KR102174484B1 - 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치 - Google Patents

컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법은, CT 영상들을 획득하는 단계와, 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하는 단계와, 재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용하는 단계와, 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 단계와, 최종 파노라마 영상을 출력하는 단계를 포함한다.

Description

컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING A PANORAMIC IMAGE FROM A COMPUTER TOMOGRAPHIC IMAGE}
본 발명은 영상처리 기술에 관한 것으로, 특히, 컴퓨터 단층 영상을 이용하여 파노라마 영상을 생성하는 기술에 관한 것이다.
치과 의료분야 시술의 성공에는 많은 변수가 관련되어 있다. 예를 들어, 치골 부위의 임플란트 시술의 경우, 시술의 성공에 관련된 주요 변수들로 신경관의 위치, 상하악의 구조, 골밀도, 적절한 위치와 고정물의 선택, 보철물과의 조화 등이 고려될 수 있다. 전술한 변수들은 치과 의료분야의 시술의 성공에 밀접한 관련에 있기에 시술계획을 수립하는 과정에서 고려되어야 한다.
치과에서는 X선을 이용한 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography: CT, 이하, 'CT'라 칭함)을 통해 획득된 2차원의 CT 영상들로부터 얻은 정보를 바탕으로 전술한 변수들을 고려한 후 시술한다. 그러나 2차원의 CT 영상들은 치아 구조물의 전체 부분을 확인하기 어렵거나, 시술자가 CT 영상을 가지고 전체적인 모습을 보기 위해 CT 영상을 여기저기 움직이면서 봐야 하는 불편함이 따른다.
일 실시 예에 따라, CT 영상으로부터 파노라마 영상을 재구성하고 재구성 시에 치아 구조물의 손실 없이 전체 부분을 확인할 수 있도록 선명도를 증가시킨 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치를 제안한다.
일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법은, CT 영상들을 획득하는 단계와, 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하는 단계와, 재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용하는 단계와, 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 단계와, 최종 파노라마 영상을 출력하는 단계를 포함한다.
렌더링 테크닉을 적용하는 단계는, 치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용하고, 렌더링 테크닉은 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨(Gray level) 조정 및 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity) 조정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
파노라마 영상들로 재구성하는 단계는, 상악 또는 하악을 따라 기준 아치 라인(arch line)을 설정하는 단계와, 설정된 기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 조정하는 단계와, 설정 및 조정된 아치 라인들에 기반한 재구성 파노라마 영상들을 생성하는 단계와, 조정된 아치 라인의 개수가 미리 설정된 개수에 도달하는지 확인하여 미리 설정된 개수가 될 때까지 아치 라인 조정 및 재구성 파노라마 영상 생성을 반복하는 단계를 포함할 수 있다.
렌더링 테크닉을 적용하는 단계는, 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하는 단계와, 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하는 단계는, 기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 추가로 생성하는 단계와. 추가 생성된 각 아치 라인에 기반하여 재구성 파노라마 영상들을 생성하는 단계와, 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인의 위치에 따라 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
렌더링 테크닉을 적용하는 단계는, 각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할하는 단계와, 각 재구성 파노라마 영상에 대해 각 블록 별 밀도 값을 기준으로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계에서, 관심영역을 비 관심영역에 비해 그레이 스케일 간격을 세분화하여 조정할 수 있다. 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계는, 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 밀도 값 당 그레이 레벨을 나타내는 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하는 단계와, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
렌더링 테크닉을 적용하는 단계는, 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 단계는, 정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값 및 표준편차 중 적어도 하나를 계산하는 단계와, 평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법은, 최종 파노라마 영상을 대상으로 이미지 후 처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이미지 후 처리를 수행하는 단계는, 흐릿한 원본 영상을 공간 스무딩 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상을 생성하는 단계와, 원본 영상에서 스무딩 영상을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상을 획득하는 단계와, 획득된 에지 영상을 원본 영상과 정합하여 선명해진 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 영상 처리장치는, 디스플레이와, CT 영상들을 획득하는 CT 수신부와, 디스플레이 및 통신부와 전기적으로 연결된 제어부와, 제어부와 전기적으로 연결되고, 디스플레이에 표시 가능한 영상을 저장하는 메모리를 포함하며, 메모리는, 실행 시에, 제어부가, CT 수신부를 통해 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하고, 재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용하며, 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 영상 처리를 수행하며, 영상 처리가 이루어진 영상을 디스플레이에 표시하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장한다.
렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은, 치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용하고, 렌더링 테크닉은 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨조정 및 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도 조정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은, 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하고, 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용할 수 있다.
렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은, 각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할하고, 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 밀도 값 당 그레이 레벨을 나타내는 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하거나, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정할 수 있다.
렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은, 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치를 통해 CT 영상만을 가지고 선명한 파노라마 영상을 얻을 수 있다. 특히, 치아 치근단, 전악 부위 등을 포함한 전체 상태의 손실 없이 모든 치아 구조물을 확인할 수 있다. 또한, CT 영상만으로도 파노라마 촬영장비 수준의 파노라마 영상을 획득할 수 있어서, CT 촬영 및 파노라마 촬영을 포함한 2번의 촬영을 할 필요가 없다. 나아가, 파노라마 영상의 선명도를 높임에 따라 사용자가 CT 영상을 가지고 전체적인 모습을 보기 위해 CT 영상을 여기저기 움직이면서 봐야 하는 불편함을 해소할 수 있고, 선명한 파노라마 영상을 가지고 정확한 진단 및 상담이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용하여 파노라마 영상을 생성하는 영상 처리장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법의 흐름을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치 라인에 의한 렌더링 테크닉 방법의 흐름을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그레이 레벨 및 불투명도 조정을 통한 렌더링 테크닉 방법의 흐름을 도시한 도면,
도 5는 렌더링 테크닉의 적용 없이 CT 영상들 또는 재구성된 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 경우 그레이 스케일 분포 그래프와 불투명도 그래프를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌더링 테크닉이 적용된 그레이 스케일 분포 그래프와 불투명도 그래프를 도시한 도면,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 후 처리 프로세스를 설명하기 위한 도면들,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 후 처리가 이루어진 파노라마 영상을 그렇지 않은 파노라마 영상과 비교한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치 라인 위치에 따른 렌더링 테크닉 적용 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용하여 파노라마 영상을 생성하는 영상 처리장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 영상 처리장치(1)는 CT 영상을 가지고 영상처리를 하여 파노라마 영상을 생성(CT to Panorama)하는 전자장치이다. 전자장치는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) PC, 스마트폰, 휴대폰, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등이 있다. 영상 처리장치(1)는 외부의 CT 촬영장치로부터 CT 영상을 획득할 수 있고, 획득된 CT 영상을 처리하기 위한 영상처리 프로그램을 가질 수 있다. CT 촬영장치는 치과용 콘빔 CT(Cone Beam CT: CBCT) 장치일 수 있다. 이렇게 획득된 CT 영상은 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일 형대로 저장될 수 있다. CT 촬영으로 얻은 DICOM 파일을 영상 처리장치(1)로 옮긴 후 영상처리 프로그램을 이용하여 파노라마 영상을 구성한다. 파노라마 영상의 경우, 임플란트 등과 같은 시술 시에 해부학적 구조물에 대한 3차원적 정보를 획득할 수 있다. 본 발명에서는 치과용 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 구성을 위주로 설명하고 있으나, 치과뿐만 아니라 의료영상을 다루는 분야에 확장 적용될 수 있음을 명시한다.
일 실시 예에 따른 영상 처리장치(1)는 파노라마 촬영장치를 통해 얻는 파노라마 영상의 단점과 CT 촬영장치를 통해 얻는 CT 영상의 단점을 모두 극복하면서, 동시에 서로 간에 가지는 장점만을 최대한 활용하고자 한다. 일반 파노라마 영상의 경우, 구조물에 대한 전체적인 모습을 확인할 수는 있으나 상의 중첩 및 왜곡이라는 문제점이 발생한다. 예를 들어, 파노라마 영상은, 구강 및 주위 조직을 하나의 연속된 영상으로 형성하기 위해 CT 영상과는 달리 필름과 X 선이 회전 운동한다는 특징이 있다. 이로 인해 상의 왜곡과 확대, 구조물의 중첩 및 허상 등에 의해서 주요 해부학적 구조물들의 정확한 크기와 위치를 평가하기 어렵다. CT 영상의 경우, 치과 구조물의 깊이(depth)를 파악할 수 있으나 치주골의 상태, 과거 치아 병력에 대한 상태, 다수의 치아 및 잇몸 상태 등을 정확하게 확인하기 어렵다. 일 실시 예에 따른 영상 처리장치(1)는 CT 영상으로부터 입체적인 파노라마 영상을 생성한다. 이때, 치아 치근단, 전악 부위 등을 포함한 전체 상태의 손실 없이 모든 치아 구조물을 확인할 수 있도록 선명도를 증가시킨 파노라마 영상을 생성한다. 이에 따라, CT 영상만으로도 파노라마 촬영장비 수준의 파노라마 영상을 획득할 수 있어 CT 촬영 및 파노라마 촬영을 포함한 2번의 촬영을 할 필요가 없다. 나아가, 파노라마 영상의 선명도를 높임에 따라 사용자가 CT 영상을 가지고 전체적인 모습을 보기 위해 CT 영상을 여기저기 움직이면서 봐야 하는 불편함을 해소할 수 있다. 선명한 파노라마 영상을 가지고 정확한 진단 및 상담이 가능하다.
이하, 도 1을 참조로 하여 영상 처리장치(1)의 각 구성요소에 대해 상세히 후술한다. 도 1을 참조하면, 영상 처리장치(1)는 CT 수신부(10), 제어부(12), 디스플레이(14) 및 저장부(16)를 포함한다.
CT 수신부(10)는 CT 영상을 획득한다. 외부의 CT 촬영장치로부터 CT 영상을 수신할 수 있고, 직접 CT 영상을 촬영할 수도 있다. CT 영상은 환자의 치아 구조물을 대상으로 촬영을 통해 생성된 2차원(2D) 단면 영상이다. CT 수신부(10)는 외부 전자장치와 유무선 수신할 수 있는 통신모듈을 구비하여 네트워크에 연결될 수 있으며, 네트워크에 연결된 외부의 CT 촬영장치로부터 CT 영상을 수신할 수 있다. 다른 예로서, CT 수신부(10)는 CT 영상이 인화된 필름을 스캔할 수 있는 스캔 모듈을 구비하여 CT 영상이 인화된 복수 개의 필름들을 스캔할 수 있다. 또한, CT 영상을 저장하고 있는 저장장치로부터 CT 영상을 수신할 수도 있다. CT 수신부(10)는 수신된 CT 영상을 제어부(12)로 전달할 수 있고, 저장부(16)에 저장할 수도 있다. 저장된 CT 영상들은 향후 파노라마 영상 재구성의 대상이 된다.
제어부(12)는 CT 수신부(10)로부터 전달받은 CT 영상을 영상처리하여 파노라마 영상을 생성한다. 영상처리의 예로, 제어부(12)는 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성한다. 그리고 재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링(adaptive rendering)을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉(rendering technique)을 적용한다. 예를 들어, 치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시킨다. 여기서, 관심영역은 치아, 치근단, 신경단 등이 될 수 있고, 비 관심영역은 지방(fat)과 같은 배경이 될 수 있다. 선명도가 증가한 관심영역은 뚜렷하게 보이게 되고, 선명도가 감소한 비 관심영역은 감쳐진다(hide). 렌더링 테크닉의 예로는 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨(Gray level) 조정, 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity) 조정 등이 있다. 제어부(12)는 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 하나의 최종 파노라마 영상을 생성한다. 최종 파노라마 영상은 영상 손실 및 흐릿한 부분이 없이 선명한 영상이다.
디스플레이(14)는 각종 정보를 출력한다. 일 실시 예에 따른 디스플레이(14)는 제어부(12)를 통해 생성된 파노라마 영상을 사용자가 인지할 수 있도록 출력한다. 또한, 디스플레이(14)는 특정 부위를 볼 수 있는 확대 기능 및 축 지정 기능, 명암 대조 기능 등을 제공할 수 있다. 디스플레이(14)는 방전광 디스플레이(ELD), 진공 형광 디스플레이(VFD), 발광 다이오드 디스플레이(LED), 음극선관(CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT LCD), 플라스마 디스플레이 패널 (PDP), 표면 얼터네이트 라이팅(ALiS), 디지털 광원 처리(DLP), 실리콘 액정 (LCoS), 유기 발광 다이오드(OLED), 표면 전도형 전자 방출 소자 디스플레이(SED), 전계 방출 디스플레이(FED), 레이저 TV(양자 점 레이저, 액정 레이저), 광유전성 액체 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(iMoD), 두꺼운 필름 유전체 전기 (TDEL), 양자 점 디스플레이(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기 발광 트랜지스터(OLET) 및 레이저 형광 디스플레이(LPD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
저장부(16)는 제어부(12)의 영상처리를 위해 필요한 프로그램 및 데이터가 저장된다. 예를 들어, 저장부(16)에는 영상처리를 위한 인스트럭션들이 저장된다. 인스트럭션들은 예를 들어, CT 수신부(10)를 통해 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하기 위한 인스트럭션, 재구성 파노라마 영상들에 대한 적응적 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션, 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 인스트럭션, 영상 처리가 이루어진 영상을 디스플레이(14)에 표시하도록 하는 인스트럭션 등이 될 수 있다. 저장부(16)는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록매체를 포함한다. 그 예로는, 롬(ROM: Read Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory), CD(Compact Disk), DVD(Digital Video Disk)―ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치, 임베디드 멀티미디어 카드(eMMC), HDD(Hard Disk Drive), Micro SD Card 및 USB Memory 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 제어부(12)는 파노라마 재구성부(120), 렌더링부(122) 및 정합부(124)를 포함하며, 후 처리부(126)를 더 포함할 수 있다.
파노라마 재구성부(120)는 CT 영상에서 상악 또는 하악을 따라 아치 라인(arch line)을 설정 및 조정한다. 아치 라인 설정 및 조정은 초점 층을 아치 곡선(arch curve)으로 설정하는 것으로, 모든 상하악 치아의 치근단에서부터 치관까지 다 나올 수 있도록 기준 아치 라인을 설정한 후, CT 영상을 위아래(협 측, 설 측)로 움직여 보면서 아치 라인을 조정하여 CT 영상이 파노라마 영상의 형태로 보이도록 하는 것이다. 이때, 치관과 치근단이 모두 나타날 수 있도록 치관과 치근단의 협설적인 중간지점을 기준 아치 라인을 설정할 수 있다. 재구성 파노라마 영상들의 두께(thickness)가 커질수록 파노라마 영상이 흐려지고, 작아질수록 협설적인 초점층의 두께가 작아져서 치관과 치근단이 모두 나타나지 않을 수 있다. 따라서, 흐려지거나 모두 보이지 않는 문제가 발생하지 않을 정도의 두께를 설정하고자 한다. 예를 들어, 20~30mm로 설정하여 파노라마 영상을 재구성한다. 파노라마 재구성부(120)는 재구성 연산의 수행결과로서 생성된 재구성 파노라마 영상을 렌더링부(122)로 전달한다.
파노라마 재구성부(120)의 아치 라인을 이용한 파노라마 재구성만으로는 선명도가 높은 파노라마 영상을 얻기 어렵다. 예를 들어, 아치 라인을 이용한 재구성 파노라마 영상의 경우 치근단과 전치부 부위의 치아가 손실되는 문제가 발생한다. 모든 치아 구조물을 보기 위해 두께를 변경하는 경우, 재구성된 파노라마 영상이 흐르게 보이는 문제가 발생한다. 전술한 문제들을 해결하기 위해 렌더링부(122)를 통한 적응적 렌더링을 수행한다. 렌더링부(122)는 파노라마 재구성부(120)로부터 전달받은 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 적응적 렌더링을 통해 선명한 파노라마 영상을 생성한다.
일 실시 예에 따른 렌더링부(122)는 파노라마 재구성부(120)를 통해 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택한다. 예를 들어, 기준 아치 라인을 기준으로 앞 뒤(협 측 및 설 측) 방향으로 아치 라인을 추가로 생성한다. 그리고 추가 생성된 각 아치 라인에 기반하여 재구성 파노라마 영상들을 생성한다. 이때, 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인의 위치에 따라 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역을 선택한다. 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인 위치에 따라 잘 보이는 치아가 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역이 된다. 그리고 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 예를 들어, 협 측 방향으로 조정된 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 상악 전치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 다른 예로, 설 측 방향으로 조정된 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 하악 전치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 또 다른 예로, 기준 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 상악 또는 하악의 구치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 이에 대한 실시 예는 도 11을 참조로 하여 후술한다.
일 실시 예에 따른 렌더링부(122)는 렌더링을 위해 각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할한다. 이때, 저장부(16)에 미리 저장된 해부학적 정보를 이용하여 재구성된 파노라마 영상을 블록 별로 분할할 수 있다. 예를 들어, 치아, 신경관, 치근, 상악, 하악, 전치부 및 구치부 등의 각각의 구조에 맞게 치아 구조 영상정보, 신경관 구조 영상정보, 치근 구조 영상정보, 상악 구조 영상정보, 하악 구조 영상정보, 전치부 구조 영상정보 및 후치부 구조 영상정보 등으로 분할한다. 그리고 분할된 블록 별로 서로 상이한 렌더링 테크닉을 적용한다. 예를 들어, 관심 블록들은 선명도를 증가시키고 비 관심 블록들은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 수행한다. 관심 블록은 치아, 신경관, 치근 등이 될 수 있다. 관심 블록은 아치 라인(arch line)의 위치에 따라 상이해질 수 있다.
일 실시 예에 따른 렌더링부(122)는 각 재구성 파노라마 영상에 대해 각 블록 별 밀도 값을 기준으로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 그레이 레벨을 상이하게 조정한다. 예를 들어, 관심영역을 비 관심영역에 비해 그레이 스케일 간격을 더 세분화하여 조정한다. 간격이 세분화된 그레이 스케일 구간은, 치아, 치근단 및 신경단 등일 수 있다. 이때, 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하는 방법, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 방법 등을 사용할 수 있다. 이를 통해 관심영역은 선명도를 증가하고, 비 관심영역은 선명도가 감소한다. 이에 대한 실시 예는 도 6의 좌측 그래프를 참조로 하여 후술한다.
일 실시 예에 따른 렌더링부(122)는 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 불투명도(opacity)를 서로 상이하게 조정한다. 예를 들어, 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버(slice number)를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정한다. 이때, 렌더링부(122)는 정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값(HU average) 및 표준편차(Standard Deviation) 중 적어도 하나를 계산하고, 평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시킬 수 있다. 이에 대한 실시 예는 도 6의 우측 그래프를 참조로 하여 후술한다.
정합부(124)는 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성한다. 또한, 정합된 최종 파노라마 영상을 디스플레이(14)에 전달할 수 있다.
후 처리부(126)는 정합부(124)를 통해 정합된 최종 파노라마 영상을 대상으로 이미지 후 처리를 수행한다. 이때, 후 처리부(126)는 언샵 마스크 필터(Unsharpen mask filter)를 이용하여 영상에 대한 전체적인 선명도를 높이고 경계 부분을 선명하게 처리할 수 있다. 언샵 마스크 필터는 하운스필드 단위(HU) 경계 부분 간의 경계 처리에 용이하다. 예를 들어, 후 처리부(126)는 흐릿한 원본 영상(original image)을 공간 스무딩(spatial smoothing) 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상(smoothing image)을 생성하고, 원본 영상에서 스무딩 영상을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상(edge image)을 획득한다. 이어서, 획득된 에지 영상을 원본 영상과 정합하여 선명해진 영상을 생성한다. 이미지 후 처리에 대한 실시 예는 도 7 내지 도 9를 참조로 하여 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 영상 처리장치(1)는 CT 영상들을 획득(S210)하고, 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성한다(S220). 이어서, 영상 처리장치(1)는 재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용한다(S230). 예를 들어, 치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용한다. 렌더링 테크닉의 예로는 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨(Gray level) 조정, 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity) 조정 등이 있다.
이어서, 영상 처리장치(1)는 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성(S240) 하고, 생성된 최종 파노라마 영상을 출력한다(S260). 최종 파노라마 영상 출력 단계(S260)에 앞서, 이미지 후 처리 단계(S250)를 더 포함할 수 있다. 이미지 후 처리 단계(S250)에서, 영상 처리장치(1)는 흐릿한 원본 영상을 공간 스무딩 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상을 생성하고, 원본 영상에서 스무딩 영상을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상을 획득하며, 획득된 에지 영상을 원본 영상과 정합함에 따라 선명해진 영상을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치 라인에 의한 렌더링 테크닉 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 영상 처리장치(1)는 상악 또는 하악을 따라 기준 아치 라인(arch line)을 설정한다(S310). 기준 아치 라인은 사용자로부터 입력받을 수 있다. 이어서, 설정된 기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 자동으로 조정한다(S320). 이에 따라, 조정된 아치 라인들이 위아래로 생성된다. 그리고 설정 및 조정된 아치 라인들에 기반한 재구성 파노라마 영상들을 생성한다(S330).
이어서, 영상 처리장치(1)는 재구성 파노라마 영상들에 대해 아치 라인의 위치에 따른 적응적 렌더링 테크닉을 적용한다(S340). 이를 위해, 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하고, 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용할 수 있다. 이에 대한 실시 예는 도 11을 참조로 하여 후술한다.
이어서, 영상 처리장치(1)는 조정된 아치 라인 생성 개수가 미리 설정된 개수(N)에 도달하는지 확인(S350)하고, 미리 설정된 개수가 될 때까지 아치 라인 조정(S320), 재구성 파노라마 영상 생성(S330) 및 적응적 렌더링 테크닉 적용(S340)을 반복 수행한다. 미리 설정된 개수(N)는 예를 들어, 10개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그레이 레벨 및 불투명도 조정을 통한 렌더링 테크닉 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 영상 처리장치(1)는 각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할한다(S410). 그리고 각 재구성 파노라마 영상을 대상으로 각 블록 별 밀도 값(HU)을 기준으로 그레이 레벨을 조정한다(S420). 예를 들어, 최종 파노라마 영상 구성 시 필요한 그레이 스케일(gray scale) 구간의 간격을, 최종 파노라마 영상 구성 시 필요없는 그레이 스케일 구간보다 세분화하여 그레이 레벨을 조정한다. 이때, 간격이 세분화된 그레이 스케일 구간은, 치아, 치근단, 신경단 등일 수 있다.
그레이 레벨 조정 단계(S420)에서, 영상 처리장치(1)는 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 그레이 스케일 변화 그래프에서 변화량(gradient)을 조정하거나, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정함으로써 그레이 레벨을 조정할 수 있다. 이때, 밀도 값이 높은 블록 또는 이웃하는 블록과의 밀도 값 변화량(gradient)이 높은 블록들의 선명도가 증가한다.
이어서, 영상 처리장치(1)는 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 불투명도(opacity)를 서로 상이하게 조정한다(S430). 예를 들어, 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정한다. 이때, 정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값(HU average) 및 표준편차(Standard Deviation) 중 적어도 하나를 계산하고, 평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차(Standard Deviation)가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시킬 수 있다.
도 5는 렌더링 테크닉의 적용 없이 CT 영상들 또는 재구성된 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 경우 그레이 스케일 분포 그래프와 불투명도 그래프를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, CT 영상은 기본적으로 물과 뼈 그리고 공기를 표준으로 하여 설정된 픽셀의 상대적인 선감약계수(linear attenuation coefficient)인 CT 넘버(CT number)를 이용하여 흑·백의 여러 단계를 나타낼 수 있다. 여기서, 창 너비(WW)는 흑백의 여러 단계인 그레이 스케일(gray scale)로 표현할 수 있는 CT 넘버의 범위를 의미하며, 창 수준(WL)은 그레이 스케일의 중앙값을 의미한다. 예를 들어, 소정 영상의 창 너비(WW)를 +300으로 설정하고 창 수준(WL)을 0으로 설정하면, 영상에 나타나는 하운스필드 유닛(hounsfield unit: HU)의 범위는 -150에서 +150이다. 그러므로 흡수치가 -150보다 낮은 물질은 검게 나타나고, 흡수치가 +150보다 높은 물질을 밝게 나타나며, -149에서 +149 사이의 HU를 갖는 물질은 흑과 백 사이의 레벨로 표시될 수 있다.
렌더링 테크닉 적용 없이 CT 영상들 또는 재구성된 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 경우, 그레이 스케일 변화 그래프에서 밀도(HU) 당 그레이 스케일(Gray Scale)은 일정하게 증가함을 확인할 수 있다. 또한, 불투명도 그래프에서 파노라마 슬라이스(slice) 당 불투명도(Opacity)도 일정하게 증가함을 확인할 수 있다. 이렇게 렌더링 테크닉이 적용되지 않은 경우 정합 영상은 영상 손실이 발생하게 되며, 정합 영상의 슬라이스 두께(thickness)를 조절할 경우 영상이 흐리게 재구성된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌더링 테크닉이 적용된 그레이 스케일 분포 그래프와 불투명도 그래프를 도시한 도면이다.
도 5와 비교할 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 렌더링 테크닉 방법이 적용되는 경우, 각 재구성 파노라마 영상을 대상으로 블록 별 그레이 스케일(Gray Scale)이 조정되고 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity)가 조정된다.
렌더링 테크닉 방법이 적용된 그레이 스케일 변화 그래프(도 6의 좌측 그래프)의 경우, 밀도((HU)) 값에 따라 그레이 스케일이 조정된다. 그레이 스케일 변화 그래프는 밀도(HU) 당 그레이 스케일(Gray Scale) 분포를 나타낸 것이다. 일 실시 예에 따른 영상 처리장치는 각 재구성 파노라마 영상에 대해 각 블록 별 밀도 값을 기준으로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 그레이 레벨을 상이하게 조정한다. 예를 들어, 관심영역을 비 관심영역에 비해 그레이 스케일 간격을 세분화하여 조정할 수 있다. 도 6의 그레이 스케일 변화 그래프에서, 제1 밀도 값(A) 미만을 가진 블록들(비 관심영역)에 비해, 제1 밀도 값(A) 이상을 가진 블록들(관심영역)에 대해서 그레이 스케일 구간의 간격이 더 세분화됨을 알 수 있다.
일 실시 예에 따른 영상 처리장치는 그레이 스케일 조정 시에, 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하는 방법, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 방법 등을 사용할 수 있다. 이때, 관심영역은 선명도를 증가하고, 비 관심영역은 선명도가 감소한다. 도 6을 예로 들면, 밀도 값이 A 이상을 가지거나, 밀도 값 변화량(gradient)이 B 이상에 해당하는 구간이 파노라마 영상 구성시 렌더링 테크닉이 집중 적용되는 구간으로서, 해당 구간의 선명도가 증가한다.
한편, 렌더링 테크닉 방법이 적용된 불투명도 그래프(도 6의 우측 그래프)의 경우, 슬라이스(slice)의 두께에 따라 불투명도(Opacity)가 상이하게 조정된다. 불투명도 그래프는 파노라마 슬라이스 당 불투명도를 나타낸다. 불투명도가 높은 슬라이스(투명도가 낮은 슬라이스)의 경우는 선명도가 증가하고, 불투명도가 낮은 슬라이스(투명도가 높은 슬라이스)의 경우는 선명도가 감소하게 된다. 이에 따라, 파노라마 슬라이스 여러 장을 정합했을 때, 흐려지는 문제를 해결할 수 있다. 파노라마 슬라이스의 투명도 조절은, 정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값(HU average) 및 표준편차(Standard Deviation) 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시킨다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 후 처리 프로세스를 설명하기 위한 도면들이다.
보다 세부적으로, 도 7은 이미지 후 처리 프로세스 중 공간 스무딩 프로세스를 도시한 것이고, 도 8은 이미지 후 처리 프로세스 중 에지 영상을 이용하여 원본 영상을 선명하게(sharpening) 하는 프로세스까지를 도시한 것이며, 도 9는 이미지 후 처리 프로세스 수행에 따라 생성되는 각 신호의 파형을 도시한 것이다.
도 1 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 후 처리부(126)는 정합부(124)를 통해 정합된 최종 파노라마 영상을 대상으로 이미지 후 처리를 수행한다. 이때, 후 처리부(126)는 언샵 마스크 필터(Unsharpen mask filter)를 이용하여 영상에 대한 전체적인 선명도를 높이고 경계 부분을 선명하게 처리할 수 있다. 언샵 마스크 필터는 하운스필드 단위(HU) 경계 부분 간의 경계 처리에 용이하다. 예를 들어, 후 처리부(126)는 흐릿한 원본 영상 f(x,y)을 도 7에 도시된 바와 같이 공간 스무딩(spatial smoothing) 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상 fsmooth(x,y)을 생성하고, 원본 영상 f(x,y)에서 스무딩 영상 fsmooth(x,y)을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상 g(x,y)을 획득한다. 이를 위한 수식은 g(x,y) = f(x,y) - fsmooth(x,y)이다.
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이 획득된 에지 영상 g(x,y)을 원본 영상 f(x,y)과 정합하여 선명해진 파노라마 영상 fsharp(x,y)을 생성한다. 이를 위한 수식은 fsharp(x,y) = g(x,y) + f(x,y)이다.
도 9의 (a)는 원본 영상신호 f(x,y)를, (b)는 흐릿해진 스무딩 영상신호 fsmooth(x,y)을, (c)는 에지 영상신호 g(x,y)를, (d)는 최종 선명해진 파노라마 영상신호 fsharp(x,y)의 파형을 각각 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 후 처리가 이루어진 파노라마 영상을 그렇지 않은 파노라마 영상과 비교한 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 9를 참조로 하여 전술한 이미지 후 처리를 통해 흐릿하지 않은 선명한 파노라마 영상을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치 라인 위치에 따른 렌더링 테크닉 적용 예를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 11을 참조하면, 영상 처리장치(1)는 재구성 파노라마 영상들에 대해 아치 라인의 위치에 따른 적응적 렌더링 테크닉을 적용한다. 이를 위해, 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택한다. 예를 들어, 기준 아치 라인을 기준으로 앞 뒤(협 측 및 설 측) 방향으로 아치 라인을 추가로 생성한다. 그리고 추가 생성된 각 아치 라인에 기반하여 재구성 파노라마 영상들을 생성한다. 이때, 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인의 위치에 따라 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역을 선택한다. 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인 위치에 따라 잘 보이는 치아가 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역이 된다.
이어서, 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용할 수 있다. 예를 들어, 협 측 방향으로 조정된 아치 라인(1100)에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 상악 전치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다(1102). 다른 예로, 설 측 방향으로 조정된 아치 라인(1110)에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 하악 전치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다(1112). 또 다른 예로, 기준 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 상악 또는 하악의 구치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 도면부호 1120 및 1222는 아치 라인들의 경계선들이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 영상 처리장치를 이용한 파노라마 영상 생성방법에 있어서, 상기 영상 처리장치가:
    치과용 컴퓨터 단층(Computed Tomography: CT, 이하, 'CT'라 칭함) 영상들을 획득하는 단계;
    획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하는 단계;
    재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 그레이 레벨 및 불투명도 중 적어도 하나를 조정하는 적응적 렌더링을 서로 상이하게 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용하는 단계;
    렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 단계; 및
    최종 파노라마 영상을 출력하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 단계는
    치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용하고,
    렌더링 테크닉은 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨(Gray level) 조정 및 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity) 조정 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 파노라마 영상들로 재구성하는 단계는
    상악 또는 하악을 따라 기준 아치 라인(arch line)을 설정하는 단계;
    설정된 기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 조정하는 단계;
    설정 및 조정된 아치 라인들에 기반한 재구성 파노라마 영상들을 생성하는 단계; 및
    조정된 아치 라인의 개수가 미리 설정된 개수에 도달하는지 확인하여 미리 설정된 개수가 될 때까지 아치 라인 조정 및 재구성 파노라마 영상 생성을 반복하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 단계는
    각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하는 단계; 및
    선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하는 단계는
    기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 추가로 생성하는 단계;
    추가 생성된 각 아치 라인에 기반하여 재구성 파노라마 영상들을 생성하는 단계; 및
    각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인의 위치에 따라 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역을 선택하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 단계는
    각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할하는 단계; 및
    각 재구성 파노라마 영상에 대해 각 블록 별 밀도 값을 기준으로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계는
    관심영역을 비 관심영역에 비해 그레이 스케일 간격을 세분화하여 조정하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계는
    각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 밀도 값 당 그레이 레벨을 나타내는 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하는 단계; 및
    밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 단계;
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 단계는
    정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 단계는
    정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값 및 표준편차 중 적어도 하나를 계산하는 단계; 및
    평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법은
    최종 파노라마 영상을 대상으로 이미지 후 처리를 수행하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 이미지 후 처리를 수행하는 단계는
    흐릿한 원본 영상을 공간 스무딩 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상을 생성하는 단계;
    원본 영상에서 스무딩 영상을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상을 획득하는 단계; 및
    획득된 에지 영상을 원본 영상과 정합하여 선명해진 영상을 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.
  13. 디스플레이;
    CT 영상들을 획득하는 CT 수신부;
    디스플레이 및 통신부와 전기적으로 연결된 제어부; 및
    제어부와 전기적으로 연결되고, 디스플레이에 표시 가능한 영상을 저장하는 메모리를 포함하며,
    상기 메모리는, 실행 시에, 상기 제어부가,
    CT 수신부를 통해 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하고,
    재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 그레이 레벨 및 불투명도 중 적어도 하나를 조정하는 적응적 렌더링을 서로 상이하게 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용하며,
    렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 영상 처리를 수행하며,
    영상 처리가 이루어진 영상을 상기 디스플레이에 표시하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은
    치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용하고,
    렌더링 테크닉은 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨조정 및 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도 조정 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은
    각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하고,
    선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은
    각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할하고,
    각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 밀도 값 당 그레이 레벨을 나타내는 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하거나, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.
  17. 제 13 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은
    정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.
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