KR102206996B1 - 방사선 영상 처리방법 및 방사선 촬영장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사선 영상 처리방법 및 방사선 촬영장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시간에 따라 획득된 복수의 방사선 이미지에서 비정상 픽셀값을 검출하는 방사선 영상 처리방법 및 방사선 촬영장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 영상 처리방법은 (a) 복수의 픽셀을 구비하는 방사선 검출패널을 이용하여 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하는 과정; (b) 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지에서 상기 복수의 픽셀 중 대상 픽셀을 선택하는 과정; (c) 선택된 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 과정; (d) 산출된 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값과 비교하는 과정; 및 (e) 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 영상 처리방법은 (a) 복수의 픽셀을 구비하는 방사선 검출패널을 이용하여 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하는 과정; (b) 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지에서 상기 복수의 픽셀 중 대상 픽셀을 선택하는 과정; (c) 선택된 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 과정; (d) 산출된 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값과 비교하는 과정; 및 (e) 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 방사선 영상 처리방법 및 방사선 촬영장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시간에 따라 획득된 복수의 방사선 이미지에서 비정상 픽셀값을 검출하는 방사선 영상 처리방법 및 방사선 촬영장치에 관한 것이다.
일반적으로, 방사선 촬영장치는 방사선을 피사체에 조사하는 방사선 발생장치(Radiation Generator)와 피사체를 투과한 방사선을 방사선 검출패널로 검출하는 방사선 디텍터(Radiation Detector)로 구성된다.
방사선 검출패널은 상보성 금속산화물 반도체(Complementary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS) 또는 다결정 실리콘(Poly-Si)과 같은 결정체 등의 소재로 이루어질 수 있으며, 소재의 특성에 따른 노이즈가 발생할 수 있다.
이러한 노이즈는 그 값이 비교적 높게 나타나므로, 이러한 노이즈가 포함된 픽셀값을 사용하여 방사선 이미지를 생성할 경우에는 방사선 이미지를 왜곡시킬 수 있고, 이에 따라 방사선 이미지의 품질을 저하시킬 수 있다.
이를 해결하고자 방사선 이미지에서 노이즈를 제거하기 위한 방법이 시도되고 있으나, 종래의 방법들은 단일 방사선 이미지에서 영역별 경향성(tendency)만을 판단하여 노이즈 픽셀을 검출하고 있으며, 시간에 따른 입력 신호(input signal)의 변화를 고려하지 않아 시간에 따라 획득된 복수의 방사선 이미지에서 시간에 대해 무작위(random)하게 발생하는 랜덤 노이즈의 경우에는 노이즈 픽셀을 검출하는 데에 한계가 있다.
본 발명은 시간에 따라 획득된 복수의 방사선 이미지에서 비정상 픽셀값을 검출하는 방사선 영상 처리방법 및 방사선 촬영장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 영상 처리방법은 (a) 복수의 픽셀을 구비하는 방사선 검출패널을 이용하여 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하는 과정; (b) 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지에서 상기 복수의 픽셀 중 대상 픽셀을 선택하는 과정; (c) 선택된 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 과정; (d) 산출된 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값과 비교하는 과정; 및 (e) 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.
비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 검증하는 과정;을 더 포함하고, 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 검증하는 과정은, 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지로부터 산출된 상기 대상 픽셀에 인접한 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 상기 미리 설정된 기준값을 비교하는 과정; 및 상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 주변 픽셀의 개수가 미리 설정된 판단 개수 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 확인하는 과정을 포함할 수 있다.
비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 검증하는 과정;을 더 포함하고, 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 검증하는 과정은, 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지로부터 산출된 상기 대상 픽셀에 인접한 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 비교하는 과정; 및 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차 범위 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀의 개수가 미리 설정된 판단 개수 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 확인하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 복수의 방사선 이미지 전체에 대해 상기 (b) 과정 내지 상기 (e) 과정을 반복하며, 비정상값으로 판단된 픽셀값이 발생한 대상 픽셀의 위치를 저장하는 과정;을 더 포함하고, 상기 대상 픽셀의 위치를 저장하는 과정 이후의 (b) 과정에서 위치가 저장된 픽셀을 상기 대상 픽셀의 선택에서 제외하고 상기 위치가 저장된 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단할 수 있다.
상기 미리 설정된 기준값은 상기 복수의 픽셀 전체적으로 각각의 픽셀에서 방사선이 비조사되는 경우에도 발생되거나, 방사선원으로 인해 발생되는 고유 노이즈값보다 클 수 있다.
상기 (b) 과정은 상기 복수의 방사선 이미지 중 시간적으로 연속되는 둘 이상의 방사선 이미지를 선택하여 수행될 수 있다.
상기 (b) 과정에서는 상기 복수의 방사선 이미지 중 시간적으로 연속되는 2개의 방사선 이미지를 선택하고, 상기 (e) 과정에서는 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 2개의 방사선 이미지 중 상기 대상 픽셀의 픽셀값이 높은 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단할 수 있다.
상기 복수의 픽셀 중 미리 설정된 범위 내의 세기로 방사선이 입사되는 픽셀 영역을 검출하는 과정;을 더 포함하고, 상기 (b) 과정에서는 상기 픽셀 영역 중 상기 대상 픽셀을 선택할 수 있다.
비정상값으로 판단된 대상 픽셀의 픽셀값을 동일한 방사선 이미지 상의 인접한 주변 픽셀의 픽셀값을 내삽하여 보정하는 과정;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치는 복수의 픽셀을 구비하며, 조사되는 방사선에 의해 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하기 위한 전기신호를 생성하는 방사선 검출패널; 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지에서 상기 복수의 픽셀 중 선택된 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량 및 상기 대상 픽셀에 인접한 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 변화량 산출부; 산출된 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값과 비교하는 변화량 비교부; 및 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 픽셀값 이상판단부;를 포함할 수 있다.
상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 주변 픽셀의 개수가 미리 설정된 판단 개수 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 결정하는 제1 픽셀값 검증부;를 더 포함할 수 있다.
상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차 범위 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀의 개수가 미리 설정된 판단 개수 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 결정하는 제2 픽셀값 검증부;를 더 포함할 수 있다.
비정상값으로 판단된 픽셀값이 발생한 대상 픽셀의 위치를 저장하는 위치저장부;를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 픽셀 전체적으로 각각의 픽셀에서 방사선이 비조사되는 경우에도 발생되거나, 방사선원으로 인해 발생되는 고유 노이즈값보다 큰 상기 미리 설정된 기준값을 설정하는 기준값 설정부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 영상 처리방법은 시간에 따라 획득된 복수의 방사선 이미지 중 둘 이상의 방사선 이미지를 선택하여, 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 간의 픽셀값 변화량을 고려함으로써, 시간에 따른 입력 신호(input signal)의 변화를 반영하여 각 대상 픽셀의 픽셀값이 랜덤 노이즈를 포함하는 비정상 픽셀값인지를 판단할 수 있다. 이에 따라 복수의 방사선 이미지에서 랜덤 노이즈가 포함된 비정상 픽셀값을 제거하여 보정함으로써, 방사선 이미지의 왜곡을 방지할 수 있고, 방사선 이미지의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 기준값을 비교하여 비정상 픽셀값을 판단한 후에 다시 주변 픽셀을 통해 비정상 픽셀값이 맞는지를 검증함으로써, 피사체의 움직임 등에 의한 입력 신호의 변화를 효과적으로 반영하여 각 대상 픽셀의 픽셀값이 랜덤 노이즈를 포함하는 비정상 픽셀값인지를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
그리고 랜덤 노이즈의 특성상 한 번 랜덤 노이즈가 발생했던 픽셀에서는 랜덤 노이즈가 발생할 확률이 높기 때문에 비정상 픽셀값이 발생한 대상 픽셀의 위치를 저장하고 이후의 방사선 이미지에서 해당 픽셀의 픽셀값을 비정상 픽셀값으로 간주함으로써, 비정상 픽셀값인지를 판단해야 하는 픽셀의 개수가 줄어들 수 있으며, 복수의 방사선 이미지 전체에 대해 비정상 픽셀값이 있는지를 판단하고 보정하는 영상 처리의 시간이 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 영상 처리방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대상 픽셀과 주변 픽셀을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미리 설정된 기준값을 통한 대상 픽셀의 픽셀값 검증을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량의 비교를 통한 대상 픽셀의 픽셀값 검증을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대상 픽셀과 주변 픽셀을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미리 설정된 기준값을 통한 대상 픽셀의 픽셀값 검증을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량의 비교를 통한 대상 픽셀의 픽셀값 검증을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치의 구성을 나타낸 블록도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 영상 처리방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 영상 처리방법은 (a) 복수의 픽셀(111)을 구비하는 방사선 검출패널(110)을 이용하여 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하는 과정(S100); (b) 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 상기 복수의 픽셀(111) 중 대상 픽셀(111a)을 선택하는 과정(S200); (c) 선택된 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 과정(S300); (d) 산출된 상기 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값(R)과 비교하는 과정(S400); 및 (e) 상기 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값(R) 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20) 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 과정(S500);을 포함할 수 있다.
먼저, (a) 복수의 픽셀(111)을 구비하는 방사선 검출패널(110)을 이용하여 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득한다(S100). 방사선 발생장치를 이용하여 방사선 검출패널(110)에 방사선을 조사함으로써, 방사선 이미지를 생성할 수 있으며, 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 방사선 검출패널(110)의 복수의 픽셀(111)에 저장될 수 있고, 복수의 픽셀(111)에 저장된 전하(량)에 따라 상기 방사선 이미지가 생성될 수 있다. 여기서, 생성된 방사선 이미지를 바로 획득할 수도 있고, 생성되어 저장된 방사선 이미지를 획득할 수도 있다. 이러한 상기 복수의 ㅂ방사선 이미지는 형광 투시법(Fluoroscopy), 전산화단층영상촬영기(Cone Beam Computed Tomography; CBCT) 등의 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography; CT)에서 사용될 수 있다.
다음으로, (b) 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 상기 복수의 픽셀(111) 중 대상 픽셀(111a)을 선택한다(S200). 상기 복수의 방사선 이미지 중 비정상 픽셀값이 있는지를 확인할 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)를 선택할 수 있으며, 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 각 픽셀(111)의 픽셀값에 대해 비정상값인지를 판단할 수 있다. 여기서, 대상 픽셀(111a)은 하나일 수도 있고, 복수일 수도 있다.
그 다음 (c) 선택된 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출한다(S300). 각 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 각각 산출할 수도 있고, 모든 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 한 번에 산출할 수도 있다. 이를 통해 대상 픽셀(111a) 전체의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출할 수 있다.
그리고 (d) 산출된 상기 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값(R)과 비교한다(S400). 산출된 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값(R)과 비교할 수 있으며, 각 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값(R)과 비교할 수 있고, 모든 대상 픽셀(111a)에 대해 미리 설정된 기준값(R)과 비교할 수 있다. 여기서, 시간에 따라 기본적으로 모든 픽셀(111)에 개재될 수 있는 요소(또는 노이즈)의 값을 제거하여 실질적으로 다른 픽셀들(예를 들어, 주변 픽셀)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과의 차이를 발생시키는 요소(예를 들어, 랜덤 노이즈)를 확인하기 위해 상기 미리 설정된 기준값(R)을 사용할 수 있다.
그 다음 (e) 상기 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값(R) 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 상기 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 판단한다(S500). 미리 설정된 기준값(R)에 의해 모든 픽셀(111)에 공통적으로 포함되는 요소는 배제될 수 있으며, 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 경우에는 대상 픽셀(111a)에 다른 픽셀들보다 다른 요소(또는 노이즈)가 더 개재된 것이므로, 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 판단할 수 있다. 즉, 대상 픽셀(111a)의 픽셀값이 주변 픽셀(111b)의 픽셀값과 공통적으로 변하는 부분은 미리 설정된 기준값(R)에 의해 제거되어 대상 픽셀(111a)의 픽셀값만이 변한 부분을 알 수 있고, 대상 픽셀(111a)의 픽셀값만이 독립적으로 변한 부분을 통해 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 판단할 수 있다.
본 발명에서는 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20) 간의 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 고려함으로써, 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 기준값(R)의 비교를 통해 간단하게 대상 픽셀(111a)의 픽셀값이 비정상값인지를 판단할 수 있다.
상기 (b) 과정(S200)은 상기 복수의 방사선 이미지 중 시간적으로 연속되는 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)를 선택하여 수행될 수 있다. 상기 복수의 방사선 이미지 중에서 시간적으로 연속되는 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)를 선택할 수 있으며, 시간적으로 연속되는 둘 이상의 방사선 이미지(10,20) 간에는 시간적 경향성(tendency)이 유지될(또는 이어질) 수 있어 시간에 따른 픽셀값 변화량이 비정상 픽셀값을 검출하는 데에 보다 효과적일 수 있다.
예를 들어, 시간적으로 비연속적인 방사선 이미지 간에는 장치적 조작 및/또는 오류(error)에 의한 방사선의 조사 세기 변화, 고의 및/또는 실수에 의한 피사체의 위치 변화(예를 들어, 움직임 또는 이동) 등으로 인해 각 픽셀(111)마다 입력 신호(input signal)의 변화가 발생할 확률이 높을 수 밖에 없고, 시간에 따라 방사선의 조사 세기 변화 및/또는 피사체의 위치 변화가 점차적으로 발생하는 경우에는 시간에 따른 픽셀값 변화량이 커질 수 밖에 없다. 이러한 경우에는 시간에 따른 픽셀값 변화량이 대부분 미리 설정된 기준값(R)을 넘게 되어 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 기준값(R)의 비교만으로는 대상 픽셀(111a)의 픽셀값이 비정상값인지를 판단하기에 어려움이 있다. 또한, 전체적인 픽셀값 변화량이 커서 픽셀값 변화량에서 랜덤 노이즈(random noise)가 차지하는 비율이 작아질 수 있으며, 이로 인해 주변 픽셀(111b)을 통한 대상 픽셀(111a)의 픽셀값 검증이 어려워질 수도 있다.
여기서, 상기 랜덤 노이즈는 각 픽셀(111)마다 독립적으로 시간에 대해(또는 따라) 무작위(random)하게 발생하는 노이즈(noise)를 말하며, 예를 들어, 상보성 금속산화물 반도체(Complementary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS) 또는 다결정 실리콘(Poly-Si)과 같은 결정체 등 방사선 검출패널(110)의 소재 특성에 따라 발생될 수 있고, 이를 무작위 전신 신호(Random Telegraph Signal; RTS) 노이즈(이하 RTS 노이즈)라고 말할 수도 있다. 이러한 랜덤 노이즈는 그 값이 비교적 높게 나타나게 되고, 이로 인해 랜덤 노이즈가 포함된 픽셀값을 사용하여 방사선 이미지를 생성할 경우에는 방사선 이미지를 왜곡시킬 수 있고, 방사선 이미지의 품질을 저하시킬 수 있다. 여기서, RTS 노이즈는 스위칭(Switching) 소자의 채널(Channel) 내의 하나 또는 여러 개의 전자 또는 정공이 산화물(Oxide) 내에 트래핑(Trapping) 또는 디트래핑(De-trapping)되면서 발생하는 노이즈로서, 불연속적으로 여러 개의 신호 레벨(Signal Level)을 매우 낮은 주파수로 반복적으로 나타내는 특성을 보인다. 이로 인해 방사선 이미지에서는 픽셀(111)의 신호(Signal)가 여러 개의 레벨(Level)로 랜덤하게 나타나는 결함(Defect)으로 이어지게 된다. 또한, RTS 노이즈는 거의 모든 반도체에서 발생하는 현상이며, 검출소자(sensor)에서 활용하는 경우에는 일반적으로 샘플링(Sampling) 수를 늘려 중간값(Median value)을 취하는 등의 방법으로 RTS 노이즈를 제거하는 방식을 이용하지만, 간접 픽셀 센서(Passive Pixel Sensor; PPS) 방식(type)의 이미지 센서(Image Sensor)에서는 샘플링(Sampling)을 여러 번 수행하는 것이 불가능하다.
상기 (b) 과정(S200)에서는 상기 복수의 방사선 이미지 중 시간적으로 연속되는 2개의 방사선 이미지(10,20)를 선택할 수 있고, 상기 (e) 과정(S500)에서는 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 2개의 방사선 이미지(10,20) 중 대상 픽셀(111a)의 픽셀값이 상대적으로 높은 방사선 이미지(10 or 20)에서 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 판단할 수 있다. 일반적으로 2개의 방사선 이미지(10,20)에서 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 모두 비정상값으로 판단할 수도 있으나, 2개의 방사선 이미지(10,20) 중 어느 하나의 방사선 이미지(10 or 20)에서 대상 픽셀(111a)의 픽셀값은 정상값일 수도 있으므로, 2개의 방사선 이미지(10,20) 중 정상값인 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 걸러내어 방사선 이미지에 계속 사용되도록 할 수 있고, 이를 통해 방사선 이미지를 노이즈 및/또는 보정 없이 방사선에 의해 발생된 전하로만 생성된 최적의 방사선 이미지와 유사하게 영상처리할 수 있다. 랜덤 노이즈는 픽셀값을 상승시키게 되므로, 상기 랜덤 노이즈가 포함된 픽셀값은 더 높아질 수 밖에 없고, 대상 픽셀(111a)의 픽셀값이 상대적으로 높은 방사선 이미지(10 or 20)에서 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 판단할 수 있다.
미리 설정된 기준값(R)은 복수의 픽셀(111) 전체적으로 각각의 픽셀(111)에서 방사선이 비조사되는 경우에도 발생되거나, 방사선으로 인해 발생되는 고유 노이즈값보다 클(또는 이상일) 수 있다. 미리 설정된 기준값(R)은 모든 복수의 픽셀(111)에 공통적으로 발생하는 상기 고유 노이즈값보다 크게 설정될 수 있다. 상기 고유 노이즈(intrinsic noise)는 그 값은 다를 수 있으나 모든 복수의 픽셀(111)에 공통적으로 발생하는 노이즈를 말하며, 장치적 오프셋(offset)에 의해 발생하는 노이즈일 수 있고, 이러한 노이즈는 모든 복수의 픽셀(111)에 공통적으로 발생하기 때문에 방사선 이미지를 이루는 복수의 픽셀(111)의 픽셀값들에서 장치적 오프셋값을 모두 제거하게 되면 큰 문제가 되지 않는다. 예를 들어, 상기 고유 노이즈는 열적(thermal) 원인, 절연성 불량 등의 원인에 의해 방사선에 기인하지 않고 발생하여 방사선이 비조사되는 경우에도 복수의 픽셀(111)에 전하를 축적시키는 암전류(dark current) 및 광자가 가진 양자적 성질로 말미암아 생기며, 방사선 발생장치(Radiation Generator) 등의 방사선원(Radiation Source)으로 인해 발생하는 양자 잡음(quantum noise)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고유 노이즈값은 각각 픽셀(111)마다 다를 수 있으므로, 미리 설정된 기준값(R)은 복수의 픽셀(111)의 고유 노이즈값의 평균값 또는 복수의 픽셀(111)의 고유 노이즈값 중 중간값이나 최대값보다 크게(또는 이상으로) 설정될 수 있다. 한편, 상기 랜덤 노이즈값은 상기 고유 노이즈값과 차이가 많이 나므로, 미리 설정된 기준값(R)은 복수의 픽셀(111)의 고유 노이즈값의 평균값의 약 2배로 설정할 수도 있고, 복수의 픽셀(111)의 고유 노이즈값 중 최소값, 중간값 또는 최대값의 약 2배로 설정할 수도 있다.
본 발명에서는 미리 설정된 기준값(R)을 복수의 픽셀(111) 전체적으로 각각의 픽셀(111)에서 발생하는 상기 고유 노이즈값보다 크게 설정함으로써, 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20) 간의 복수의 픽셀(111)의 시간에 따른 픽셀값 변화량들에서 상기 고유 노이즈에 의한 자연적인 변화량을 배제할 수 있고, 보다 효과적으로 방사선 이미지를 이루는 복수의 픽셀(111)의 픽셀값들에서 상기 랜덤 노이즈를 검출할 수 있다.
한편, 미리 설정된 기준값(R)은 각각의 픽셀(111)에서 발생 가능한 상기 고유 노이즈의 최대값과 최소값의 차이값을 이용하여 설정할 수도 있으며, 상기 고유 노이즈의 최대값과 최소값의 차이값보다 크게(이상으로) 설정할 수 있다. 이때, 각각의 픽셀(111)에 대해 상기 고유 노이즈의 최대값과 최소값의 차이값을 산출하여 산출된 차이값들의 최소값, 중간값, 최대값 또는 평균값 이상으로 미리 설정된 기준값(R)을 설정할 수도 있고, 복수의 픽셀(111) 전체에서 상기 고유 노이즈의 최대값과 상기 고유 노이즈의 최소값의 차이값 이상으로 미리 설정된 기준값(R)을 설정할 수도 있다. 또한, 상기 고유 노이즈의 최대값과 최소값의 차이값의 1/2을 기준으로 삼을 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대상 픽셀과 주변 픽셀을 설명하기 위한 개념도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미리 설정된 기준값을 통한 대상 픽셀의 픽셀값 검증을 설명하기 위한 개념도로, 도 3(a)는 비정상 픽셀값으로 결정한 경우를 나타내고, 도 3(b)는 정상 픽셀값으로 결정한 경우를 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 방사선 영상 처리방법은 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 검증하는 과정(S600);을 더 포함할 수 있다.
그리고 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 검증할 수 있다(S600). 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 검증하여 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 원인이 입력 신호의 변화에 기인한 것인지, 상기 랜덤 노이즈에 기인한 것인지 아님 둘 다에 기인한 것인지를 확인할 수 있고, 입력 신호의 변화만이 기인한 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값은 정상값으로 결정하여 방사선 이미지를 이루는 픽셀값으로 그대로 사용할 수 있다. 이를 통해 상기 랜덤 노이즈가 포함(또는 기인)된 비정상 픽셀값만을 보정하여 방사선 이미지의 왜곡을 방지할 수 있고, 방사선 이미지의 품질을 향상시킬 수 있다.
즉, 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 기준값(R)을 비교하여 비정상 픽셀값을 판단한 후에 다시 주변 픽셀(111b)을 통해 비정상 픽셀값이 맞는지를 검증함으로써, 피사체의 움직임 등에 의한 입력 신호의 변화를 효과적으로 반영하여 각 대상 픽셀(111a)의 픽셀값이 상기 랜덤 노이즈를 포함하는 비정상 픽셀값인지를 보다 정확하게 판단할 수 있다.
상기 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 검증하는 과정(S600)은 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)로부터 산출된 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 기준값(R)을 비교하는 과정(S610); 및 상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n1) 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 확인하는 과정(S620)을 포함할 수 있다.
상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)로부터 산출된 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 기준값(R)을 비교할 수 있다(S610). 대상 픽셀(111a)과 동일하게 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)로 산출된 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량도 미리 설정된 기준값(R)을 비교할 수 있다. 이를 통해 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 유사한지 경향성을 파악할 수 있다.
여기서, 대상 픽셀(111a)은 도면에서 a로 나타낼 수도 있으며, 주변 픽셀(111b)은 도 2 및 도 3과 같이 복수개일 수 있고, b1 ~ b8로 나타낼 수 있다. 그리고 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)는 제1 방사선 이미지(10)와 제2 방사선 이미지(20)를 포함할 수 있으며, 제1 방사선 이미지(10)는 제1 시간(t1)에 생성된 방사선 이미지일 수 있고, 제2 방사선 이미지(20)는 제2 시간(t2)에 생성된 방사선 이미지일 수 있다. 이때, 제1 방사선 이미지(10)에서는 제1 시간(t1)을 반영하여 도 2(b)와 같이 대상 픽셀(111a)을 a1으로 나타낼 수 있고, 주변 픽셀(111b)을 b11 ~ b81로 나타낼 수 있으며, 제2 방사선 이미지(20)에서는 제2 시간(t2)을 반영하여 도 2(c)와 같이 대상 픽셀(111a)을 a2으로 나타낼 수 있고, 주변 픽셀(111b)을 b12 ~ b82로 나타낼 수 있다.
그리고 상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n1) 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 확인(또는 확정)할 수 있다(S620). 도 3(a)와 같이, 상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n1) 이하인 경우에는 대상 픽셀(111a)과 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 유사한 경향성을 확인할 수 없어 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 원인이 상기 랜덤 노이즈에 기인한다고 볼 수 있고, 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 결정(또는 확정)할 수 있다. 그리고 도 3(b)와 같이, 상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n1)보다 커서 개수가 많은 경우에는 대상 픽셀(111a)과 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 유사한 경향성을 갖는다고 볼 수 있고, 상기 랜덤 노이즈보다는 입력 신호에 큰 변화가 있다고 간주할 수 있으며, 이에 따라 입력 신호의 변화에 기인한 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 판단의 번복을 통해 정상값으로 결정할 수 있다. 이를 통해 입력 신호의 변화에 기인한 정상 픽셀값을 비정상값으로의 판단에서 배제시킬 수 있다.
여기서, 상기 판단 개수(n1)는 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 유사한지 경향성을 파악할 수 있는 개수로 알맞게 설정될 수 있으며, 유사한 경향성을 확실하게 파악할 수 있도록 3개 이상으로 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량의 비교를 통한 대상 픽셀의 픽셀값 검증을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 상기 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 검증하는 과정(S600)은 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)로부터 산출된 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 비교하는 과정(S630); 및 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차(d) 범위 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n2) 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 확인하는 과정(S640)을 포함할 수 있다.
상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)로부터 산출된 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 비교할 수 있다(S630). 이를 통해 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 유사한지 경향성을 파악할 수 있다.
그리고 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차(d) 범위(± d) 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n2) 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 확인(또는 확정)할 수 있다(S640). 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차(d) 범위 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n2) 이하인 경우에는 대상 픽셀(111a)과 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 유사한 경향성을 확인할 수 없어 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 원인이 상기 랜덤 노이즈에 기인한다고 볼 수 있고, 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 결정할 수 있다. 그리고 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차(d) 범위 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n2)보다 커서 개수가 많은 경우에는 대상 픽셀(111a)과 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 유사한 경향성을 갖는다고 볼 수 있고, 상기 랜덤 노이즈보다는 입력 신호에 큰 변화가 있다고 간주할 수 있으며, 이에 따라 입력 신호의 변화에 기인한 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 판단의 번복을 통해 정상값으로 결정할 수 있다. 이를 통해 입력 신호의 변화에 기인한 정상 픽셀값을 비정상값으로의 판단에서 배제시킬 수 있다. 이때, 상기 허용편차(d)는 미리 설정된 기준값(R)에서 알맞게 설정될 수 있고, 그리 크지 않은 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량의 약 10 % 이내로 알맞게 정해질 수 있다.
여기서, 상기 판단 개수(n2)는 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 유사한지 경향성을 파악할 수 있는 개수로 알맞게 설정될 수 있으며, 유사한 경향성을 확실하게 파악할 수 있도록 3개 이상으로 설정될 수 있다.
또한, 도 4의 경우에는 상기 판단 개수(n1,n2)가 3개라고 할 때에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)로 산출된 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 기준값(R)을 비교하게 되면, 상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 주변 픽셀(111b)의 개수가 2개 밖에 되지 않아 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 결정하게 된다. 하지만, 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)로 산출된 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 비교하게 되면, 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차(d) 범위 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀(111b)의 개수가 8개로 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 정상값으로 결정하게 된다. 도 4를 보면, a와 b1~b8이 큰 편차 없이 유사한 경향성을 갖는 것으로 보이므로, 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)로 산출된 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 비교하는 경우에는 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량의 경향성을 보다 정확하게 파악(또는 확인)할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 시간에 따라 획득된 복수의 방사선 이미지 중 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)를 선택하여, 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20) 간의 픽셀값 변화량을 고려함으로써, 시간에 따른 입력 신호의 변화를 반영하여 각 대상 픽셀(111a)의 픽셀값이 상기 랜덤 노이즈를 포함하는 비정상 픽셀값인지를 판단할 수 있다. 이에 따라 복수의 방사선 이미지에서 상기 랜덤 노이즈가 포함된 비정상 픽셀값을 제거하여 보정함으로써, 방사선 이미지의 왜곡을 방지할 수 있고, 방사선 이미지의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 복수의 방사선 이미지 전체에 대해 상기 (b) 과정(S200) 내지 상기 (e) 과정(S500)을 반복할 수 있으며, 본 발명에 따른 방사선 영상 처리방법은 비정상값으로 판단된 픽셀값이 발생한 대상 픽셀(111a)의 위치를 저장하는 과정(S700);을 더 포함할 수 있고, 상기 대상 픽셀(111a)의 위치를 저장하는 과정(S700) 이후의 (b) 과정(S200)에서 위치가 저장된 픽셀(111)을 대상 픽셀(111a)의 선택에서 제외하고 상기 위치가 저장된 픽셀(111)의 픽셀값을 비정상값으로 판단할 수 있다.
상기 (b) 과정(S200) 내지 상기 (e) 과정(S500)을 반복할 수 있으며, 상기 복수의 방사선 이미지 전체에 대해 상기 (b) 과정(S200) 내지 상기 (e) 과정(S500)을 수행할 수 있다. 또한, 모든 복수의 픽셀(111) 또는 검사(또는 판단)을 원하는 모든 대상 픽셀(111a)에 대해 픽셀값이 비정상값인지를 판단할 수 있다.
그리고 비정상값으로 판단(또는 결정)된 픽셀값이 발생한 대상 픽셀(111a)의 위치를 저장할 수 있다(S700). 상기 랜덤 노이즈의 특성상 한 번 상기 랜덤 노이즈가 발생했던 픽셀(111)에서는 상기 랜덤 노이즈가 다시 발생할 확률이 높기 때문에 비정상 픽셀값이 발생한 대상 픽셀(111a)의 위치를 저장하고 다음 이후의 방사선 이미지에서는 위치가 저장된 픽셀(111)에 대해 비정상 픽셀값인지 판단하는 상기 (b) 과정(S200) 내지 상기 (e) 과정(S500)의 수행 없이 비정상 픽셀값으로 간주할 수 있다.
상기 대상 픽셀(111a)의 위치를 저장하는 과정(S700) 이후의 (b) 과정(S200)에서는 위치가 저장된 픽셀(111)을 대상 픽셀(111a)의 선택에서 제외하고, 상기 위치가 저장된 픽셀(111)의 픽셀값을 비정상값으로 판단(또는 간주)할 수 있다. 즉, 상기 랜덤 노이즈의 특성상 한 번 상기 랜덤 노이즈가 발생했던 픽셀(111)에서는 상기 랜덤 노이즈가 발생할 확률이 높기 때문에 비정상 픽셀값이 발생한 대상 픽셀(111a)의 위치를 저장하고, 이후의 방사선 이미지에서 해당 픽셀(111)의 픽셀값을 비정상 픽셀값으로 간주함으로써, 비정상 픽셀값인지를 판단해야 하는 픽셀(111)의 개수가 줄어들 수 있으며, 상기 복수의 방사선 이미지 전체에 대해 비정상 픽셀값이 있는지를 판단하고 보정하는 영상 처리의 시간이 단축될 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 영상 처리방법은 복수의 픽셀(111) 중 미리 설정된 범위 내의 세기로 방사선이 입사되는 픽셀 영역을 검출하는 과정(S150);을 더 포함할 수 있고, 상기 (b) 과정(S200)에서는 상기 픽셀 영역 중 대상 픽셀(111a)을 선택할 수 있다.
그리고 복수의 픽셀(111) 중 미리 설정된 범위 내의 세기로 방사선이 입사되는 픽셀 영역을 검출할 수 있다(S150). 방사선 이미지에는 피사체의 경계(edge) 영역, 피사체의 각 부분 간의 경계 영역 등 인접 픽셀(111) 간의 픽셀값 차이가 심한(또는 매우 큰) 복잡(complicated) 영역과 피사체의 각 부분의 중앙 영역 등 인접 픽셀(111) 간의 픽셀값 차이가 크지 않은(또는 미미한) 단순(simple) 영역이 존재할 수 있다. 상기 복잡 영역은 각 픽셀(111)에 들어가는 입력 신호가 거의 모두 다르기 때문에 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량의 경향성을 파악할 수가 없어 상기 랜덤 노이즈가 포함된 비정상 픽셀값을 검출하기 어려우며, 상기 랜덤 노이즈가 포함된다 하더라도 방사선 이미지에서 눈으로 식별 불가한 정도이기 때문에 방사선 이미지로 의학적 판단을 하는 부분에 큰 문제가 되지 않는다. 하지만, 상기 단순 영역은 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 대상 픽셀(111a)의 주변 영역의 시간에 따른 픽셀값 변화량의 경향성 파악이 가능하기 때문에 상기 랜덤 노이즈가 포함된 비정상 픽셀값을 검출할 수 있고, 상기 랜덤 노이즈가 포함되게 되면, 방사선 이미지에서 이상 부분으로 식별되어 상기 랜덤 노이즈가 포함된 방사선 이미지로 의학적 판단을 하는 경우에 큰 문제가 될 수 있다. 이에 복수의 픽셀(111) 중 미리 설정된 범위 내의 세기로 방사선이 입사되는 픽셀 영역(즉, 상기 단순 영역)을 검출하여 상기 미리 설정된 범위 내의 세기로 방사선이 입사되는 픽셀 영역의 픽셀(들)만 픽셀값이 비정상값인지를 판단할 수 있다.
상기 (b) 과정(S200)에서는 상기 픽셀 영역 중 대상 픽셀(111a)을 선택할 수 있다. 상기 랜덤 노이즈가 포함된 비정상 픽셀값을 검출 가능한 상기 미리 설정된 범위 내의 세기로 방사선이 입사되는 픽셀 영역의 픽셀(들)만 픽셀값이 비정상값인지를 판단하기 위해 상기 픽셀 영역 중 대상 픽셀(111a)을 선택할 수 있다. 또한, 상기 픽셀 영역 중 대상 픽셀(111a)을 선택하게 되면, 복수의 픽셀(111)을 모두 픽셀값이 비정상값인지 판단하지 않고 일부의 상기 픽셀 영역에 해당하는 픽셀(들)만 픽셀값이 비정상값인지 판단함으로써, 선택된 방사선 이미지에서 상기 랜덤 노이즈가 포함된 비정상 픽셀값을 검출하는 시간이 단축될 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 영상 처리방법은 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 동일한 방사선 이미지 상의 인접한 주변 픽셀(111b)의 픽셀값을 내삽하여 보정하는 과정(S800);을 더 포함할 수 있다.
그리고 비정상값으로 판단(또는 결정)된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 인접한 동일(한) 방사선 이미지 상의 주변 픽셀(111b)의 픽셀값을 내삽하여 보정할 수 있다(S800). 예를 들어, 비정상값으로 판단(또는 결정)된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 인접한 주변 픽셀(111b)의 픽셀값의 평균값(mean value) 또는 중간값(median value)으로 치환할 수 있다. 이때, 인접한 주변 픽셀(111b)에 비정상값으로 판단(또는 결정)된 픽셀값을 갖는 픽셀(111)이 포함되어 있는 경우에는 평균값 또는 중간값의 계산에서 비정상값으로 판단된 픽셀값을 갖는 주변 픽셀(111b)을 제외할 수 있다. 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 인접한 주변 픽셀(111b)의 픽셀값을 보정하는 방법은 이러한 방법 외에도 다양하게 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 촬영장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치를 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 영상 처리방법과 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치(100)는 복수의 픽셀(111)을 구비하며, 조사되는 방사선에 의해 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하기 위한 전기신호를 생성하는 방사선 검출패널(110); 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 상기 복수의 픽셀(111) 중 선택된 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량 및 상기 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 변화량 산출부(121); 산출된 상기 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값(R)과 비교하는 변화량 비교부(122); 및 상기 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값(R) 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20) 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 픽셀값 이상판단부(123);를 포함할 수 있다.
방사선 검출패널(110)은 복수의 픽셀(111)을 구비할 수 있고, 조사되는 방사선에 의해 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하기 위한 전기신호를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 전기신호에 의해 방사선 이미지가 생성되고 획득될 수 있다.
변화량 산출부(121)는 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 상기 복수의 픽셀(111) 중 선택된 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량 및 상기 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출할 수 있다. 한편, 본 발명의 방사선 촬영장치(100)는 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 복수의 픽셀(111) 중 대상 픽셀(111a)을 선택하는 픽셀 설정부(미도시);를 더 포함할 수도 있다.
변화량 비교부(122)는 산출된 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값(R)과 비교할 수 있으며, 대상 픽셀(111a)에 인접한 주변 픽셀(111b)의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량 및/또는 미리 설정된 기준값(R)과 비교할 수도 있다.
픽셀값 이상판단부(123)는 상기 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지(10,20)에서 상기 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 판단할 수 있다.
본 발명의 방사선 촬영장치(100)는 생성 또는 획득된 방사선 이미지의 영상 처리를 수행하는 영상처리부(120);를 더 포함할 수 있고, 영상처리부(120)는 변화량 산출부(121), 변화량 비교부(122) 및 픽셀값 이상판단부(123)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 촬영장치(100)는 상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n1) 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 결정하는 제1 픽셀값 검증부(미도시);를 더 포함할 수 있다.
제1 픽셀값 검증부(미도시)는 상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 미리 설정된 기준값(R) 이상인 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n1) 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 결정하여 대상 픽셀(111a)의 픽셀값이 비정상값인지를 정확하게 검증할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 촬영장치(100)는 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차(d) 범위(± d) 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n2) 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 결정하는 제2 픽셀값 검증부(미도시);를 더 포함할 수 있다.
제2 픽셀값 검증부(미도시)는 대상 픽셀(111a)의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차(d) 범위 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀(111b)의 개수가 미리 설정된 판단 개수(n2) 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 대상 픽셀(111a)의 픽셀값을 비정상값으로 결정하여 대상 픽셀(111a)의 픽셀값이 비정상값인지를 정확하게 검증할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 촬영장치(100)는 비정상값으로 판단된 픽셀값이 발생한 대상 픽셀(111a)의 위치를 저장하는 위치저장부(미도시);를 더 포함할 수 있다.
위치저장부(미도시)는 비정상값으로 판단된 픽셀값이 발생한 대상 픽셀(111a)의 위치를 저장할 수 있다. 랜덤 노이즈의 특성상 한 번 상기 랜덤 노이즈가 발생했던 픽셀(111)에서는 상기 랜덤 노이즈가 다시 발생할 확률이 높기 때문에 비정상 픽셀값이 발생한 대상 픽셀(111a)의 위치를 저장하고 다음 이후의 방사선 이미지에서는 위치가 저장된 픽셀(111)에 대해 비정상 픽셀값인지 판단하는 별도의 과정 없이 비정상 픽셀값으로 간주할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 촬영장치(100)는 상기 복수의 픽셀 전체적으로 각각의 픽셀에서 방사선이 비조사되는 경우에도 발생되거나, 방사선원으로 인해 발생되는 고유 노이즈값보다 큰 상기 미리 설정된 기준값을 설정하는 기준값 설정부(미도시);를 더 포함할 수 있다.
기준값 설정부(미도시)는 복수의 픽셀(111) 전체적으로 각각의 픽셀(111)에서 방사선이 비조사되는 경우에도 발생되거나, 방사선원으로 인해 발생되는 고유 노이즈값보다 큰(또는 이상인) 미리 설정된 기준값(R)을 설정할 수 있다. 미리 설정된 기준값(R)은 모든 복수의 픽셀(111)에 공통적으로 발생하는 상기 고유 노이즈값보다 크게(또는 이상으로) 설정될 수 있다. 상기 고유 노이즈는 그 값은 다를 수 있으나 모든 복수의 픽셀(111)에 공통적으로 발생하는 노이즈를 말하며, 장치적 오프셋(offset)에 의해 발생하는 노이즈일 수 있고, 이러한 노이즈는 모든 복수의 픽셀(111)에 공통적으로 발생하기 때문에 방사선 이미지를 이루는 복수의 픽셀(111)의 픽셀값들에서 장치적 오프셋값을 모두 제거하게 되면 큰 문제가 되지 않는다. 예를 들어, 상기 고유 노이즈는 열적(thermal) 원인, 절연성 불량 등의 원인에 의해 방사선에 기인하지 않고 발생하여 복수의 픽셀(111)에 전하를 축적시키는 암전류(dark current) 및 광자가 가진 양자적 성질로 말미암아 생기며, 방사선 발생장치(Radiation Generator)로 인해 발생하는 양자 잡음(quantum noise)을 포함할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 시간에 따라 획득된 복수의 방사선 이미지 중 둘 이상의 방사선 이미지를 선택하여, 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 간의 픽셀값 변화량을 고려함으로써, 시간에 따른 입력 신호(input signal)의 변화를 반영하여 각 대상 픽셀의 픽셀값이 랜덤 노이즈를 포함하는 비정상 픽셀값인지를 판단할 수 있다. 이에 따라 복수의 방사선 이미지에서 랜덤 노이즈가 포함된 비정상 픽셀값을 제거하여 보정함으로써, 방사선 이미지의 왜곡을 방지할 수 있고, 방사선 이미지의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 기준값을 비교하여 비정상 픽셀값을 판단한 후에 다시 주변 픽셀을 통해 비정상 픽셀값이 맞는지를 검증함으로써, 피사체의 움직임 등에 의한 입력 신호의 변화를 효과적으로 반영하여 각 대상 픽셀의 픽셀값이 랜덤 노이즈를 포함하는 비정상 픽셀값인지를 보다 정확하게 판단할 수 있다. 그리고 랜덤 노이즈의 특성상 한 번 랜덤 노이즈가 발생했던 픽셀에서는 랜덤 노이즈가 발생할 확률이 높기 때문에 비정상 픽셀값이 발생한 대상 픽셀의 위치를 저장하고 이후의 방사선 이미지에서 해당 픽셀의 픽셀값을 비정상 픽셀값으로 간주함으로써, 비정상 픽셀값인지를 판단해야 하는 픽셀의 개수가 줄어들 수 있으며, 복수의 방사선 이미지 전체에 대해 비정상 픽셀값이 있는지를 판단하고 보정하는 영상 처리의 시간이 단축될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 제1 방사선 이미지 20 : 제2 방사선 이미지
100 : 방사선 촬영장치 110 : 방사선 검출패널
111 : 복수의 픽셀 111a: 대상 픽셀
111b: 주변 픽셀 120 : 영상처리부
121 : 변화량 산출부 122 : 변화량 비교부
123 : 픽셀값 이상판단부 130 : 영상획득부
100 : 방사선 촬영장치 110 : 방사선 검출패널
111 : 복수의 픽셀 111a: 대상 픽셀
111b: 주변 픽셀 120 : 영상처리부
121 : 변화량 산출부 122 : 변화량 비교부
123 : 픽셀값 이상판단부 130 : 영상획득부
Claims (14)
- (a) 영상획득부가 복수의 픽셀을 구비하는 방사선 검출패널을 이용하여 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하는 과정;
(b) 픽셀 설정부가 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지에서 상기 복수의 픽셀 중 대상 픽셀을 선택하는 과정;
(c) 변화량 산출부가 선택된 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 과정;
(d) 변화량 비교부가 산출된 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값과 비교하는 과정; 및
(e) 픽셀값 이상판단부가 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 과정;을 포함하고,
제1 픽셀값 검증부가 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 검증하는 과정;을 더 포함하며,
상기 대상 픽셀의 픽셀값을 검증하는 과정은,
상기 제1 픽셀값 검증부가 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지로부터 산출된 상기 대상 픽셀에 인접한 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 상기 미리 설정된 기준값을 비교하는 과정; 및
상기 제1 픽셀값 검증부가 상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 주변 픽셀의 개수가 미리 설정된 판단 개수 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 확인하는 과정을 포함하는 방사선 영상 처리방법. - 삭제
- (a) 영상획득부가 복수의 픽셀을 구비하는 방사선 검출패널을 이용하여 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하는 과정;
(b) 픽셀 설정부가 상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지에서 상기 복수의 픽셀 중 대상 픽셀을 선택하는 과정;
(c) 변화량 산출부가 선택된 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 과정;
(d) 변화량 비교부가 산출된 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값과 비교하는 과정; 및
(e) 픽셀값 이상판단부가 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 과정;을 포함하고,
제2 픽셀값 검증부가 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 검증하는 과정;을 더 포함하며,
상기 대상 픽셀의 픽셀값을 검증하는 과정은,
상기 제2 픽셀값 검증부가 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지로부터 산출된 상기 대상 픽셀에 인접한 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 비교하는 과정; 및
상기 제2 픽셀값 검증부가 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차 범위 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀의 개수가 미리 설정된 판단 개수 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 확인하는 과정을 포함하는 방사선 영상 처리방법. - 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 복수의 방사선 이미지 전체에 대해 상기 (b) 과정 내지 상기 (e) 과정을 반복하며,
위치저장부가 비정상값으로 판단된 픽셀값이 발생한 대상 픽셀의 위치를 저장하는 과정;을 더 포함하고,
상기 대상 픽셀의 위치를 저장하는 과정 이후의 (b) 과정에서 위치가 저장된 픽셀을 상기 대상 픽셀의 선택에서 제외하고 상기 위치가 저장된 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 방사선 영상 처리방법. - 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 미리 설정된 기준값은 상기 복수의 픽셀 전체적으로 각각의 픽셀에서 방사선이 비조사되는 경우에도 발생되거나, 방사선원으로 인해 발생되는 고유 노이즈값보다 큰 방사선 영상 처리방법. - 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 (b) 과정은 상기 복수의 방사선 이미지 중 시간적으로 연속되는 둘 이상의 방사선 이미지를 선택하여 수행되는 방사선 영상 처리방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 (b) 과정에서는 상기 복수의 방사선 이미지 중 시간적으로 연속되는 2개의 방사선 이미지를 선택하고,
상기 (e) 과정에서는 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 2개의 방사선 이미지 중 상기 대상 픽셀의 픽셀값이 높은 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 방사선 영상 처리방법. - 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 방사선 검출패널이 상기 복수의 픽셀 중 미리 설정된 범위 내의 세기로 방사선이 입사되는 픽셀 영역을 검출하는 과정;을 더 포함하고,
상기 (b) 과정에서는 상기 픽셀 영역 중 상기 대상 픽셀을 선택하는 방사선 영상 처리방법. - 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
영상처리부가 비정상값으로 판단된 대상 픽셀의 픽셀값을 동일한 방사선 이미지 상의 인접한 주변 픽셀의 픽셀값을 내삽하여 보정하는 과정;을 더 포함하는 방사선 영상 처리방법. - 복수의 픽셀을 구비하며, 조사되는 방사선에 의해 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하기 위한 전기신호를 생성하는 방사선 검출패널;
상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지에서 상기 복수의 픽셀 중 선택된 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량 및 상기 대상 픽셀에 인접한 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 변화량 산출부;
산출된 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값과 비교하는 변화량 비교부; 및
상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 픽셀값 이상판단부;를 포함하고,
상기 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 주변 픽셀의 개수가 미리 설정된 판단 개수 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 결정하는 제1 픽셀값 검증부;를 더 포함하는 방사선 촬영장치. - 삭제
- 복수의 픽셀을 구비하며, 조사되는 방사선에 의해 시간에 따라 복수의 방사선 이미지를 획득하기 위한 전기신호를 생성하는 방사선 검출패널;
상기 복수의 방사선 이미지 중 선택된 둘 이상의 방사선 이미지에서 상기 복수의 픽셀 중 선택된 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량 및 상기 대상 픽셀에 인접한 주변 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 산출하는 변화량 산출부;
산출된 상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량을 미리 설정된 기준값과 비교하는 변화량 비교부; 및
상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량이 상기 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 상기 선택된 둘 이상의 방사선 이미지 중 적어도 하나의 방사선 이미지에서 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 판단하는 픽셀값 이상판단부;를 포함하고,
상기 대상 픽셀의 시간에 따른 픽셀값 변화량과 미리 설정된 허용편차 범위 이내인 픽셀값 변화량을 갖는 주변 픽셀의 개수가 미리 설정된 판단 개수 이하인 경우에 상기 비정상값으로 판단된 상기 대상 픽셀의 픽셀값을 비정상값으로 결정하는 제2 픽셀값 검증부;를 더 포함하는 방사선 촬영장치. - 청구항 10 또는 청구항 12에 있어서,
비정상값으로 판단된 픽셀값이 발생한 대상 픽셀의 위치를 저장하는 위치저장부;를 더 포함하는 방사선 촬영장치. - 청구항 10 또는 청구항 12에 있어서,
상기 복수의 픽셀 전체적으로 각각의 픽셀에서 방사선이 비조사되는 경우에도 발생되거나, 방사선원으로 인해 발생되는 고유 노이즈값보다 큰 상기 미리 설정된 기준값을 설정하는 기준값 설정부;를 더 포함하는 방사선 촬영장치.
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