약 20 ~ 약 250의 밝기값 범위를 가지고, 노출 시간 t4는 약 50 ~ 약 250의 밝기값 범위를 가지게 된다. 광량 제어부(170)는 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위인 약 50 ~ 약 130 내에서 공통 밝기값을 결정할 수 있다.For example, referring to FIG. 4, the exposure time t1 has a brightness value range of about 5 to about 130, the exposure time t2 has a brightness value range of about 10 to about 220, and the exposure time t3 is about 20 to about 250 The exposure time t4 has a brightness value range of about 50 to about 250. [ The
이때, 광량 제어부(170)는 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 최대 밝기값을 공통 밝기값으로 결정할 수 있다.At this time, the
예컨대, 도 4를 참조하면, 광량 제어부(170)는 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위인 약 50 ~ 약 130 내에서 최대 밝기값인 130을 공통 밝기값으로 결정할 수 있다.For example, referring to FIG. 4, the
그런 다음, 광량 제어부(170)는 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 공통 밝기값을 기반으로 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다.Then, the light
예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위인 약 50 ~ 약 130 내에서 최대 밝기값인 130을 공통 밝기값(CE)으로 결정한 경우, 광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)가 노출 시간 t1으로 스펙클을 촬영할 때에는 노출 시간 t1에서 광량값-밝기값 정보와 공통 밝기값(CE)을 기반으로 결정된 회전 각도값(t1_A), 즉 광량값을 가지는 광량이 조사되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다. 그리고, 광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)가 노출 시간 t2로 스펙클을 촬영할 때에는 노출 시간 t2에서 광량값-밝기값 정보와 공통 밝기값(CE)을 기반으로 결정된 회전 각도값(t2_A), 즉 광량값을 가지는 광량이 조사되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다. 또한, 광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)가 노출 시간 t3으로 스펙클을 촬영할 때에는 노출 시간 t3에서 광량값-밝기값 정보와 공통 밝기값(CE)을 기반으로 결정된 회전 각도값(t3_A), 즉 광량값을 가지는 광량이 조사되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다. 아울러, 광량 제어부(170)는 영상 촬영부(150)가 노출 시간 t4로 스펙클을 촬영할 때에는 노출 시간 t4에서 광량값-밝기값 정보와 공통 밝기값(CE)을 기반으로 결정된 회전 각도값(t4_A), 즉 광량값을 가지는 광량이 조사되도록 광량 조절부(130)를 제어할 수 있다.For example, when the common brightness value CE is determined as the
이와 같이, 광원부(110)를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 광량 조절부(130)를 제어하여 레이저 광의 광량을 조절함으로써, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록 할 수 있다.In this way, by controlling the light
그러면, 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 동작의 성능에 대하여 설명한다.The performance of the correction operation of the multi-exposure laser speckle image pick-up apparatus according to the preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 동작의 성능을 실험한 결과를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a result of an experiment on the performance of the correction operation of the multi-exposure laser speckle image collecting apparatus according to the preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 동작을 0.05 ms ~ 80 ms의 노출 시간에서 수행한 결과, 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 노출 시간이 상이하지만 모든 스펙클 영상이 일정한 밝기를 가지는 것을 확인할 수 있다.As a result of performing the correction operation of the multi-exposure laser speckle image collecting apparatus according to the preferred embodiment of the present invention at an exposure time of 0.05 ms to 80 ms, as shown in FIG. 5, It can be confirmed that the large image has a constant brightness.
그러면, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 방법에 대하여 설명한다.6 and 7, a method of correcting a multi-exposure laser speckle image collecting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of correcting a multi-exposure laser speckle image collecting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 영상 수집 장치(100)는 레이저 광을 대상 객체(200)에 조사한다(S110).Referring to FIG. 6, the
이후, 영상 수집 장치(100)는 노출 시간별로 레이저 광의 광량을 조절하면서 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하여 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득한다(S130).Thereafter, the
즉, 영상 수집 장치(100)는 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록 하기 위해, 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 레이저 광의 광량을 조절한다.That is, the
도 7은 도 6에 도시한 복수의 스펙클 영상 획득 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart for explaining the plurality of speckle image acquiring steps shown in FIG. 6 in more detail.
도 7을 참조하면, 영상 수집 장치(100)는 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정할 수 있다(S131).Referring to FIG. 7, the
즉, 영상 수집 장치(100)는 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 노출 시간별 최소 밝기값에서 최대 밝기값까지의 밝기값 범위를 획득하고, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 공통 밝기값을 결정할 수 있다. 이때, 영상 수집 장치(100)는 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 최대 밝기값을 공통 밝기값으로 결정할 수 있다.That is, the
그런 다음, 영상 수집 장치(100)는 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 공통 밝기값을 기반으로 노출 시간별로 광량값을 획득할 수 있다(S133).In operation S133, the
이후, 영상 수집 장치(100)는 노출 시간별로 획득한 광량값을 기반으로 노출 시간별 레이저 광의 광량을 조절하면서 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하여 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득할 수 있다(S135).Thereafter, the
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 : 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치,
110 : 광원부, 120 : 광원 제어부,
130 : 광량 조절부, 140 : 광 확산부,
150 : 영상 촬영부, 151 : 렌즈,
160 : 촬영 제어부, 170 : 광량 제어부,
200 : 대상 객체100: Multi-exposure laser speckle image acquisition device,
110: light source part, 120: light source control part,
130: light amount control unit, 140: light diffusion unit,
150: image capturing unit, 151: lens,
160: photographing control unit, 170: light amount control unit,
200: target object
Claims (15)
상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량을 조절하는 광량 조절부;
상기 광원부를 통해 조사된 레이저 광이 대상 객체로부터 산란되어 형성된 스펙클을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하고, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득하는 영상 촬영부; 및
상기 영상 촬영부를 통해 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하는 광량 제어부;
를 포함하며,
상기 광량 제어부는, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록, 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하고, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정하고, 상기 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 상기 공통 밝기값을 기반으로 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하며, 상기 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 노출 시간별 최소 밝기값에서 최대 밝기값까지의 밝기값 범위를 획득하고, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 상기 공통 밝기값을 결정하는 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.A light source unit for irradiating laser light;
A light amount adjusting unit for adjusting a light amount of the laser beam irradiated through the light source unit;
An image capturing unit that captures a plurality of speckle images formed by scattering laser light emitted through the light source through a target object at different exposure times and acquiring a plurality of speckle images having different exposure times; And
A light amount control unit for controlling the light amount adjusting unit such that a light amount of the laser light irradiated through the light source unit differs according to an exposure time during a plurality of photographing operations with different exposure times through the image taking unit;
/ RTI >
The light amount control unit controls the light amount adjusting unit such that a plurality of speckle images having different exposure times have the same brightness value, the light amount of the laser light irradiated through the light source unit is different for each exposure time, Based on the light amount value-brightness value information according to the exposure time and the common brightness value based on the previously obtained exposure time, The control unit controls the light amount adjusting unit such that the light amount of the laser light is different according to the exposure time and acquires a brightness value range from the minimum brightness value to the maximum brightness value in each exposure time based on the light amount value- And determines the common brightness value within a range of brightness values overlapping with each other in the brightness value range per exposure time A multi-exposure laser speckle image acquisition device.
상기 광량 제어부는, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 최대 밝기값을 상기 공통 밝기값으로 결정하는, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.The method of claim 1,
Wherein the light amount controller determines the maximum brightness value as the common brightness value within a brightness value range overlapping among the brightness value ranges for each exposure time.
상기 광량 제어부는, 상기 공통 밝기값을 기반으로 상기 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보에서 노출 시간별로 광량값을 획득하고, 노출 시간별로 획득한 광량값을 기반으로 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하는, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.The method of claim 1,
The light amount control unit obtains a light amount value for each exposure time in the light amount value-brightness value information according to the previously acquired exposure time based on the common brightness value, and calculates the light amount value for each exposure time based on the light amount value obtained for each exposure time And controls the light amount adjusting unit so that the light amount of the laser light to be irradiated becomes different according to the exposure time.
상기 광량값은, 상기 광량 조절부의 회전 각도값 또는 회전 각도값에 대응되는 전압값인, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치.The method according to any one of claims 5 to 6,
Wherein the light amount value is a voltage value corresponding to a rotation angle value or a rotation angle value of the light amount control unit.
상기 광원부가, 레이저 광을 대상 객체에 조사하는 단계; 및
상기 영상 촬영부가, 조사된 레이저 광이 대상 객체로부터 산란되어 형성된 스펙클을 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영하고, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상을 획득하는 단계;
를 포함하며,
상기 복수의 스펙클 영상 획득 단계는, 상기 광량 제어부가, 상기 영상 촬영부를 통해 노출 시간을 달리하여 복수회 촬영 시, 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하여 레이저 광의 광량을 조절하는 단계를 포함하고,
상기 광량 조절 단계는, 상기 광량 제어부가, 서로 다른 노출 시간을 가지는 복수의 스펙클 영상이 서로 동일한 밝기값을 가지도록, 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하여 레이저 광의 광량을 조절하는 것으로 이루어지고, 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 공통 밝기값을 결정하고, 상기 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보와 결정된 상기 공통 밝기값을 기반으로 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하여 레이저 광의 광량을 조절하는 것으로 이루어지며, 상기 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보를 기반으로 노출 시간별 최소 밝기값에서 최대 밝기값까지의 밝기값 범위를 획득하고, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 상기 공통 밝기값을 결정하는 것으로 이루어지는, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 방법.A method of correcting a multi-exposure laser speckle image pick-up apparatus comprising a light source, a light amount control unit, an image pickup unit, and a light amount control unit,
The light source unit irradiating a laser beam onto a target object; And
Capturing a plurality of speckle images having different exposure times by photographing the speckle formed by scattering the irradiated laser light from the object object at different exposure times and acquiring a plurality of speckle images having different exposure times;
/ RTI >
The plurality of speckle image acquiring steps may include a step of acquiring a plurality of speckle images of the plurality of speckle images, wherein the light amount control unit controls the light amount adjusting unit such that, when photographing a plurality of times with different exposure times through the image photographing unit, And controlling the light amount of the laser light,
Wherein the light amount control step controls the light amount adjusting unit such that the light amount of the laser light irradiated through the light source unit is different for each exposure time so that the plurality of speckle images having different exposure times have the same brightness value, Brightness value information according to the exposure time acquired in advance, and determines a common brightness value based on the brightness value information according to the previously acquired exposure time, and calculates a brightness value-brightness value information And controlling the light amount adjusting unit to adjust the light amount of the laser light based on the determined common brightness value so that the light amount of the laser light irradiated through the light source unit differs according to the exposure time, Value - Based on the brightness value information, the maximum brightness at the minimum brightness value per exposure time Correction method of the exposure laser speckle image capturing device obtains the brightness range up to, and exposure time of the gray level range in the gray level range that overlap each other to be made to determine the common brightness, multiple.
상기 광량 조절 단계는, 상기 광량 제어부가, 노출 시간별 밝기값 범위 중 서로 중복되는 밝기값 범위 내에서 최대 밝기값을 상기 공통 밝기값으로 결정하는 것으로 이루어진, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 방법.9. The method of claim 8,
The light amount adjusting step may include adjusting the light amount of the multi-exposure laser speckle image collecting apparatus, wherein the light amount controlling unit determines the maximum brightness value as the common brightness value within a brightness value range overlapping among the exposure time- Way.
상기 광량 조절 단계는, 상기 광량 제어부가, 상기 공통 밝기값을 기반으로 상기 미리 획득된 노출 시간에 따른 광량값-밝기값 정보에서 노출 시간별로 광량값을 획득하고, 노출 시간별로 획득한 광량값을 기반으로 상기 광원부를 통해 조사되는 레이저 광의 광량이 노출 시간별로 상이하게 되도록 상기 광량 조절부를 제어하여 레이저 광의 광량을 조절하는 것으로 이루어진, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 방법.9. The method of claim 8,
The light amount control step may include a step of controlling the light amount control unit to obtain the light amount value for each exposure time in the light amount value-brightness value information according to the previously obtained exposure time based on the common brightness value, And adjusting the light amount of the laser light by controlling the light amount adjusting unit such that the light amount of the laser light irradiated through the light source unit differs according to the exposure time.
상기 광량값은, 회전 각도값 또는 회전 각도값에 대응되는 전압값인, 다중-노출 레이저 스펙클 영상 수집 장치의 보정 방법.14. The method according to any one of claims 12 to 13,
Wherein the light amount value is a voltage value corresponding to a rotation angle value or a rotation angle value.
A computer program stored in a computer-readable recording medium for causing a computer to execute a method of correcting a multi-exposure laser speckle image pick-up apparatus according to any one of claims 8, 12, 13,
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KR101632383B1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-06-21 | (주)이즈소프트 | Skin imaging method and apparatus |
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