KR102451377B1 - 깊이 정보를 강조하는 의료 영상 재구성 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
의료 영상 처리 장치가 개시된다. 개시된 의료 영상 처리 장치는, 사용자의 깊이 조절 명령이 입력되는 입력 인터페이스, CT 영상 데이터의 일부 또는 전부를 뷰 방향으로 중첩하여 2차원 재구성 영상을 생성하고 상기 깊이 조절 명령에 대해 상기 2차원 재구성 영상의 적어도 일부의 컨트래스트를 변경하는 영상 처리 및 제어부, 및 상기 2차원 재구성 영상을 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 의료 영상 처리 기술에 관한 것으로, 더 구체적으로는 의료 영상을 깊이 정보를 강조하여 재구성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography: CT)에 의해 CT 데이터를 획득하고 이를 합성하여 세펄로우 영상(cephalo image) 또는 파노라마 영상(panoramic image)을 재구성하는 방식이 알려져 있다. 이 방식에 따르면, 획득된 3차원 CT 영상의 각 단면 영상(slice images)을 보고자 하는 뷰(view) 방향에 따라 중첩하여, 예컨대 세펄로우 영상(cephalo image)과 같은 2차원 영상을 형성하게 된다. 이 방식으로 형성된 2차원 영상은 단면 영상들을 합성한 것이어서, 3차원인 촬영 대상의 깊이 정보를 나타내는 데에 한계가 있다.
이에 따라, CT 데이터를 이용하여 형성한 세펄로우 영상 또는 파노라마 영상의 효용성을 높이기 위해 그 깊이 분해능 정보를 제공하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나, 현재까지의 연구 결과에 따르면, 2차원 영상에서 깊이 분해능을 높임에 따라 2차원 영상 자체가 CT 영상으로 변하기 때문에 영상에 이질감이 있고 혼동 야기의 가능성도 있게 된다. 또한, 2차원 영상의 깊이 정보를 강조하는 기존의 방식들은 CT 데이터에서 촬영 대상의 깊이 정보를 나타내는 CT 슬라이스를 찾아 이에 기반하여 처리가 이루어지는 방식이라, 해당 CT 슬라이스를 찾는데 시간에 오래 걸린다는 단점이 있다. 이러한 이유로 인해, 2차원 영상의 깊이 분해능을 높이는 기존의 방식들은 실제로 의료 진단에 도움이 되는 수준에 못 미치고 있다 할 수 있다.
따라서, 처리된 결과의 2차원 영상에서 이질감과 혼동 야기의 가능성을 줄일 수 있는, 2차원 영상에서의 깊이 분해능 정보를 강조할 수 있는 향상된 영상 처리 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 과제는 이질감과 혼동 야기의 가능성이 줄어들어 유의미한 깊이 분해능 정보를 제공할 수 있는, 깊이 분해능 정보를 강조한 2차원 영상을 형성하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 촬영 대상의 관심 영역에서의 컨트래스트가 강조된 2차원 영상을 형성하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 촬영 대상의 깊이 정보를 빠른 시간 내에 찾을 수 있도록 한, 깊이 분해능 정보를 강조하는 영상 형성 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 의료 영상 처리 장치가 제공된다. 이 의료 영상 처리 장치는, 사용자의 깊이 조절 명령이 입력되는 입력 인터페이스, CT 영상 데이터의 일부 또는 전부를 뷰 방향으로 중첩하여 2차원 재구성 영상을 생성하고 상기 깊이 조절 명령에 대해 상기 2차원 재구성 영상의 적어도 일부의 컨트래스트를 변경하는 영상 처리 및 제어부, 및 상기 2차원 재구성 영상을 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 2차원 재구성 영상은 세펄로우 영상 또는 파노라마 영상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 영상 처리 및 제어부는, 상기 CT 영상 데이터에 상기 뷰 방향을 따라 복수의 구간을 설정하고, 상기 복수의 구간 각각에 대한 가중치 맵을 생성하며, 상기 깊이 조절 명령에 의해 선택된 구간의 가중치 맵을 기초로 상기 2차원 재구성 영상의 적어도 일부의 컨트래스트를 변경하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 의료 영상 처리 방법이 제공된다. 이 의료 영상 처리 방법은, (a) CT 영상 데이터의 일부 또는 전부를 뷰 방향으로 중첩하여 2차원 재구성 영상을 생성하는 단계, 및 (b) 사용자의 깊이 조절 명령에 따라 상기 2차원 재구성 영상의 적어도 일부의 컨트래스트를 변경 및 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 2차원 재구성 영상은 세펄로우 영상 또는 파노라마 영상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 (a)는 상기 CT 영상 데이터에 상기 뷰 방향을 따라 복수의 구간을 설정하고, 상기 복수의 구간 각각에 대한 가중치 맵을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 단계 (b)는 상기 깊이 조절 명령에 의해 선택된 구간의 가중치 맵을 기초로 상기 2차원 재구성 영상의 적어도 일부의 컨트래스트를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 이질감과 혼동 야기의 가능성이 극소화되고, 유의미한 깊이 분해능 정보를 제공하며 또한 컨트래스트가 강조된 2차원 영상을 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따라 2차원 영상에서의 깊이 정보를 강조하는 영상 처리 방법을 실행하기 위한 하드웨어 플랫폼의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라 2차원 영상에서의 깊이 정보를 강조하는 영상 처리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 3은 CT 영상의 복수의 슬라이스 영상을 예시한 도면이다.
도 4는 CT 영상의 복수의 슬라이스 영상을 커러널(coronal) 뷰 방향으로 복수의 구간으로 분할하는 과정을 예시한 도면이다.
도 5는 도 2에서의 가중치 맵을 생성하는 단계(S202)의 상세 과정을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 6은 크기가 8 x 8 픽셀인 단순화된 영상을 제1 레이어 영상으로서 예시한 도면이다.
도 7은 크기가 8 x 8 픽셀인 단순화된 영상을 제2 레이어 영상으로서 예시한 도면이다.
도 8은 제1 레이어 영상에서의 픽셀 값들을 제1 구간에 대한 가중치 맵에서의 가중치 값들로 맵핑하는 곡선의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 제2 레이어 영상에서의 픽셀 값들을 제2 구간에 대한 가중치 맵에서의 가중치 값들로 맵핑하는 곡선의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 제1 구간에 대한 가중치 맵을 도시한 도면이다.
도 11은 제2 구간에 대한 가중치 맵을 도시한 도면이다.
도 12는 도 6의 제1 레이어 영상과 도 7의 제2 레이어 영상을 중첩시켜 재구성한 2차원 영상을 도시한 도면이다.
도 13은 제1 구간이 선택되었을 경우 도 10의 제1 구간에 대한 가중치 맵을 도 12의 2차원 재구성 영상에 적용한 결과를 도시한 도면이다.
도 14는 제2 구간이 선택되었을 경우 도 11의 제2 구간에 대한 가중치 맵을 도 12의 2차원 재구성 영상에 적용한 결과를 도시한 도면이다.
도 15는 인체의 두부를 촬영하여 얻은 3차원 CT 영상 데이터를 이용하여 재구성한 커러널(coronal) 뷰 방향으로의 PA(Posterior-Anterior) 세펄로우 영상의 사진을 도시한 도면이다.
도 16(a) 및 도 16(b)는 각각 3차원 CT 영상의 복수의 구간 중에서 전치부 및 구치부의 특징을 잘 드러내는 구간들을 컴퓨터 마우스 휠을 돌려 지정하여 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리를 한 경우의 결과 영상들에 대한 사진들이다.
도 17은 도 15에서 화살표로 표시한 부분(턱관절(Temporomandibular Joint: TMJ))을 컴퓨터 마우스를 이용하여 지정하여 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리를 한 경우의 결과 영상에 대한 사진이다.
도 18은 마스크 부분을 컴퓨터 마우스로 지정하여 지정된 마스크 부분에 대해서만 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리를 한 경우의 결과 영상에 대한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따라 2차원 영상에서의 깊이 정보를 강조하는 영상 처리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 3은 CT 영상의 복수의 슬라이스 영상을 예시한 도면이다.
도 4는 CT 영상의 복수의 슬라이스 영상을 커러널(coronal) 뷰 방향으로 복수의 구간으로 분할하는 과정을 예시한 도면이다.
도 5는 도 2에서의 가중치 맵을 생성하는 단계(S202)의 상세 과정을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 6은 크기가 8 x 8 픽셀인 단순화된 영상을 제1 레이어 영상으로서 예시한 도면이다.
도 7은 크기가 8 x 8 픽셀인 단순화된 영상을 제2 레이어 영상으로서 예시한 도면이다.
도 8은 제1 레이어 영상에서의 픽셀 값들을 제1 구간에 대한 가중치 맵에서의 가중치 값들로 맵핑하는 곡선의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 제2 레이어 영상에서의 픽셀 값들을 제2 구간에 대한 가중치 맵에서의 가중치 값들로 맵핑하는 곡선의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 제1 구간에 대한 가중치 맵을 도시한 도면이다.
도 11은 제2 구간에 대한 가중치 맵을 도시한 도면이다.
도 12는 도 6의 제1 레이어 영상과 도 7의 제2 레이어 영상을 중첩시켜 재구성한 2차원 영상을 도시한 도면이다.
도 13은 제1 구간이 선택되었을 경우 도 10의 제1 구간에 대한 가중치 맵을 도 12의 2차원 재구성 영상에 적용한 결과를 도시한 도면이다.
도 14는 제2 구간이 선택되었을 경우 도 11의 제2 구간에 대한 가중치 맵을 도 12의 2차원 재구성 영상에 적용한 결과를 도시한 도면이다.
도 15는 인체의 두부를 촬영하여 얻은 3차원 CT 영상 데이터를 이용하여 재구성한 커러널(coronal) 뷰 방향으로의 PA(Posterior-Anterior) 세펄로우 영상의 사진을 도시한 도면이다.
도 16(a) 및 도 16(b)는 각각 3차원 CT 영상의 복수의 구간 중에서 전치부 및 구치부의 특징을 잘 드러내는 구간들을 컴퓨터 마우스 휠을 돌려 지정하여 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리를 한 경우의 결과 영상들에 대한 사진들이다.
도 17은 도 15에서 화살표로 표시한 부분(턱관절(Temporomandibular Joint: TMJ))을 컴퓨터 마우스를 이용하여 지정하여 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리를 한 경우의 결과 영상에 대한 사진이다.
도 18은 마스크 부분을 컴퓨터 마우스로 지정하여 지정된 마스크 부분에 대해서만 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리를 한 경우의 결과 영상에 대한 사진이다.
본 발명의 이점들과 특징들 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 발명을 한정하려는 의도에서 사용된 것이 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐이고, 이러한 용어의 사용에 의해 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성이 배제되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 기능적 부분을 의미할 수 있다.
덧붙여, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따라 2차원 영상에서의 깊이 정보를 강조하는 영상 처리 방법을 실행하기 위한 하드웨어 플랫폼의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 영상 처리 장치(100)는 입력 인터페이스(110), 영상 처리 및 제어부(120), 저장부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다. 입력 인터페이스(110)는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 영상 처리를 수행하기 위하여 사용자 명령을 입력하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 모듈로 구성될 수 있다. 입력 인터페이스(110)는 필요한 다양한 명령을 영상 처리 및 제어부(120)로 입력하거나 디스플레이된 영상의 일부 또는 전부를 지시하여 이에 따른 다양한 영상 처리를 수행하기 위해 유리하게 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 입력 인터페이스(110)는 컴퓨터의 키보드(keyboard), 키패드(keypad), 터치패드(touchpad), 마우스(mouse) 등을 포함할 수 있으나, 입력 인터페이스의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 입력 인터페이스(110)는 전술한 입력 장치들을 이용하여 제어 가능한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface)를 포함할 수도 있다. 디스플레이부(140)는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 형성된 영상들을 디스플레이하기 위한 것으로, LCD 디스플레이, LED 디스플레이, AMOLED 디스플레이, CRT 디스플레이 등의 다양한 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
저장부(130)는 촬영 대상을 CT 촬영하여 얻은 3차원 CT 데이터, 3차원 CT 데이터를 이용하여 생성한 2차원 재구성 영상 데이터, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 생성된 가중치 맵(weight map) 데이터, 가중치 맵을 생성하는데 사용되는 맵핑 테이블(mapping table) 관련 데이터, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 영상 처리를 수행함에 따른 중간 결과의 영상 데이터, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 영상 처리를 수행함으로써 얻어진, 깊이 정보가 변경된 2차원 재구성 영상 데이터 등의 다양한 영상 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(130)는 영상 처리 및 제어부(120)의 구현에 필요한 소프트웨어/펌웨어 등을 더 저장할 수 있다. 저장부(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드(MultiMedia Card: MMC), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD(Secure Digital) 카드 또는 XD(eXtream Digital) 카드 등), RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광 디스크 중 어느 하나의 저장 매체로 구현될 수 있으나, 당업자라면 저장부(130)의 구현 형태가 이에 한정되는 것이 아님을 알 수 있을 것이다.
영상 처리 및 제어부(120)는 저장부(130)로부터 3차원 CT 데이터의 전부 또는 일부를 독출하여 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 깊이 분해능 정보를 강조한 2차원 영상을 형성하기 위해 다양한 영상 처리를 수행하도록 구성될 수 있다. 영상 처리 및 제어부(120)는 CT 영상을 뷰(view) 방향에 대한 복수의 슬라이스 영상으로 구분하고, 상기 복수의 슬라이스 영상에 대해 뷰 방향으로 설정된 복수의 구간의 각각에 대하여 가중치 맵(weight map)을 생성하도록 프로그래밍될 수 있다. 영상 처리 및 제어부(120)는 복수의 슬라이스 영상을 이용하여 2차원 재구성 영상을 생성하도록 더 프로그래밍될 수 있다. 영상 처리 및 제어부(120)는 입력 인터페이스(110)를 통한 사용자의 깊이 조절 명령에 응답하여 가중치 맵 또는 가산치 맵에 기초하여 2차원 재구성 영상의 적어도 일부를 처리하여 깊이 정보(depth information)가 적어도 일부 변경된 2차원 재구성 영상을 생성하도록 더 프로그래밍될 수 있다. 전술한 영상 처리 기능을 구현하기 위하여, 영상 처리 및 제어부(120)는 픽셀 단위 또는 블록 단위로 복수의 영상에 대한 중첩 처리, 복수의 영상에 대한 덧셈 및 뺄셈, 영상의 픽셀 값에 대한 곱셈 및 나눗셈 등의 연산 처리를 수행하도록 프로그래밍될 수 있다. 일 실시예에서, 영상 처리 및 제어부(120)는 영상의 컨트래스트 강조, 영상 복원 및 각종 영상 필터링 기능을 구현하도록 프로그래밍될 수 있다.
영상 처리 및 제어부(120)는, 하드웨어적 측면에서 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuits: ASICs), 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processors: DSPs), 디지털 신호 처리 소자(Digital Signal Processing Devices: DSPDs), 프로그램 가능 논리 소자(Programmable Logic Devices: PLDs), 현장 프로그램 가능 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Arrays: FPGAs), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers) 및 마이크로 프로세서 (microprocessors) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 영상 처리 및 제어부(120)는 또한 전술한 하드웨어 플랫폼(platform) 상에서 실행 가능한 펌웨어(firmware)/소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 이 경우, 펌웨어/소프트웨어 모듈은 적절한 프로그램(program) 언어로 쓰여진 하나 또는 그 이상의 소프트웨어 애플리케이션(software applications)에 의해 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라 2차원 영상에서의 깊이 정보를 강조하는 의료 영상 처리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 처리 방법은 CT 영상을 구성하는 복수의 슬라이스 영상에 대하여 뷰(view) 방향으로 복수의 구간을 설정하는 단계로부터 시작된다(S201). 도 3 및 4에서는 CT 영상의 복수의 슬라이스 영상(307)을 커러널(coronal) 뷰 방향(305)으로 복수의 구간(401-1 내지 401-N)으로 분할하는 과정을 예시하고 있으나, 커러널 뷰 방향 이외에도 새지털(sagittal) 뷰 방향이나 액시얼(axial) 뷰 방향으로 복수의 슬라이스 영상(307)을 복수의 구간으로 분할하는 것도 가능하다. 도시된 실시예에서는, 각 구간에 선정된 개수만큼(예컨대, 4개)의 슬라이스 영상이 포함되도록 구간을 균등 분할을 하는 것으로 예시되어 있으나, 각 구간에 서로 다른 개수의 슬라이스 영상이 포함되도록 구간 분할을 하는 것도 가능하다.
단계(S202)에서는, 단계(S201)에서 설정된 복수의 구간의 각각에 대해 가중치 맵(weight map)을 생성한다. 상기 복수의 구간의 각각에 대한 가중치 맵은 픽셀별 위치에서의 가중치 값을 포함할 수 있다. 이하에서, 도 5 내지 도 9를 참조하여 단계(S202)을 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 도 5는 도 2에서의 가중치 맵을 생성하는 단계(S202)의 상세 과정을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
단계(S501)에서는, 복수의 구간의 각각에 포함되는 적어도 하나의 슬라이스 영상을 중첩시켜 해당 구간에 대한 구간별 레이어 영상을 형성한다. 구간별 레이어 영상은 각 구간에 포함된 적어도 하나의 슬라이스 영상을 중첩시킴으로써 얻을 수 있다. 일 실시예에서, 각 구간에 포함된 적어도 하나의 슬라이스 영상을 뷰 방향으로 픽셀별로 평균 또는 가중 평균하여 구간별 레이어 영상을 얻는 것이 가능하다. 도 6 및 도 7에는 크기가 8 x 8 픽셀인 단순화된 영상을 구간별 레이어 영상으로서 예시하고 있다. 이하에서의 설명의 편의상, 구간별 레이어 영상들의 개수가 2라 가정하고, 도 6 및 도 7에 예시된 2개의 구간별 레이어 영상들을 각각 제1 레이어 영상(600) 및 제2 레이어 영상(700)이라 칭한다.
단계(S502)에서는, 단계(S501)에서 형성된 구간별 레이어 영상들의 각각에서의 픽셀 값들을 근거로 상기 해당 구간에 대한 가중치 맵을 생성한다. 일 실시예에서, 형성된 구간별 레이어 영상들의 각각의 컨트래스트를 강조하도록 설정된 픽셀별 가중치 값을 해당 구간에 대한 가중치 맵에서의 해당 픽셀별 위치에서의 가중치 값으로 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 해당 구간별 레이어 영상에서 픽셀 값이 클수록 해당 구간에 대한 가중치 맵에서의 해당 픽셀별 위치에서의 가중치 값을 크게 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 해당 구간에 대한 가중치 맵에서의 가중치 값들을 해당 구간별 레이어 영상에서의 해당 픽셀 값들에 비례하여 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 해당 구간별 레이어 영상의 픽셀 값들을 최소값부터 최대값까지 식별하고, 최소값을 갖는, 해당 구간별 레이어 영상에서의 적어도 하나의 픽셀에 대응하는, 해당 구간에 대한 가중치 맵에서의 적어도 하나의 픽셀별 위치에 대해, 최소의 가중치 값을 부여하고, 최대값을 갖는, 해당 구간별 레이어 영상에서의 적어도 하나의 픽셀에 대응하는, 해당 구간에 대한 가중치 맵에서의 적어도 하나의 픽셀별 위치에 대해 최대의 가중치 값을 부여할 수 있다. 일 실시예에서, 최소값과 상기 최대값 사이의 값을 갖는, 해당 구간별 레이어 영상에서의 픽셀들에 대응하는, 해당 구간에 대한 가중치 맵에서의 픽셀별 위치들에 대해서는, 최소의 가중치와 최대의 가중치에 근거해 보간한 값들을 가중치 값들로서 부여할 수 있다. 최소의 가중치 및 최대의 가중치는 각 구간별 레이어 영상의 컨트래스트를 강조하도록 하는 임의의 값을 갖도록 설정될 수 있다. 최소의 가중치와 최대의 가중치 간의 차이가 크면 영상의 컨트래스트와 깊이 분해능을 높일 수 있게 되는 반면, 동 차이가 작으면 깊이 정보 강조의 효과가 미미하게 된다. 또한, 최소의 가중치가 너무 작으면 영상의 디테일을 잃어 버리게 되고, 최대의 가중치가 너무 크면 고 휘도를 갖는 객체의 해상도가 오히려 떨어질 수 있는 부작용도 있을 수 있다. 따라서, 이러한 점들을 절충하여 진단 목적에 맞게 최소의 가중치 및 최대의 가중치를 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 최소의 가중치 값은 0 이상 1.0 이하로 설정될 수 있고, 최대의 가중치 값은 1.0 이상의 임의의 값으로 설정될 수 있으나, 최소의 가중치 값 및 최대의 가중치 값이 이에 제한되는 것은 아니다.
이상에서는 단계(S502)에서 구간별 레이어 영상들의 각각에서의 픽셀 값들을 근거로 해당 구간에 대한 가중치 맵을 생성하는 실시예에 대해 설명하였으나, 단계(S502)에서 가중치 맵 대신 가산치 맵(addition map)을 생성할 수도 있다. 예컨대, 전술한 실시예에서 특정 구간별 레이어 영상에서의 픽셀 값이 a이고 이 특정 레이어 영상에 해당하는 가중치 맵에서의 가중치가 b로 결정된 경우, a * (b-1)이라는 값을 해당 가산치 맵에서의 가산치 값으로 설정할 수 있다.
이제, 도 6 및 도 7에 예시된 제1 레이어 영상(600) 및 제2 레이어 영상(700)을 예로 들어 가중치 맵을 생성하는 과정을 예시하기로 한다. 도 6의 제1 레이어 영상(600)에서는 5, 10 및 100의 픽셀 값이 있고, 이중에서 최소의 픽셀 값은 5이고 최대의 픽셀 값은 100이다. 도 7의 제2 레이어 영상(700)에서는 5, 10, 100 및 150의 픽셀 값이 있고, 이중에서 최소의 픽셀 값은 5이고 최대의 픽셀 값은 150이다. 도 8 및 도 9에는 각각 제1 및 제2 레이어 영상들에서의 픽셀 값들을 제1 및 제2 구간들에 대한 가중치 맵들에서의 가중치 값들로 맵핑하는 곡선들의 실시예들이 도시되어 있다. 도 8에 도시된 실시예에 따르면, 제1 레이어 영상(600)에서 최대의 픽셀 값인 100은 최대의 가중치 값(본 실시예에서는 2.0으로 가정함)으로 맵핑(mapping)되고, 최소의 픽셀 값인 5는 최소의 가중치 값(본 실시예에서는 1.0으로 가정함)으로 맵핑되고, 그 중간의 픽셀 값인 10은 최대의 픽셀 값과 최소의 픽셀 값의 사이 값인 약 1.2의 가중치 값으로 맵핑될 수 있다. 도 9에 도시된 실시예에 따르면, 제2 레이어 영상(700)에서 최대의 픽셀 값인 150은 최대의 가중치 값(본 실시예에서는 2.0으로 가정함)으로 맵핑되고, 최소의 픽셀 값인 5는 최소의 가중치 값(본 실시예에서는 1.0으로 가정함)으로 맵핑되고, 그 중간의 픽셀 값들인 10과 100은 최대의 픽셀 값과 최소의 픽셀 값의 사이 값들인 약 1.2와 약 1.7의 가중치 값들로 맵핑될 수 있다. 일 실시예에서, 도 8 및 도 9의 맵핑 곡선들을 맵핑 테이블로서 구현할 수 있다. 예시의 목적상, 도 10 및 도 11에 전술한 방식에 따라 생성된, 제1 및 제2 구간들에 대한 가중치 맵들(1000, 1100)을 각각 도시하였다.
이상으로 설명한 바와 같이, 복수의 구간의 각각에 대한 가중치 맵에서의 가중치 값들 또는 가산치 맵에서의 가산치 값들은 해당 구간별 레이어 영상의 픽셀 값들을 참조하여 동 영상의 컨트래스트를 강조하는 값들로서 결정될 수 있고, 따라서 본 발명에 따라 가중치 값들 또는 가산치 값들을 결정하는 방식이 전술한 실시예들에 의해 제한되는 것이 아님을 인식하여야 한다.
다시 도 2로 돌아와서, 단계(S203)에서는, 복수의 슬라이스 영상을 이용하여 2차원 재구성 영상을 생성한다. 이 단계에서 재구성되는 2차원 재구성 영상은 세펄로우 영상 또는 파노라마 영상일 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 슬라이스 영상을 뷰 방향으로 중첩시켜 2차원 재구성 영상을 생성하는 것이 가능하다. 일 실시예에서, 단계(S501)에서 생성된 구간별 레이어 영상들을 뷰 방향으로 중첩시켜 2차원 재구성 영상을 생성하는 것도 가능하다. 예시의 목적상, 도 6의 제1 레이어 영상(600)과 도 7의 제2 레이어 영상(700)을 중첩시켜 재구성한 2차원 영상을 도 12에 도시하였다. 단계(S204)에서는, 단계(S203)에서 생성된 2차원 재구성 영상(1200)을 디스플레이 할 수 있다.
단계(S205)에서는, 사용자의 깊이 조절 명령에 응답하여 복수의 구간들에 대한 가중치/가산치 맵들 중 하나의 가중치/가산치 맵을 결정하고, 결정된 가중치/가산치 맵에 기초하여 2차원 재구성 영상(1200)의 적어도 일부를 처리하여 깊이 정보(depth information)가 적어도 일부 변경된 2차원 재구성 영상을 생성한다. 여기서, 사용자의 입력은, 디스플레이된 2차원 재구성 영상(1200)에서 사용자가 깊이 조절을 원하는 위치를, 예컨대 컴퓨터 마우스를 이용하여 지정하는 동작, 디스플레이된 2차원 재구성 영상(1200)에서 사용자가 깊이 조절을 원하는 부분을, 예컨대 컴퓨터 마우스를 이용하여 마스크(mask)로서 지정하는 동작 및 사용자가, 예컨대 컴퓨터 마우스의 휠(mouse wheel)을 돌려 복수의 구간 중에서 특정 구간을 선택하는 동작 중 어느 하나의 동작에 의해 발생될 수 있다.
사용자의 입력이, 디스플레이된 2차원 재구성 영상(1200)에서 사용자가 깊이 조절을 원하는 위치를 지정하는 동작에 의해 발생되는 경우에는, 지정된 위치에서의 촬영 대상의 특징을 대표하는 적어도 하나의 슬라이스 영상이 포함된 구간을 복수의 구간 중에서 선택하고, 이렇게 선택된 구간에 대한 가중치/가산치 맵에서의 가중치들/가산치들을 2차원 재구성 영상(1200)에 픽셀별로 적용하여 깊이 정보가 변경된 2차원 재구성 영상을 생성할 수 있다. 상기 사용자의 입력이, 디스플레이된 2차원 재구성 영상(1200)에서 사용자가 깊이 조절을 원하는 부분을 마스크로 지정하는 동작에 의해 발생되는 경우에는, 지정된 마스크 부분에서의 촬영 대상의 특징을 대표하는 적어도 하나의 슬라이스 영상이 포함된 구간을 복수의 구간 중에서 선택하고, 2차원 재구성 영상(1200)의 지정된 마스크 부분에 선택된 구간에 대한 가중치/가산치 맵에서의 해당 가중치들/가산치들을 픽셀별로 적용하여 깊이 정보가 적어도 일부 변경된 2차원 재구성 영상을 생성할 수 있다. 사용자의 입력이, 예컨대 마우스의 휠을 돌려 복수의 구간 중에서 특정 구간을 선택하는 동작에 의해 발생되는 경우에는, 선택된 특정 구간에 대한 가중치/가산치 맵에서의 가중치들/가산치들을 2차원 재구성 영상(1200)에 픽셀별로 적용하여 깊이 정보가 변경된 2차원 재구성 영상을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 단계(S205)에서의 2차원 재구성 영상(1200)에 대한 처리는, 선택된 가중치 맵에서의 가중치들을 2차원 재구성 영상(1200)의 픽셀들에 픽셀별로 곱하는 처리를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 단계(S205)에서의 2차원 재구성 영상(1200)에 대한 처리는, 선택된 가산치 맵에서의 가산치들을 2차원 재구성 영상(1200)의 픽셀들에 픽셀별로 더하는 처리를 포함할 수 있다.
도 13은 제1 구간이 선택되었을 경우 도 10의 제1 구간에 대한 가중치 맵(1000)을 도 12의 2차원 재구성 영상(1200)에 적용한 결과를 도시한 도면이고, 도 14는 제2 구간이 선택되었을 경우 도 11의 제2 구간에 대한 가중치 맵(1100)을 도 12의 2차원 재구성 영상(1200)에 적용한 결과를 도시한 도면이다. 도 13 및 도 14의 최종 결과 영상들(1300, 1400)로부터 관찰할 수 있는 바와 같이, 제1 구간이 선택되었을 경우 제1 레이어 영상(600)에서의 특징이 부각되고, 제2 구간이 선택되었을 경우 제2 레이어 영상(700)의 특징이 부각됨을 확인할 수 있다.
도 15는 인체의 두부를 촬영하여 얻은 3차원 CT 영상 데이터를 이용하여 재구성한 커러널(coronal) 뷰 방향으로의 PA(Posterior-Anterior) 세펄로우 영상의 사진을 도시한 도면이다. 도 16(a) 및 도 16(b)는 각각 3차원 CT 영상의 복수의 구간 중에서 전치부 및 구치부의 특징을 잘 드러내는 구간들을 컴퓨터 마우스 휠을 돌려 지정하여 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리를 한 경우의 결과 영상들에 대한 사진들이다. 도 15의 사진에서 보다 도 16(a) 및 도 16(b)의 사진들에서 전치부와 구치부의 특징이 보다 높은 컨트래스트로 잘 드러나 있는 것을 확인할 수 있다. 도 17은 도 15에서 화살표(1500)로 표시한 부분(턱관절(Temporomandibular Joint: TMJ))을 컴퓨터 마우스를 이용하여 지정하여 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리를 한 경우의 결과 영상에 대한 사진이다. 도 15의 사진에서 보다 도 17의 사진에서 턱관절 부분의 컨트래스트가 강조된 것을 관찰할 수 있다. 도 18은 도 18에 표시된 마스크 부분(1800)을 도 15에서 컴퓨터 마우스로 지정하여 지정된 마스크 부분에 대해서만 본 발명의 실시예들에 따른 영상 처리를 한 경우의 결과 영상에 대한 사진이다. 이 경우도, 마스크 부분(1800)에서의 컨트래스트와 해상도가 도 15의 경우보다 현저히 개선된 것을 알 수 있다.
본원에 개시된 실시예들에 있어서, 도시된 구성 요소들의 배치 또는 단계들의 순서는 발명이 구현되는 환경 또는 요구 사항에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 일부 구성 요소 또는 일부 단계가 생략되거나 몇몇 구성 요소 또는 몇몇 단계가 통합되어 하나로 실시될 수 있다. 또한 일부 구성 요소들의 배치 순서 및 연결이 변경될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 상술한 실시예들은 첨부하는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이고, 이러한 변형 실시예들이 본 발명의 기술적 사상이나 범위와 별개로 이해되어져서는 아니 될 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100: 의료 영상 처리 장치
110: 입력 인터페이스
120: 영상 처리 및 제어부
130: 저장부
140: 디스플레이부
305: 뷰 방향
307: 슬라이스 영상들
401-1 ~ 401-N: 구간
600: 제1 레이어 영상
700: 제2 레이어 영상
1000, 1100: 가중치 맵
1200: 2차원 재구성 영상
1300, 1400: 최종 결과 영상들
1500: 화살표
1800: 마스크 부분
110: 입력 인터페이스
120: 영상 처리 및 제어부
130: 저장부
140: 디스플레이부
305: 뷰 방향
307: 슬라이스 영상들
401-1 ~ 401-N: 구간
600: 제1 레이어 영상
700: 제2 레이어 영상
1000, 1100: 가중치 맵
1200: 2차원 재구성 영상
1300, 1400: 최종 결과 영상들
1500: 화살표
1800: 마스크 부분
Claims (6)
- 사용자의 깊이 조절 명령이 입력되는 입력 인터페이스,
CT 영상 데이터의 일부 또는 전부를 뷰 방향으로 중첩하여 2차원 재구성 영상을 생성하고 상기 깊이 조절 명령에 대해 상기 2차원 재구성 영상의 적어도 일부의 컨트래스트를 변경하는 영상 처리 및 제어부, 및
상기 2차원 재구성 영상을 표시하는 디스플레이부를 포함하고,
상기 영상 처리 및 제어부는
상기 CT 영상 데이터에 상기 뷰 방향을 따라 복수의 구간을 설정하고,
상기 복수의 구간 각각에 대한 가중치 맵을 생성하며,
상기 깊이 조절 명령에 의해 선택된 구간에 대한 가중치 맵을 기초로 상기 2차원 재구성 영상의 적어도 일부의 컨트래스트를 변경하는, 의료 영상 처리 장치. - 제1항에 있어서,
상기 2차원 재구성 영상은 세펄로우 영상 또는 파노라마 영상인, 의료 영상 처리 장치. - 삭제
- 의료 영상 처리 방법으로서,
(a) CT 영상 데이터의 일부 또는 전부를 뷰 방향으로 중첩하여 2차원 재구성 영상을 생성하는 단계, 및
(b) 사용자의 깊이 조절 명령에 따라 상기 2차원 재구성 영상의 적어도 일부의 컨트래스트를 변경 및 표시하는 단계를 포함하고,
상기 단계 (a)는 상기 CT 영상 데이터에 상기 뷰 방향을 따라 복수의 구간을 설정하고, 상기 복수의 구간 각각에 대한 가중치 맵을 생성하는 단계를 포함하며,
상기 단계 (b)는 상기 깊이 조절 명령에 의해 선택된 구간에 대한 가중치 맵을 기초로 상기 2차원 재구성 영상의 적어도 일부의 컨트래스트를 변경하는 단계를 포함하는, 의료 영상 처리 방법. - 제4항에 있어서,
상기 2차원 재구성 영상은 세펄로우 영상 또는 파노라마 영상인, 의료 영상 처리 방법. - 삭제
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