KR20110051490A - 파노라마 영상 획득 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파노라마 영상 획득 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 a) 프레임 영상의 미리 정해진 기준영역 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 평균값을 산출하는 단계; b) 상기 산출된 그레이 스케일 평균값과 미리 구비된 샘플 영상으로부터 산출된 그레이 스케일 기준값을 비교하여 그 차이값에 대응하는 방사선 보정값을 산출하는 단계; 및 c) 상기 산출된 방사선 보정값에 따라 방사선 세기가 조절된 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법과 이에 따라 파노라마 영상을 획득하는 파노라마 영상 획득 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면 경추효과가 보정되어 균일한 대조도를 나타내는 파노라마 영상을 획득할 수 있다는 장점이 있다.
파노라마 영상, 방사선, 이미지 센서, 방사선 영상장치, 프레임 영상

Description

파노라마 영상 획득 방법 및 장치{Methode and Apparatus for Obtaining Panoramic Image}
본 발명은 파노라마 영상 획득 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 프레임 영상의 그레이 스케일이 일정한 수준을 유지할 수 있도록 피사체에 조사되는 방사선의 세기를 조절하여 전체적인 대조도가 균일한 파노라마 영상을 획득하기 위한 파노라마 영상 획득 방법 및 장치에 관한 것이다.
파노라마 영상이란 획득하고자 하는 영상의 궤적을 미리 설정하고 그 궤적을 따라 영상을 촬영한 후 얻어진 영상을 이어붙임으로써 획득한 영상을 말한다.
일반적인 파노라마 영상 획득 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 피사체(1)의 관심영역(2)이 위치하는 이미지 레이어 궤적에 X선 등의 방사선을 조사하여 얻어진 영상을 재구성함으로써 파노라마 영상을 획득한다.
그런데 종래의 파노라마 영상 획득 장치는 피사체(1)인 악궁의 형태에 초점을 맞추어 회전을 하기 때문에 필수적으로 경추(3)를 스캔하며 이와 관련되어 전치부의 영상획득시 X-선의 감소로 인하여 대조도의 불균형을 가져오게 된다.
도 2는 종래의 상기한 종래의 파노라마 영상 획득 장치를 이용하여 불균형한 대조도를 보이는 파노라마 영상을 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같은 영상을 이용하여 환자의 상태를 진단할 경우 경추부위가 그 주변 부위에 비해 어둡게 나타나는 경추효과에 의해 경추부분과 겹쳐서 나타나는 악궁의 상태를 정확하게 판단하기 어렵다는 문제가 있었다.
이러한 문제로 인해 환자의 악궁 상태에 대한 오진을 내리게 될 경우 환자에 대한 잘못된 시술로 이어질 수 있어 의료사고가 발생할 가능성이 높아지게 된다.
이에 상기한 문제점을 해결하기 위한 개선방안이 요청되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 피사체의 관심영역이 위치하는 이미지 레이어 궤적에 조사된 방사선을 수광하는 면적센서를 구비하고, 면적센서에 의해 획득될 프레임 영상의 그레이 스케일이 균일한 정도를 나타내도록 방사선의 세기를 조절하는 파노라마 영상획득 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 a) 피사체 중의 촬영하고자 하는 관심영역이 위치하는 이미지 레이어 궤적의 어느 일 구간에 방사선을 조사하여 획득한 프레임 영상의 미리 정해진 기준영역 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 평균값을 산출하는 단계; b) 상기 산출된 그레이 스케일 평균값과 미리 구비된 샘플 영상으로부터 산출된 그레이 스케일 기준값을 비교하고 그 차이값에 대응하는 방사선 보정값을 산출하는 단계; 및 c) 상기 이미지 레이어 궤적의 상기 일 구간에 인접하는 타 구간에 상기 산출된 방사선 보정값에 따라 세기가 조절된 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법을 제공한다.
여기서 상기 b) 단계에서 상기 그레이 스케일 기준값은 상기 샘플 영상 중에서 경추 부분을 제외한 타 부분의 미리 정해진 기준영역 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 값을 평균하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 c) 단계는 c1) 상기 산출된 방사선 보정값에 따라 관전류 또는 관전압을 조절하는 단계; 및 c2) 상기 조절된 관전류 또는 관전압에 따라 세기가 조절된 방사선을 상기 이미지 레이어 궤적에 조사하여 후속하는 프레임 영상을 촬영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 c) 단계의 이후 단계로 d) 상기 이미지 레이어 궤적의 최종 구간에 대한 최종 프레임 영상을 획득할 때까지 상기 a) 내지 c) 단계를 반복하여 복수의 프레임 영상들을 획득하는 단계; 및 e) 상기 획득한 복수의 프레임 영상들을 재구성하여 파노라마 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 c) 단계의 이후 단계로 d) 상기 후속하여 획득한 프레임 영상을 이미 획득한 프레임 영상에 연결하는 단계; 및 e) 상기 이미지 레이어 궤적의 최종 구간에 대한 최종 프레임 영상을 획득할 때까지 상기 a) 내지 d) 단계를 반복하여 파노라마 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 b) 단계는 상기 차이값이 미리 정해진 허용범위를 벗어나는 경우 상기 차이값에 대응하는 방사선 보정값을 산출하도록 할 수 있다.
또한, 상기 b) 단계에서 상기 차이값이 상기 허용범위 이내인 경우 상기 c) 단계는 상기 a) 단계에서 조사된 방사선 세기와 동일한 세기를 갖는 방사선을 조사하여 후속 프레임 영상을 촬영하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 a) 단계에서 상기 기준영역은 상기 프레임 영상의 하부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이미지 레이어 궤적은 적어도 둘 이상의 구간으로 나누어져 복수 개 구비되고, 상기 a) 단계에서 상기 프레임 영상을 획득하는 것은 a1) 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적에 방사선을 조사하는 단계; a2) 상기 각 구간에 속하는 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적들 중에서 초점궤적에 가까운 구간 최적 이미지 레이어 궤적을 선택하는 단계; 및 a3) 상기 선택된 구간 최적 이미지 레이어 궤적에 대한 프레임 영상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 샘플 영상은 피사체의 연령, 체중, 성별, 국적, 인종, 직업 및 병력을 포함하는 피사체 정보의 각 카테고리에 따라 복수 개 구비되고, 상기 그레이 스케일 기준값은 상기 복수의 샘플 영상으로부터 각각 산출된 복수 개의 그레이 스케일 기준값들 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 픽셀의 그레이 스케일은 0~255 또는 0~65535의 명암도로 표현될 수 있다.
한편, 본 발명은 피사체 중의 관심영역이 위치하는 복수 개의 이미지 레이어 궤적으로 방사선을 조사하는 방사선 조사부; 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적을 통과한 방사선들을 수광하여 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적에 대한 프레임 영상을 획득하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서로부터 상기 프레임 영상을 입력받고, 상기 입력받은 프레임 영상을 이용하여 후속 프레임 영상 촬영시 조사될 방사선의 세기를 조절하기 위한 방사선 보정값을 산출하고, 상기 방사선 보정값에 따라 상기 방사선 조사부에 인가되는 관전류 또는 관전압을 조절하는 방사선량 조절부; 및 상기 이미지 센서로부터 획득된 프레임 영상을 입력받아 재구성하여 상기 이미지 레이어 궤적의 파노라마 영상을 생성하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로한다.
여기서 상기 방사선량 조절부는 획득한 프레임 영상 중에서 미리 정해진 기준영역 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 평균값을 산출하는 평균값 산출부; 상기 산출된 그레이 스케일 평균값과 미리 구비된 샘플 영상으로부터 산출된 그레이 스케일 기준값을 비교하여 그 차이값이 미리 정해진 허용범위를 벗어나는 경우 상기 차이값에 대응하는 방사선 보정값을 산출하는 보정값 산출부; 및 상기 산출된 방사선 보정값에 따라 관전류 또는 관전압을 조절하는 세기 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이미지 센서는 간헐적인 방사선의 조사에 의한 프레임 단위의 영상을 획득하는 면적센서일 수 있다.
또한, 상기 파노라마 영상 획득 장치는 상기 이미지 레이어 궤적의 각 구간별로 상기 방사선을 조사하도록 상기 방사선 조사부를 제어하고, 상기 방사선 조사부와 연동하여 상기 조사된 방사선을 수광하도록 상기 이미지 센서를 조절하는 조절모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상처리부는 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적들을 적어도 둘 이상의 구간으로 나누고, 각 구간에 속하는 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적들 중 초점궤적에 가까운 구간 최적 이미지 레이어 궤적을 각 구간별로 선택하는 궤적선택부; 상기 선택된 구간 최적 이미지 레이어 궤적들을 모두 연결하여 최종궤적을 완성하는 최종궤적완성부; 및 상기 최종궤적에 대한 파노라마 영상을 재구성하는 영상재구성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 경추효과가 보정되어 균일한 대조도를 나타내는 파노라마 영상을 획득할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 대조도가 균일한 파노라마 영상을 이용하여 환자의 상태를 정확하게 진단함으로써 오진 및 의료사고의 가능성을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파노라마 영상 획득 장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
이하, 도 3을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파노라마 영상 획득 장치(100)를 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파노라마 영상 획득 장치(100)는 방사선 조사부(110), 이미지 센서(120), 방사선량 조절부(130), 영상처리부(140) 및 디스플레이부(150)를 포함한다.
방사선 조사부(110)는 일정한 궤적을 따라 피사체(10) 주위를 회전하며 방사 선을 조사한다. 이때, 방사선 조사부(110)는 도 4에 도시된 바와 같은 피사체(10)의 관심영역(12)이 위치하며, 피사체(10)의 치열궤적이 형상화된 복수 개의 이미지 레이어 궤적(14)으로 방사선을 조사한다. 여기서 상기 관심영역이란 피사체(10) 내부에 촬영하고자 하는 부분을 말한다.
방사선 조사부(110)는 복수의 구간으로 구분되는 이미지 레이어 궤적(14)의 구간별로 방사선을 조사하되 조사되는 방사선은 방사선 조사부(110)에 인가되는 관전류 또는 관전압을 조절하는 방사선량 조절부(130)에 의해 그 세기가 조절된다.
방사선 조사부(110)가 조사하는 방사선은 피사체(10)를 투과하여 이미지 센서(120)에 수광됨으로써 피사체(10)에 대한 영상을 획득할 수 있는 것으로 인체를 투과할 수 있을 정도의 투과력을 가지는 엑스선이나 감마선인 것이 바람직하다.
이미지 센서(120)는 일정한 면적을 가지는 센서로써 피사체(10)를 사이에 두고 방사선 조사부(110)와 연동하여 움직이며, 이미지 레이어 궤적(14)을 통과한 방사선을 수광하여 이미지 레이어 궤적(14)에 위치하는 피사체(10)의 관심영역(12)에 대한 영상을 획득한다.
또한, 상기 이미지 센서(120)는 도 6에 도시된 바와 같이 이미지 레이어 궤적(14)의 각 구간별로 조사된 방사선에 의한 단위 영상인 프레임 영상(125)을 획득한다.
이러한 이미지 센서(120)는 연속적인 스캔 촬영이 아닌 간헐적으로 조사되는 방사선에 의한 프레임 영상(125)을 획득하는 것으로 도 5를 참조하여 상기한 이미지 센서(120)에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 5에 도시된 이미지 센서(120)는 영상획득면(s) 중 일부면(s1)만을 사용하는 것으로 도 5의 (a)는 능동형 센서 (b)는 수동형 센서를 나타낸 것이다.
도 5(a)에 도시된 능동형 센서는 영상획득면(s)의 전체 영역으로 X선이 조사되기는 하나, 센서의 일부면(s1)에 의해 획득되는 방사선만을 이용하는 방법으로, 영상획득면(s) 중 일부면(s1)만을 활성화하고, 나머지면은 비활성화하여 활성화된 일부면(s1)만으로 방사선을 수광하게 하는 것이다.
예를 들어, 능동형 센서는 상기 영상획득면(s)을 구성하는 감광소자들(도시하지 않음) 중 일부면(s1)에 속하는 감광소자들만을 '온'하고, 나머지 감광소자들은 '오프'하는 방식의 센서일 수 있다.
또는 능동형 센서는 영상획득면(s) 전체가 활성화되기는 하지만 상기 일부면(s1)에 의해 획득된 방사선 영상만을 추출하는 방식의 센서일 수 있다.
예를 들어 상기 일부면(s1)에 속하는 감광소자들에 저장된 데이터만을 검출부(미도시)가 검출하게 하는 것으로 더욱 자세하게는, 상기 이미지 센서(120)에 감광소자들에 저장된 데이터를 상기 검출부로 누출하는 게이트 드라이버(미도시)를 구비하고, 게이트 드라이버에 의해 상기 일부면(s1)에 속하는 감광소자들에 저장된 데이터만을 검출부로 누출되게 함으로써, 검출부가 상기 일부면(s1)에 의해 획득된 방사선 영상만을 검출할 수 있게 하는 것이다.
요약하면 상기 능동형 센서는 방사선의 조사범위와는 관계없이 상기 일부면(s1)에 의해 획득된 방사선 영상만을 추출하는 방법이다.
한편, 도 5(b)와 같은 수동형 센서는 영상획득면(s) 중 상기 일부면(s1)에만 방사선이 조사되게 하여 상기 일부면(s1)만이 방사선 영상을 획득할 수 있게 방법이다.
예를 들면, 상기 방사선 조사부(110)가 방사선의 조사범위를 조절하는 슬릿(미도시)을 구비하도록 하고, 슬릿을 제어함으로써 상기 영상획득면(s) 중 상기 일부면(s1)만으로 방사선이 조사되게 하는 것이다.
이러한 이미지 센서(120)는 씨씨디(CCD : Charge-Coupled Device)센서 또는 씨모스(CMOS : Complementary Metal-Oxide Semiconductor)센서로 구현되는 것이 바람직하나, 이미지 센서(120)는 방사선 조사부(110)로부터 방사되는 방사선을 수광할 수 있는 센서라면 어떠한 센서라도 무방하다.
방사선량 조절부(130)는 이미지 센서(120)에 의해 획득된 프레임 영상(125)을 입력받고, 상기 입력받은 프레임 영상(125)을 이용하여 후속하는 프레임 영상(125) 촬영시 조사될 방사선의 세기를 조절하기 위한 방사선 보정값을 산출하고, 산출된 방사선 보정값에 따라 상기 방사선 조사부(110)에 인가되는 관전류 또는 관전압을 조절하는 역할을 한다.
이러한 방사선량 조절부(130)에 의해 방사선 조사부(110)에서 방사되는 방사선의 선량이 조절되어 균일한 대조도를 갖는 파노라마 영상을 획득할 수 있게되는 것이다.
이러한 방사선량 조절부(130)는 도 7에 도시된 바와 같이 평균값 산출부(132), 보정값 산출부(134) 및 세기 조절부(136)를 포함한다.
평균값 산출부(132)는 이미지 센서(120)로부터 획득한 프레임 영상(125) 중에서 미리 정해진 기준영역(126) 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 평균값을 산출하는 역할을 한다.
여기서 기준영역(126)이란 프레임 영상(125)의 일부분에 해당하는 소정 영역으로 복수의 픽셀(pixel)을 포함하는 영역을 말한다. 바람직하게 기준영역(126)은 도 6에 도시된 바와 같이 프레임 영상(125)의 하부에 위치하는 복수의 픽셀들을 포함하는 영역으로 설정한다.
평균값 산출부(132)는 이러한 기준영역(126) 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 값을 평균한 그레이 스케일 평균값을 계산하고, 계산된 그레이 스케일 평균값을 보정값 산출부(134)로 전송한다.
보정값 산출부(134)는 상기 산출된 그레이 스케일 평균값과 미리 구비된 샘플 영상(미도시)으로부터 산출된 그레이 스케일 기준값을 비교하여 그 차이값이 미리 정해진 허용범위를 벗어나는 경우 상기 차이값에 대응하는 방사선 보정값을 산출한다.
세기 조절부(136)는 보정값 산출부(134)로부터 산출된 방사선 보정값을 입력받고, 상기 방사선 보정값에 따라 방사선 조사부(110)로 인가되는 관전류 또는 관전압을 조절하여 방사선 조사부(110)로부터 방출되는 방사선의 세기가 조절될 수 있도록 한다.
영상처리부(140)는 이미지 센서(120)에서 획득된 영상들을 입력받아 이미지 레이어 궤적(14)에 대한 영상을 재구성하고, 또한 최종궤적에 대한 파노라마 영상으로 재구성한다.
이러한 영상처리부(140)는 도 8에 도시된 바와 같이 궤적 선택부(142), 최종궤적 완성부(144) 및 영상 재구성부(146)을 포함한다.
궤적 선택부(142)는 복수 개의 이미지 레이어 궤적(14a,14b,14c)들을 적어도 둘 이상의 구간으로 나누고, 각 구간에 속하는 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적(14a,14b,14c)들 중 초점궤적에 가까운 구간 최적 이미지 레이어 궤적을 각 구간별로 선택한다.
여기서 초점궤적이란 영상의 확대도가 피사체(10)의 위치와 일치하도록 맞추었을 때 결정되는 궤적을 뜻하며, 이는 피사체(10)의 형태를 가장 선명하게 보여줄 뿐만 아니라 정확한 기하학정보를 갖는 궤적으로써 파노라마 영상촬영에서 필수적으로 생성되는 영상 구간을 의미한다.
이때, 상기 구간 최적 이미지 레이어궤적을 선택하는 방법으로 다양한 방법을 사용할 수 있으나 바람직하게는 주파수분석을 통해 상기 구간 최적 이미지 레이어궤적을 선택한다.
최종궤적 완성부(144)는 상기 선택된 구간 최적 이미지 레이어 궤적들을 모두 연결하여 최종궤적을 완성한다.
영상 재구성부(146)은 상기 최종궤적에 대한 파노라마 영상을 재구성한다.
디스플레이부(150)는 영상처리부(140)에 의해 생성된 파노라마 영상을 화면상에 출력시킨다.
한편, 본 발명의 파노라마 영상 획득 장치(100)는 조절모듈(160)을 더 포함할 수 있다.
조절모듈(160)은 이미지 레이어 궤적(14)의 시점에서 종점에 이르는 각 구간별로 방사선을 조사하도록 상기 방사선 조사부(110)를 제어하고, 방사선 조사부(110)와 연동하여 상기 조사된 방사선을 수광하도록 상기 이미지 센서(120)를 조절한다.
또한, 조절모듈(160)은 이미지 레이어 궤적(14)의 종점 구간에 방사선이 조사되면, 이를 인식하여 최종 프레임 영상(125)이 촬영된 것으로 판단하여 프레임 영상(125)의 촬영이 종료되도록 하는데, 최종 프레임 영상(125)이 획득될 때까지 방사선량 조절부(130)와 영상처리부(140)가 프레임 영상(125)의 획득을 위한 과정을 수행하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파노라마 영상의 획득 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파노라마 영상 획득 장치(100)를 이용하여 파노라마 영상을 획득하는 방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 방사선량 조절부(130)에 구비되는 평균값 산출부(132)는 피사체(10) 중의 촬영하고자 하는 관심영역(12)이 위치하는 복수 개의 이미지 레이어 궤적(14)의 어느 일 구간에 방사선을 조사하여 획득한 프레임 영상(125) 중에서 미리 정해 진 기준영역(126) 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 평균값을 산출한다(S100).
여기서 상기 이미지 레이어 궤적(14)은 적어도 둘 이상, 바람직하게는 2800개의 구간으로 나누어지고, 이러한 이미지 레이어 궤적(14)은 복수 개 구비될 수 있다.
그리고, 상기 프레임 영상(125)은 도 10에 도시된 바와 같이 획득할 수 있다.
즉, 방사선 조사부(110)는 방사선량 조절부(130)에 구비되는 세기 조절부(136)에 의해 미리 설정된 방사선의 세기에 따라 조절된 방사선을 복수 개의 이미지 레이어 궤적(14)의 어느 일 구간에 조사하고(S10), 영상처리부(140)는 해당 구간의 복수의 이미지 레이어궤적(14a,14b,14c) 중에서 초점궤적에 가장 가까운 구간 최적 이미지 레이어 궤적을 선택한다(S20). 그리고나서 선택된 구간 최적 이미지 레이어에 대한 프레임 영상(125)을 획득하게 된다(S30).
이때, 상기 획득한 프레임 영상(125)이 이미지 레이어 궤적(14)의 시점 구간에 대한 최초 프레임 영상(125)이라면, 상기 최초 프레임 영상(125)을 획득하기 위해 방사선 조사부(110)로부터 조사되는 방사선의 세기는 방사선량 조절부(130)에 의해 미리 정해진 그레이 스케일 기준값에 대응하는 관전류 또는 관전압에 따라 설정될 수 있다. 다시 말해, 이미지 레이어 궤적(14)의 시점 구간에 조사되는 방사선 세기의 초기값은 미리 정해진 그레이 스케일 기준값에 따라 설정되는 것이다.
획득한 프레임 영상(125)의 그레이 스케일 평균값은 획득한 프레임 영 상(125)의 기준영역(126) 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 값을 평균하여 산출하는 것으로 상술한 바와 같다.
보정값 산출부(134)는 미리 구비된 샘플 영상으로부터 산출된 그레이 스케일 기준값에서 그레이 스케일 평균값을 뺀 차이값이 미리 정해진 허용범위를 벗어나는 지 여부를 판단하고, 차이값이 허용범위를 벗어나는 경우 상기 차이값에 대응하는 방사선 보정값을 산출한다(S110).
여기서 샘플 영상은 그레이 스케일 평균값과 비교하여 방사선 보정값을 산출하는데 이용되는 그레이 스케일 기준값을 설정하기 위해 다양한 피사체(10)들에 방사선을 조사하여 미리 획득해 놓은 영상을 말한다.
이러한 샘플 영상은 피사체(10)의 연령, 체중, 성별, 국적, 인종, 직업 및 병력을 포함하는 피사체 정보의 상기 각 카테고리에 따라 복수 개 구비될 수 있다.
상기 피사체 정보는 경추의 두께 또는 골밀도가 피사체(10)의 연령, 체중, 성별 등의 상기 카테고리에 따라 다르게 나타나는 점을 고려하여 구분될 수 있으며, 상기 열거한 카테고리 외에 경추의 두께 및 골밀도 등에 영향을 미치는 요인들이 피사체 정보에 포함될 수 있다.
이처럼 다양한 샘플 영상을 카테고리에 따라 구비함으로써 제각기 다른 경추두께나 경추 골밀도를 갖는 다양한 진료 대상자에 적합한 그레이 스케일 기준값을 선택적으로 적용할 수 있다.
그레이 스케일 기준값은 상기 샘플 영상의 하부에 위치하는 미리 정해진 영역인 샘플 영역의 그레이 스케일 값을 평균하여 얻어진다. 이때, 샘플 영상은 프레 임 단위로 획득한 영상들을 재구성하여 획득한 파노라마 영상일 수 있으며, 상기 샘플 영역의 위치는 프레임 영상(125)에서의 기준영역(126)의 위치와 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 샘플 영상의 상기 미리 정해진 영역은 샘플 영상 중에서 경추 부위를 제외한 나머지 영역만을 포함하도록 설정된다.
이해를 돕기 위해 그레이 스케일 기준값을 설정하는 과정을 예를 들어 자세히 설명하되, 연령에 따라 경추부위의 골밀도가 다르게 나타나는 점에 착안하여 연령에 따라 샘플 영상을 구비하는 것으로 가정한다.
먼저, 20~25세인 사람들의 악궁에 대한 샘플 영상 100개를 구비한다. 이때, 하나의 샘플 영상은 2800개의 프레임 단위의 영상으로 이루어지고, 이 중에서 경추부위에 해당하는 프레임 단위의 영상이 800개라고 한다면, 샘플 영상 중 그레이 스케일 기준값을 산출하기 위해 사용되는 부분은 상기 경추부위에 해당하는 800개의 영상을 제외한 나머지 2000개가 된다.
상기 경추부위를 제외한 2000개의 프레임 단위 영상의 샘플 영역에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 값을 평균하고, 이러한 과정을 상기 100개의 샘플 영상에 대해 수행한다. 그 후 각 샘플 영상에서 얻어진 평균값들을 다시 평균하여 그레이 스케일 기준값을 산출하는 것이다.
이러한 그레이 스케일 기준값은 피사체 정보의 연령, 체중, 성별, 국적, 인종, 직업 및 병력 등에 따라 복수 개 구비될 수 있고, 보정값 산출부(134)는 촬영 대상이 되는 환자의 정보에 적합한 카테고리를 선택하여 해당 카테고리에 따른 그 레이 스케일 기준값을 설정하는 것이 가능하다.
이때, 상기 픽셀의 그레이 스케일 값은 0~255 또는 0~65535의 명암도로 표현될 수 있다.
이하, S110 단계에 따라 방사선 보정값을 산출하는 과정을 예를 들어 설명한다.
만약, 그레이 스케일 기준값이 150이고, 차이값에 대한 허용범위는 -10 ~ 10이며, 프레임 영상(125)의 그레이 스케일 평균값이 130이라고 하면, 차이값은 20이 되어 차이값이 -10 ~ 10 으로 설정된 허용범위를 벗어나게 된다.
이러한 경우 보정값 산출부(136)는 상기 차이값에 대응되는 방사선 보정값을 산출한다.
여기서 그레이 스케일은 이미지 센서(120)에 수광되는 방사선량에 선형적으로 비례하기 때문에 그레이 스케일로 표현되는 상기 차이값에 따라 방사선량을 조절할 수 있는 방사선 보정값을 산출할 수 있게 되는 것이다.
세기 조절부(136)는 상기 방사선 보정값을 입력받고, 상기 이미지 레이어 궤적(14)의 이미 촬영된 상기 일 구간에 인접하는 타 구간에 상기 산출된 방사선 보정값에 따라 방사선에 인가되는 관전류 또는 관전압을 조절하고, 방사선 조사부(110)로 하여금 세기가 조절된 방사선을 조사하여 상기 획득한 프레임 영상에 후속하는 프레임 영상을 촬영할 수 있도록 한다(S120).
한편, 그레이 스케일 기준값과 허용범위의 조건이 상기와 같고, 그레이 스케일 평균값이 155라고 한다면, 차이값은 -5가 되어 허용범위를 벗어나지 않게 되는 데, 이러한 경우 보정값 산출부(136)는 방사선 보정값을 산출하지 않는다. 이에 따라 세기 조절부(136)는 상기 S100 단계에서와 동일한만큼의 관전류 또는 관전압을 방사선 조사부(110)에 인가하고, 방사선 조사부(110)는 선행구간에 조사된 방사선과 동일한 세기를 갖는 방사선을 이미지 레이어 궤적(14)의 후속 구간에 조사하여 후속하는 프레임 영상(125)을 촬영한다.
조절모듈(160)은 이미지 레이어 궤적(14)의 종점 구간에 대한 최종 프레임 영상(125)이 획득되었는지 여부를 판단하고, 이미지 레이어 궤적(14)의 종점 구간에 대한 최종 프레임 영상(125)이 획득될 때까지 방사선 조사부(110), 이미지 센서(120), 방사선량 조절부(130) 및 영상처리부(140)가 상기 S100단계 내지 S120단계를 반복적으로 수행하도록 한다(S130).
조절모듈(160)은 최종 프레임 영상(125)이 획득되면, 이미지 레이어 궤적(14)의 시점구간에서 종점구간에 걸쳐 획득한 모든 프레임 영상(125)을 영상처리부(140)로 전송하고, 영상처리부(140)는 입력받은 프레임 영상(125)들을 이어붙임으로써 파노라마 영상을 생성한다(S140).
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파노라마 영상을 획득하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 11에 따른 파노라마 영상 획득 방법에서 S200단계 내지 S220단계는 상기 도 9에서의 S100단계 내지 S120단계와 동일 하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
S220단계 이후 단계로 영상처리부(140)는 이미지 레이어 궤적(14)의 선행하는 구간에 대한 선행 프레임 영상(125)에 상기 선행 구간에 인접한 후행 구간에 대 한 후행 프레임 영상(125)을 연결한다(S230).
그 후, 조절모듈(160)은 이미지 레이어 궤적(14)의 종점 구간에 대한 최종 프레임 영상(125)이 획득되었는지 여부를 판단하고, 이미지 레이어 궤적(14)의 종점 구간에 대한 최종 프레임 영상(125)이 획득될 때까지 방사선 조사부(110), 이미지 센서(120), 방사선량 조절부(130) 및 영상처리부(140)가 상기 S200단계 내지 S230단계를 반복적으로 수행하도록 한다(S240).
S240단계에서 조절모듈(160)이 최종 프레임 영상(125)을 획득한 것으로 판단하면, 프레임 영상(125) 획득을 위한 과정은 종료되고, 상기 S200단계 내지 S230단계를 반복수행하는 동안 영상처리부(140)는 최종 프레임 영상(125)까지 연결된 파노라마 영상을 획득하게 된다.
상기한 방법에 의해 생성된 파노라마 영상은 도 12에 도시된 바와 같이 경추효과가 현저히 개선되어 전체적으로 균일한 대조도를 나타낸다는 장점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 파노라마 영상을 획득하기 위해 피사체에 방사선이 조사되는 것을 도시한 것이다.
도 2는 종래의 상기한 종래의 파노라마 영상 획득 장치를 이용하여 불균형한 대조도를 보이는 파노라마 영상을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파노라마 영상 획득 장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4는 이미지 레이어 궤적에 관심영역이 위치한 것을 도시한 도면이다.
도 5는 이미지 센서가 방사선을 수광하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 프레임 영상을 나타낸 도면이다.
도 7은 방사선량 조절부의 블럭도이다.
도 8은 영상처리부의 블럭도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파노라마 영상의 획득 과정을 나타낸 순서도이다.
도 10은 프레임 영상의 획득 과정을 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파노라마 영상을 획득하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 12는 도 9 또는 도 11의 방법에 따라 획득한 파노라마 영상을 도시한 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 파노라마 영상 획득 장치
110 : 방사선 조사부 120 : 이미지 센서
130 : 방사선량 조절부 140 : 영상처리부
150 : 디스플레이부 160 : 조절모듈

Claims (16)

  1. a) 피사체의 치열 궤적이 형상화된 이미지 레이어 궤적의 어느 일 구간에 방사선을 조사하여 획득한 프레임 영상의 미리 정해진 기준영역 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 평균값을 산출하는 단계;
    b) 상기 산출된 그레이 스케일 평균값과 미리 구비된 샘플 영상으로부터 산출된 그레이 스케일 기준값을 비교하고 그 차이값에 대응하는 방사선 보정값을 산출하는 단계; 및
    c) 상기 이미지 레이어 궤적의 상기 일 구간에 인접하는 타 구간에 상기 산출된 방사선 보정값에 따라 세기가 조절된 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 상기 그레이 스케일 기준값은
    상기 샘플 영상 중에서 경추 부분을 제외한 타 부분의 미리 정해진 기준영역 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 값을 평균하여 산출되는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 c) 단계는
    c1) 상기 산출된 방사선 보정값에 따라 관전류 또는 관전압을 조절하는 단계; 및
    c2) 상기 조절된 관전류 또는 관전압에 따라 세기가 조절된 방사선을 상기 이미지 레이어 궤적에 조사하여 후속하는 프레임 영상을 촬영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 c) 단계의 이후 단계로
    d) 상기 이미지 레이어 궤적의 최종 구간에 대한 최종 프레임 영상을 획득할 때까지 상기 a) 내지 c) 단계를 반복하여 복수의 프레임 영상들을 획득하는 단계; 및
    e) 상기 획득한 복수의 프레임 영상들을 재구성하여 파노라마 영상을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 c) 단계의 이후 단계로
    d) 상기 후속하여 획득한 프레임 영상을 이미 획득한 프레임 영상에 연결하는 단계; 및
    e) 상기 이미지 레이어 궤적의 최종 구간에 대한 최종 프레임 영상을 획득할 때까지 상기 a) 내지 d) 단계를 반복하여 파노라마 영상을 생성하는 단계를 더 포 함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 b) 단계는
    상기 차이값이 미리 정해진 허용범위를 벗어나는 경우 상기 차이값에 대응하는 방사선 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 상기 차이값이 상기 허용범위 이내인 경우
    상기 c) 단계는
    상기 a) 단계에서 조사된 방사선 세기와 동일한 세기를 갖는 방사선을 조사하여 후속 프레임 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서 상기 기준영역은
    상기 프레임 영상의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 레이어 궤적은
    적어도 둘 이상의 구간으로 나누어져 복수 개 구비되고,
    상기 a) 단계에서 상기 프레임 영상을 획득하는 것은
    a1) 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적에 방사선을 조사하는 단계;
    a2) 상기 각 구간에 속하는 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적들 중에서 초점궤적에 가까운 구간 최적 이미지 레이어 궤적을 선택하는 단계; 및
    a3) 상기 선택된 구간 최적 이미지 레이어 궤적에 대한 프레임 영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 샘플 영상은
    피사체의 연령, 체중, 성별, 국적, 인종, 직업 및 병력을 포함하는 피사체 정보의 각 카테고리에 따라 복수 개 구비되고,
    상기 그레이 스케일 기준값은 상기 복수의 샘플 영상으로부터 각각 산출된 복수 개의 그레이 스케일 기준값들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽셀의 그레이 스케일은
    0~255 또는 0~65535의 명암도로 표현되는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 방법.
  12. 피사체에 대한 방사선의 조사궤적을 이루는 복수 개의 이미지 레이어 궤적으로 방사선을 조사하는 방사선 조사부;
    상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적을 통과한 방사선들을 수광하여 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적에 대한 프레임 영상을 획득하는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서로부터 상기 프레임 영상을 입력받고, 상기 입력받은 프레임 영상을 이용하여 후속 프레임 영상 촬영시 조사될 방사선의 세기를 조절하기 위한 방사선 보정값을 산출하고, 상기 방사선 보정값에 따라 상기 방사선 조사부에 인가되는 관전류 또는 관전압을 조절하는 방사선량 조절부; 및
    상기 이미지 센서로부터 획득된 프레임 영상을 입력받아 재구성하여 상기 이미지 레이어 궤적의 파노라마 영상을 생성하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 방사선량 조절부는
    획득한 프레임 영상 중에서 미리 정해진 기준영역 내에 포함되는 픽셀들의 그레이 스케일 평균값을 산출하는 평균값 산출부;
    상기 산출된 그레이 스케일 평균값과 미리 구비된 샘플 영상으로부터 산출된 그레이 스케일 기준값을 비교하여 그 차이값이 미리 정해진 허용범위를 벗어나는 경우 상기 차이값에 대응하는 방사선 보정값을 산출하는 보정값 산출부; 및
    상기 산출된 방사선 보정값에 따라 관전류 또는 관전압을 조절하는 세기 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 이미지 센서는
    간헐적인 방사선의 조사에 의한 프레임 단위의 영상을 획득하는 면적센서인 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 파노라마 영상 획득 장치는
    상기 이미지 레이어 궤적의 각 구간별로 상기 방사선을 조사하도록 상기 방사선 조사부를 제어하고, 상기 방사선 조사부와 연동하여 상기 조사된 방사선을 수광하도록 상기 이미지 센서를 조절하는 조절모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 영상처리부는
    상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적들을 적어도 둘 이상의 구간으로 나누고, 각 구간에 속하는 상기 복수 개의 이미지 레이어 궤적들 중 초점궤적에 가까운 구간 최적 이미지 레이어 궤적을 각 구간별로 선택하는 궤적선택부;
    상기 선택된 구간 최적 이미지 레이어 궤적들을 모두 연결하여 최종궤적을 완성하는 최종궤적완성부; 및
    상기 최종궤적에 대한 파노라마 영상을 재구성하는 영상재구성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파노라마 영상 획득 장치.
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