KR20100135055A - 안구의 변위 측정 방법, 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체 및 안구의 변위 측정 장치 - Google Patents

안구의 변위 측정 방법, 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체 및 안구의 변위 측정 장치 Download PDF

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Abstract

안구의 변위 측정 방법, 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체 및 안구의 변위 측정 장치를 제공한다. 안구의 변위 측정 방법은 안구의 변위 측정 방법에 있어서, 3차원 안구모델을 생성하는 단계, 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계, 전안부 영상의 각막반사점과 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계, 3차원 안구모델의 동공을 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계 및 3차원 안구모델의 동공 중심과 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서 안구의 변위를 빠르게 측정할 수 있다. 결국, 안과 전문의는 사시 환자에게 보다 정확하고 객관적인 데이터를 이용하여 치료할 수 있으며, 객관적인 데이터를 이용하여 보다 더 광범위한 사시 연구에 응용할 수 있을 것이다.
전안부, 안구모델, 사시, 각막반사점, 동공, 각도 거리(angle distance)

Description

안구의 변위 측정 방법, 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체 및 안구의 변위 측정 장치{Method of Measuring Displacement of Eyeball, Recording Media of the same and Apparatus of the same}
본 발명은 안구의 변위 측정 방법, 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체 및 안구의 변위 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3차원 안구모델을 이용하는 안구의 변위 측정 방법, 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체 및 안구의 변위 측정 장치에 관한 것이다.
안과 분야에서의 안구의 변위를 측정하는 방법은 다양한 치료 영역에서 필요하며, 보다 정확한 치료를 위해서는 보다 정밀한 안구 변위의 측정이 요구된다. 특히 사시 환자의 경우에 정확한 사시 각도의 측정이 수반되어야 세밀한 수술 등의 치료에 의하여 사시 증상을 완화시킬 수 있을 것이다.
최근에는 컴퓨터 기반의 영상 처리 기술을 다양한 의료 분야에 적용하여 환자의 진단 및 치료에 활용하려는 시도들이 활발히 진행되고 있다. 안과 분야에서도 환자의 동공의 형태 및 배치, 안구 표면에 드러난 혈관의 분포를 정량적으로 분석하여 사시 및 피로도 등의 측정 및 진단에 활용하려는 시도들이 수행되고 있다.
최근에는 사시도 측정법으로 교대프리즘가림 검사법 등의 다양한 방법이 임상적으로 가장 널리 사용되고 있다. 이러한 검사법들은 환자의 사시 정도를 검사자가 수작업을 통해 측정 및 계산하므로, 검사자의 경험 및 숙련도에 따라 측정값의 편차가 크게 나타날 수 있으며, 오류가 발생할 수 있다는 단점을 가진다.
이러한 수동 측정 기법의 단점을 보완하기 위해 최근 컴퓨터를 이용하여 환자의 사진 또는 비디오 영상을 컴퓨터로 분석하여 환자의 사시 정도를 측정하려는 시도가 이루어지고 있다. 그러나 컴퓨터를 이용한 사시 측정 기법에서도 비디오카메라 혹은 카메라로 촬영한 2차원 영상을 이용하여 환자의 사시 각을 분석하므로, 실제로는 3차원의 구 형상을 가지는 안구의 사시 각을 정확히 측정하는데 한계가 존재하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 3차원 안구모델을 이용하는 안구의 변위 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 3차원 안구모델을 이용하는 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 3차원 안구모델을 이용하는 안구의 변위 측정 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법은 안구의 변위 측정 방법에 있어서, 3차원 안구모델을 생성하는 단계; 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계; 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계; 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계; 및 상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 일부투명하게 표현하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계는 상기 전안부 영상 및 상기 3차원 안구모델 중의 어느 하나에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계는 상기 3차원 안구모델의 동공에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 것일 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체는 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체에 있어서, 3차원 안구모델을 생성하는 단계; 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계; 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계; 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계; 및 상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 장치는 안구의 변위 측정 장치에 있어서, 3차원 안구모델을 생성하는 단계, 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계, 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계, 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계 및 상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계를 수행하기 위한 제어부; 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상을 표현하기 위한 디스플레이부; 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 입력받기 위한 입력부; 및 상기 3차원 안구모델, 상기 전안부 영상 및 정량화된 안구의 변위를 저장하기 위한 메모리부;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 디스플레이부는 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 일부투명하게 표현하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 제어부에서 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계는 상기 전안부 영상 및 상기 3차원 안구모델 중의 어느 하나에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 전안부 영 상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 제어부에서 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계는 상기 3차원 안구모델의 동공에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 안구의 변위 측정 방법, 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체 및 안구의 변위 측정 장치에 따르면, 안구의 변위를 빠르고 정확하게 측정할 수 있다. 따라서 안과 전문의는 사시 환자에게 보다 정확하고 객관적인 데이터를 이용하여 치료할 수 있으며, 객관적인 데이터를 이용하여 보다 더 광범위한 사시 연구에 응용할 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위를 측정하기 위한 방법은 안구의 변위 측정 방법에 있어서, 3차원 안구모델을 생성하는 단계(단계 110); 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계(단계 120); 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계(단계130); 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계(단계 140); 및 상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계(단계 150);를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 3차원 안구모델을 생성하는 단계(단계 110)는 안구의 변위를 측정하기 위한 기준이 되는 안구모델을 3차원으로 형상화하는 것으로서, 그래픽관련 프로그 램을 이용하여 수행될 수 있다. 이는 안구의 변위를 측정하기 위한 것으로 사용되므로, 실제의 안구 모양에 가깝게 형상화 되어야 할 것이다. 따라서 3차원 안구모델은 다양한 안구의 모양을 관찰한 실험적인 데이터를 기반으로 형성될 수 있을 것이다. 이 경우에 실험적이 데이터로서 연령에 따른 안구의 외경, 홍채의 크기 및 동공의 크기 등의 데이터를 이용할 수 있을 것이다. 추가적으로, 3차원 안구모델을 생성하는 단계(단계110)에서는 i) 안구와 홍채의 형태가 완전한 구(sphere)라는 가정과 ii) 안구의 중심과 동공의 중심을 연결하는 직선의 방향이 시선의 방향이라는 가정을 기반으로 할 수 있을 것이다.
다음으로, 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계(단계 120)에서 상기 전안부 영상이란 사람의 전면 얼굴에 대한 영상을 의미하므로, 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계(단계 120)는 사람의 전면 안면부에 대한 동영상 또는 정지영상을 입력받는 단계일 수 있다. 사람의 전면 안면부 영상에는 안구의 영상이 포함되어야 할 것이다. 특히, 사람의 전면 안면부 영상에 안구 및 동공이 나타나는 영상이 전안부 영상으로 유용할 것이다.
여기에서, 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상을 표현하기 위하여, 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 일부투명하게 표현하는 것일 수 있다. 즉, 상기 3차원 안구모델과 상기 전안부 영상을 동시에 표현해야 하므로 사람이 인식할 수 있도록 적어도 하나의 영상을 일부투명하게 표현해야 할 것이다. 한편, 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상을 사람이 인식할 수 있도록 표현하지 아니하고 자동적으로 컴퓨터 프로그램 등의 실행을 통하여 이후의 단계 동작이 이루어 질 수도 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 3차원 안구모델 및 전안부 영상을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 3차원 안구모델은 (a)의 좌측과 같이 3차원 구형으로 모델링된 것으로서, 실제 안구의 모양에 가깝게 형상화한 것이다. 3차원 구형의 모델링을 위하여 구면 좌표계를 이용하거나 직교 좌표계를 이용할 수 있을 것이다. (a)의 우측은 3차원 안구모델을 정면에서 바라본 영상으로서 전안부 영상과의 정합을 위하여 사용될 수 있다. 특히 (a)의 우측은 일부투명하게 표현되어 전안부 영상과 동시에 표현될 수 있을 것이다. 상기 3차원 안구모델은 그래픽 프로그램 등을 이용하여 모델링될 수 있을 것이다.
도 2를 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 전안부 영상은 (b)와 같은 정지영상일 수 있으며, 동영상 중의 하나의 정지영상일 수 있다. 특히 안구의 형태를 포함하는 정지영상이 전안부 영상으로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 전안부 영상은 일부투명하게 표현되어야 할 것이다. 이것은 3차원 안구모델과 전안부 영상을 동시에 표현하여 이후의 단계에서의 정합을 용이하게 하기 위함이다.
다음으로, 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계(단계 130)는 상기 전안부 영상 및 상기 3차원 안구모델 중의 어느 하나에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 것일 수 있다. 여기에서, 각막반사점이란 사진 등의 촬영 시에 카메라에서 방출되는 플래시 등의 빛이 안구에서 반사되어 카메라로 집속될 때의 안구에 형성되는 하나의 점을 말한다. 즉, 각막반사점은 카메라를 정면으로 응시하는 사람의 전안부를 카메라를 이용하여 촬영하는 경우에 사람의 안구 내 동공의 중심에 형성되는 카메라 플래시의 반사점을 의미하는 것이다. 사시 환자의 경우에는 카메라를 응시하더라도 동공의 중심이 아닌 흰자위에 각막반사점이 형성될 수 있을 것이다.
여기에서, 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계(단계 130)는 먼저, 상기 전안부 영상 및 상기 3차원 안구모델 중에서 어느 하나를 이용하여 수평을 맞추는 것일 수 있다. 전안부 영상을 이용하여 수평을 맞추기 위해서는 전안부 영상의 안구에 형성되는 각막반사점을 잇는 선이 수평하도록 전안부 영상을 회전시키는 것일 수 있을 것이다. 수평으로 정렬되어야 이미 수평으로 정렬되어 있는 3차원 안구모델과의 정합을 할 수 있기 때문이다. 또는, 3차원 안구모델을 이용하여 전안부 영상과의 각도를 맞추기 위해서는 전안부 영상의 각막반사점을 잇는 선과 나란하도록 3차원 안구모델을 회전시키는 것일 수 있다.
또한, 수평을 맞춘 후에 전안부 영상의 각막반사점과 3차원 안구모델의 중심을 맞추기 위한 동작은 전안부 영상과 3차원 안구모델을 확대 또는 축소하는 것일 수 있다. 즉, 전안부 영상에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 3차원 안구모델의 중심에 맞추거나, 3차원 안구모델에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 전안부 영상의 각막반사점에 맞출 수 있을 것이다. 일반적인 경우에 3차원 안구모델을 이용하여 전안부 영상의 각막반사점에 안구모델의 중심을 맞추는 것이 용이할 것이다. 상기와 같은 동작에 의하여 전안부 영상의 각막반사점과 3차원 안구모델의 중심이 정합될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 (a)는 전안부 영상을 이용하여 디스플레이 화면 내에서 수평을 맞추는 방법을 예시하고 있다. 좌우측의 안구에 형성된 각막반사점을 잇는 직선을 고려한 후에 상기 직선이 수평을 이루도록 전안부 영상을 시계방향으로 다소 회전시킨 것을 알 수 있다. (b)는 전안부 영상의 각막반사점과 3차원 안구모델의 중심을 정합한 것을 예시하고 있다. 전안부 영상의 수평을 맞추어 3차원 안구모델에 대하여 정합이 가능하도록 한 후에 3차원 안구모델에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 전안부 영상의 각막반사점과 3차원 안구모델의 중심이 정합된 것을 알 수 있다. 도 3에서 각막반사점은 희색 점으로 표현되고 있고, 3차원 안구모델의 중심은 초록색 및 보라색 선의 교차점으로 표현되고 있다.
다음으로, 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계(단계 140)는 상기 3차원 안구모델의 동공에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 것일 수 있다. 이 경우 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계(단계 130)에서 정합한 결과는 그대로 유지되는 것이어야 할 것이다.
여기에서, 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계(단계 140)는 먼저, 상기 전안부 영상에 표현되는 동공의 크기에 맞도록 상기 3차원 안구모델의 동공에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 3차원 안구모델의 동공의 크기를 변화시키는 것일 수 있다. 동공의 크기를 맞추어야 전안부 영상의 동공 중심과 3차원 안구모델의 동공 중심을 정확하게 맞출 수 있고, 이에 따라 정확한 안구의 변위를 측정할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 3차원 안구모델의 동공의 크기를 전안부 영상의 동공의 크기에 맞춘 후에 상기 전안부 영상의 동공의 위치에 맞도록 3차원 안구모델의 동공의 위치를 이동 시키는 것일 수 있다. 3차원 안구모델의 동공의 위치를 전안부 영상의 동공의 위치에 맞추게 되면 3차원 안구모델의 동공의 중심과 전안부 영상의 동공의 중심도 위치가 맞을 것이므로, 결국 3차원 안구모델의 동공의 중심과 3차원 안구모델의 중심 간의 거리를 이용하여 안구 변위를 측정하기 위한 준비가 완료되는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 3 차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하기 위하여, (a)는 전안부 영상의 동공의 크기에 맞도록 3차원 안구모델의 동공의 크기를 축소하는 것을 예시하고 있다. (b)는 3차원 안구모델의 동공의 위치를 이동하여 전안부 영상의 동공의 위치에 맞추는 것을 예시하고 있다. 이에 따라 3차원 안구모델의 동공의 중심과 3차원 안구모델의 중심 간의 거리를 이용하여 안구 변위를 측정할 수 있을 것이다. 이 경우에 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계(단계 130)에서 정합한 결과는 그대로 유지되고 있는 것을 알 수 있을 것이다.
다음으로, 상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계(단계 150)는 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계(단계 130)에서 정합한 결과와 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계(단계 140)에서 정합한 결과를 그대로 유지한 상태에서 3차원 안구모델의 중심과 3차원 안구모델의 동공의 중심 사이의 간격을 측정하여 정량화하는 것일 수 있다.
상기 측정된 3차원 공간에서의 변위는 직교 좌표계 또는 구면 좌표계를 이용하여 표현될 수 있을 것이며, 직교 좌표계와 구면 좌표계의 변환은
Figure 112009036400961-PAT00001
와 같은 수학식을 이용할 수 있을 것이다. 측정된 3차원 안구모델의 중심과 3차원 안구모델의 동공의 중심 사이의 거리를 다양한 용도로 이용하기 위하여 공간을 통과하는 직선거리를 이용할 수 있으며, 구면의 표면을 따라 이어지는 직선을 이용하는 최단거리로 이용될 수도 있을 것이다.
더불어, 측정된 3차원 안구모델의 중심과 3차원 안구모델의 동공의 중심 사이의 거리를 이용하여
Figure 112009036400961-PAT00002
와 같은 각 변위의 차이를 계산하여 각도 거리(angle distance)의 형태로 정량화할 수도 있을 것이다. 각도 거리는
Figure 112009036400961-PAT00003
와 같이 표현될 수 있으며, 여기에서 D가 각도 거리를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 장치(500)는 3차원 안구모델을 생성하는 단계, 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계, 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계, 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계 및 상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계를 수행하기 위한 제어부(510); 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상을 표현하기 위한 디스플레이부(520); 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 입력받기 위한 입력부(530); 및 상기 3차원 안구모델, 상기 전안부 영상 및 정량화된 안구의 변위를 저장하기 위한 메모리부(540);를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 3차원 안구모델을 생성하는 단계, 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계, 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계, 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계 및 상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계를 수행하기 위한 제어부(510)는 안구의 변위를 측정하기 위한 핵심적인 동작을 수행하는 구성요소로서 컴퓨터의 프로세서를 포함하여 구성되는 구성요소일 수 있다.
상기 제어부(510)에서 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계는 상기 전안부 영상 및 상기 3차원 안구모델 중의 어느 하나에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 것일 수 있다. 또한, 상기 제어부(510)에서 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계는 상기 3차원 안구모델의 동공에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 것일 수 있다. 상기 제어부(510)의 나머지 단계는 상술한 바와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.
다음으로, 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상을 표현하기 위한 디스플레이부(520)는 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 일부투명하게 표현하는 것일 수 있다. 즉, 두 개의 영상을 동시에 표현할 수 있도록 적어도 하나의 영상을 일부투명하게 표현할 수 있는 영상 장치에 해당되어야 할 것이다. 더불어 상기 디스플레이부(520)로는 영상을 표현할 수 있는 다양한 장치가 사용될 수 있을 것이다. 예를 들면, 컴퓨터 모니터, TV화면 및 소형의 LCD 디스플레이 장치 등이 디스플레이부(520)로 이용될 수 있을 것이다.
다음으로, 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 입력받기 위한 입력부(530)는 영상 정보를 입력하기 위한 다양한 입력장치일 수 있다. 예를 들면, 영상 정보의 입력을 위하여 사용되는 스캐너, 키보드, 마우스 및 통신선로 등이 입력부(530)로 이용될 수 있을 것이며, 이 외에도 다양한 입력 장치가 입력부(530)로 이용될 수 있을 것이다.
다음으로, 상기 3차원 안구모델, 상기 전안부 영상 및 정량화된 안구의 변위를 저장하기 위한 메모리부(540)는 3차원 안구모델의 3차원 영상 및 2차원 영상, 입력부(530)를 통하여 입력된 적어도 하나의 전안부 영상 및 안구 변위를 측정하여 정량화한 다양한 수치 정보를 저장하기 위한 다양한 저장 소자일 수 있다. 저장을 위한 메모리부(540)로 안구 변위 측정 장치에 내장될 수 있는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및 하드 디스크일 수 있으며, 안구 변위 측정 장치의 외부에 존재하는 플로피 디스크, 콤팩트디스크 및 유에스비(USB) 등이 이용될 수 있을 것이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 3차원 안구모델 및 전안부 영상을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 방법에서 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구의 변위 측정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
510: 제어부 520: 디스플레이부
530: 입력부 540: 메모리부

Claims (9)

  1. 안구의 변위 측정 방법에 있어서,
    3차원 안구모델을 생성하는 단계;
    안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계;
    상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계;
    상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계; 및
    상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계;를 포함하여 구성되는 안구의 변위 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 일부투명하게 표현하는 것을 특징으로 하는 안구의 변위 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계는 상기 전안부 영상 및 상기 3차원 안구모델 중의 어느 하나에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 것을 특징으로 하는 안구의 변위 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계는 상기 3차원 안구모델의 동공에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 것을 특징으로 하는 안구의 변위 측정 방법.
  5. 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체에 있어서,
    3차원 안구모델을 생성하는 단계;
    안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계;
    상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계;
    상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계; 및
    상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계;를 포함하여 구성되는 안구의 변위 측정 방법을 기록한 기록매체.
  6. 안구의 변위 측정 장치에 있어서,
    3차원 안구모델을 생성하는 단계, 안구를 포함하는 2차원 전안부 영상을 입력받는 단계, 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계, 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계 및 상기 3차원 안구모델의 동공 중심과 상기 3차원 안구모델의 중심의 차이를 이용하여 상기 전안부 영상에 포함되는 안구의 변위를 정량화하는 단계를 수행하기 위한 제어부;
    상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상을 표현하기 위한 디스플레이부;
    상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 입력받기 위한 입력부; 및
    상기 3차원 안구모델, 상기 전안부 영상 및 정량화된 안구의 변위를 저장하기 위한 메모리부;를 포함하여 구성되는 안구의 변위 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 3차원 안구모델 및 상기 전안부 영상 중 적어도 하나를 일부투명하게 표현하는 것을 특징으로 하는 안구의 변위 측정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부에서 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 단계는 상기 전안부 영상 및 상기 3차원 안구모델 중의 어느 하나 에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 전안부 영상의 각막반사점과 상기 3차원 안구모델의 중심을 정합하는 것을 특징으로 하는 안구의 변위 측정 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부에서 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 단계는 상기 3차원 안구모델의 동공에 이동, 회전, 축소 및 확대 중 적어도 하나를 적용하여 상기 3차원 안구모델의 동공을 상기 전안부 영상의 동공에 정합하는 것을 특징으로 하는 안구의 변위 측정 장치.
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