KR20120097828A - 협대역 영상을 제공할 수 있는 내시경 장치 및 상기 내시경 장치의 영상 처리 방법 - Google Patents
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Abstract
간단한 구성 및 영상 처리만으로 보다 정확한 병변의 구분력을 갖도록 협대역 영상을 제공할 수 있는 내시경 장치 및 상기 내시경 장치의 영상 처리 방법이 개시된다. 개시된 내시경 장치는 복수 개의 파장 대역을 갖는 광과 백색광을 선택적으로 제공하는 광원 유닛, 적외선 파장 대역 및 가시광 대역을 수광할 수 있는 감지 유닛, 및 상이한 파장 대역으로 획득된 영상을 조합하여 합성된 추가적인 협대역 영상을 제공할 수 있는 영상 처리 유닛을 포함할 수 있다. 개시된 내시경 장치는 비교적 간단한 구성으로 구현될 수 있으며, 영상 처리 방식도 비교적 간단하다. 따라서 영상 정보를 얻기 위한 시간과 비용을 절감할 수 있다. 또한, 개시된 내시경 장치는 대조도가 높은 영상을 확보하여 더욱 향상된 병변 구분력을 제공할 수 있다.
Description
개시된 발명은 내시경 장치 및 상기 내시경 장치의 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 구성 및 영상 처리만으로 보다 정확한 병변(lesion)의 구분력을 갖도록 협대역 영상을 제공할 수 있는 내시경 장치 및 상기 내시경 장치의 영상 처리 방법에 관한 것이다.
내시경은 수술을 하거나 절개를 하지 않고서는 직접 병변을 볼 수 없는 신체의 내부에 삽입되어 장기나 체강 내부를 직접 볼 수 있게 만든 의료 기구이다. 초기의 내시경은 신체의 체강 내에 가늘고 긴 삽입부를 삽입하여 체강 내의 장기 등을 단순히 관찰하는 용도로 사용되었다. 이후, 영상 처리 기술의 발전에 따라, 흑백 카메라로 체강 내의 각 부위를 촬영한 후, 촬영된 영상을 통해 각 부위의 병변을 자세하게 관찰할 수 있게 되었다. 그리고, 단순 흑백 카메라는 고해상도의 컬러 영상 획득 장치로 대체되어 병변을 더욱 자세하게 관찰할 수 있게 되었다. 또한, 구별하고자 하는 병변에 따라 체강 표면을 특정한 색소로 염색한 후 촬영을 하는 색소 내시경(chromo endoscope)도 사용되고 있다.
최근에는 더욱 향상된 병변 구분력을 제공하기 위하여 협대역 영상(narrow band imaging; NBI) 내시경이 제안되고 있다. NBI 내시경은 빛의 파장에 따라 빛이 조직에 침투되는 깊이가 다르다는 원리를 이용한 것이다. 예컨대, NBI 내시경은 일반적인 광대역의 백색광을 사용하는 대신, 좁은 파장 대역의 청색, 녹색 또는 적색광을 사용하여 체강 내의 각 부위를 촬영한다. 그러면 사용된 파장에 따라 체강 내 점막의 표면, 중간 또는 심부에 대한 영상들을 각각 얻을 수 있으며, 이러한 영상들의 차이로부터 병변을 쉽게 구분할 수 있다. NBI 내시경은, 예를 들어, 돌출되지 않은 조기 위암이나 식도 혈관의 이형성, 대장의 종양성 병변 및 정상 혈관상의 소실 등을 감별할 수 있다.
이러한 NBI 내시경은, 일반적으로 회전형 필터휠(rotary filter wheel)을 사용하여 광대역의 가시광을 좁은 대역의 청색, 녹색 또는 적색 대역의 광으로 각각 분리한 다음, 각각의 분리된 협대역 광을 순차적으로 또는 선택적으로 관심 부위에 조명함으로써 영상을 획득한다.
보다 간단한 구성과 보다 간단한 영상 처리만으로도 더욱 정확한 병변 구분력을 갖는 협대역 영상 내시경 장치를 제공한다.
또한, 상기 협대역 영상 내시경 장치에서 영상을 처리하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명의 일 유형에 따르면, 복수의 상이한 파장 대역을 각각 갖는 다수의 광과 백색광을 선택적으로 제공하는 조명 유닛; 체강으로부터 반사된 광을 수광하여 영상을 생성하는 것으로, 상기 복수의 상이한 파장 대역을 갖는 다수의 광으로 각각 촬영된 다수의 상이한 파장 대역의 영상들 및 상기 백색광으로 촬영된 컬러 채널별 영상을 생성하는 감지 유닛; 및 상기 감지 유닛에서 생성된 다수의 상이한 파장 대역의 영상들을 조합하여 합성된 추가적인 영상들을 생성하는 영상 처리 유닛;을 포함하는 내시경 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조명 유닛은, 백색 광원; 및 다수의 상이한 대역 통과 필터들을 구비하는 필터 부재;를 포함할 수 있다.
상기 백색 광원은 적외선 파장 대역의 광과 가시광 대역의 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필터 부재는, 제 1 통과 대역 및 상기 제 1 통과 대역과 중첩되지 않는 제 2 통과 대역을 갖는 제 1 대역 통과 필터; 상기 제 1 및 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩되는 제 3 통과 대역을 갖는 제 2 대역 통과 필터; 및 상기 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩되는 제 4 통과 대역을 갖는 제 3 대역 통과 필터;를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 필터 부재는, 제 1 통과 대역 및 상기 제 1 통과 대역과 중첩되지 않는 제 2 통과 대역을 갖는 제 1 대역 통과 필터; 및 상기 제 1 및 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩되는 제 3 통과 대역 및 상기 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩되는 제 4 통과 대역을 갖는 제 4 대역 통과 필터;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 통과 대역과 제 3 통과 대역 사이의 제 1 중첩 대역은 청색 파장 대역이며, 상기 제 2 통과 대역과 제 3 통과 대역 사이의 제 2 중첩 대역은 녹색 파장 대역이고, 상기 제 2 통과 대역과 제 4 통과 대역 사이의 제 3 중첩 대역은 적외선 파장 대역일 수 있다.
상기 감지 유닛은, 상기 제 1 및 제 2 통과 대역의 광으로 촬영된 제 1 영상, 제 3 통과 대역의 광으로 촬영된 제 2 영상, 및 제 4 통과 대역의 광으로 촬영된 제 3 영상을 각각 생성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 영상 처리 유닛은, 상기 감지 유닛에서 생성된 제 1 내지 제 3 영상들을 다수의 이진 영상으로 변환하고, 변환된 다수의 이진 영상들 중에서 동일한 색 계열의 이진 영상들끼리 논리곱 연산을 수행하여 다수의 색깔별 이진 영상을 생성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 영상 처리 유닛은 상기 다수의 색깔별 이진 영상들을 조합하여 추가적인 영상들을 생성하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조명 유닛은 적색광을 방출하는 적색 광원, 녹색광을 방출하는 녹색 광원, 청색광을 방출하는 청색 광원 및 적외선을 방출하는 적외선 광원을 포함할 수 있다.
상기 내시경 장치는 RGB 모드 및 협대역 모드를 가지며, 상기 조명 유닛은, RGB 모드에서 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 ON 시키고 적외선 광원을 OFF 시키며, 협대역 모드에서 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 OFF 시키고 적외선 광원을 ON 시키도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 감지 유닛은, RGB 모드에서 적색 대역 영상, 녹색 대역 영상 및 청색 대역 영상을 생성하고, 협대역 모드에서 적외선 대역 영상을 생성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 영상 처리 유닛은 적색 대역 영상, 녹색 대역 영상, 청색 대역 영상 및 적외선 대역 영상을 조합하여 상이한 다수의 추가적인 영상들을 합성하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 내시경 장치는 상기 감지 유닛과 영상 처리 유닛에서 생성된 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 유형에 따르면, 복수의 상이한 파장 대역을 각각 갖는 다수의 광으로 체강 내부를 조명하는 단계; 상기 복수의 상이한 파장 대역을 각각 갖는 다수의 광으로 각각 촬영된 적어도 두 개의 영상을 생성하는 단계; 상기 적어도 두 개의 영상들을 다수의 이진 영상으로 변환하는 단계; 상기 변환된 다수의 이진 영상들 중에서 동일한 색 계열의 이진 영상들끼리 논리곱 연산을 수행하여 다수의 색깔별 이진 영상을 생성하는 단계; 상기 다수의 색깔별 이진 영상들을 조합하여 추가적인 영상들을 생성하는 단계; 및 생성된 추가적인 영상들을 디스플레이 장치에 표시하는 단계;를 포함하는 내시경 장치의 영상 처리 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 두 개의 영상은, 서로 중첩되지 않는 제 1 및 제 2 파장 대역의 광으로 촬영된 제 1 영상, 상기 제 1 및 제 2 파장 대역과 부분적으로 중첩되는 제 3 파장 대역의 광으로 촬영된 제 2 영상, 및 상기 제 2 파장 대역과 부분적으로 중첩되는 제 4 파장 대역의 광으로 촬영된 제 3 영상을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 적어도 두 개의 영상은, 서로 중첩되지 않는 제 1 및 제 2 파장 대역의 광으로 촬영된 제 1 영상, 및 상기 제 1 및 제 2 파장 대역과 부분적으로 중첩되는 제 3 파장 대역 및 상기 제 2 파장 대역과 부분적으로 중첩되는 제 4 파장 대역의 광으로 촬영된 제 2 영상을 포함할 수 있다.
상기 제 1 파장 대역과 제 3 파장 대역 사이의 제 1 중첩 대역은 청색 파장 대역이며, 상기 제 2 파장 대역과 제 3 파장 대역 사이의 제 2 중첩 대역은 녹색 파장 대역이고, 상기 제 2 파장 대역과 제 4 파장 대역 사이의 제 3 중첩 대역은 적외선 파장 대역일 수 있다.
또한, 상기 다수의 색깔별 이진 영상을 생성하는 단계는: 상기 제 1 영상 중에서 청색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 1 이진 영상으로 변환하고, 제 2 영상 중에서 청색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 2 이진 영상으로 변환한 후, 상기 제 1 이진 영상과 제 2 이진 영상에 대한 논리곱(AND) 연산을 수행함으로써 청색 대역의 이진 영상을 얻는 단계; 상기 제 1 영상 중에서 녹색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 제 3 이진 영상으로 변환하고, 제 2 영상 중에서 녹색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 제 4 이진 영상으로 변환한 후, 상기 제 3 이진 영상과 제 4 이진 영상에 대한 논리곱 연산을 수행함으로써 녹색 대역의 이진 영상을 얻는 단계; 및 상기 제 1 영상 중에서 적색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 제 5 이진 영상으로 변환하고, 제 3 영상 중에서 적색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 제 6 이진 영상으로 변환한 후, 상기 제 5 이진 영상과 제 6 이진 영상에 대한 논리곱 연산을 수행함으로써 적외선 대역의 이진 영상을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 장치의 영상 처리 방법은, 상기 서로 다른 파장 대역의 광으로 체강 내부를 조명하는 단계를 수행하기 전에, 적외선 파장 대역의 광과 가시광 대역의 광을 포함하는 백색광으로 체강 내부를 조명하여 체강 내에서 병변이 의심되는 부위를 확인하는 단계를 먼저 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 유형에 따르면, 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 ON 시키고 적외선 광원을 OFF 시켜 가시광으로 체강 내부를 조명하는 단계; 적색, 녹색 및 청색 파장 대역의 광으로 각각 촬영된 적색 대역 영상, 녹색 대역 영상 및 청색 대역 영상을 생성하는 단계; 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 OFF 시키고 적외선 광원을 ON 시켜 적외선 광으로 체강 내부를 조명하는 단계; 적외선 광으로 촬영된 적외선 대역 영상을 생성하는 단계; 상기 적색 대역 영상, 녹색 대역 영상, 청색 대역 영상 및 적외선 대역 영상을 조합하여 상이한 다수의 추가적인 영상들을 합성하는 단계; 및 상기 합성된 추가적인 대역 영상들을 디스플레이 장치에 표시하는 단계;를 포함하는 내시경 장치의 영상 처리 방법이 제공될 수 있다.
여기서, 상기 다수의 추가적인 영상들을 합성하는 단계는, 청색 대역 영상과 녹색 대역 영상을 합성하는 단계, 청색 대역 영상과 적색 대역 영상을 합성하는 단계, 청색 대역 영상과 적외선 대역 영상을 합성하는 단계, 녹색 대역 영상과 적색 대역 영상을 합성하는 단계, 녹색 대역 영상과 적외선 대역 영상을 합성하는 단계, 및 적색 대역 영상과 적외선 대역 영상을 합성하는 단계 중에서 적어도 하나의 단계를 포함할 수 있다.
개시된 내시경 장치는 비교적 간단한 구성으로 구현될 수 있으며, 영상 처리 방식도 비교적 간단하다. 따라서 영상 정보를 얻기 위한 시간과 비용을 절감할 수 있다. 또한, 개시된 내시경 장치는 대조도가 높은 영상을 확보하여 더욱 향상된 병변 구분력을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 장치의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 조명 유닛의 예시적인 구성을 개략적으로 보인다.
도 3은 도 2에 도시된 조명 유닛에서 사용되는 필터들의 통과 대역을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 4는 도 3에 도시된 필터들의 통과 대역들 사이의 중첩 대역을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터들의 통과 대역을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 감지 유닛의 하나의 광검출 화소의 예시적인 구성을 개략적으로 보인다.
도 7은 도 6에 도시된 감지 유닛의 광검출 화소의 파장에 따른 감도를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 도 1에 도시된 조명 유닛의 다른 예를 개략적으로 보인다.
도 10은 도 9에 도시된 조명 유닛의 광원들의 발광 파장 대역을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내시경 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 조명 유닛의 예시적인 구성을 개략적으로 보인다.
도 3은 도 2에 도시된 조명 유닛에서 사용되는 필터들의 통과 대역을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 4는 도 3에 도시된 필터들의 통과 대역들 사이의 중첩 대역을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터들의 통과 대역을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 감지 유닛의 하나의 광검출 화소의 예시적인 구성을 개략적으로 보인다.
도 7은 도 6에 도시된 감지 유닛의 광검출 화소의 파장에 따른 감도를 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 도 1에 도시된 조명 유닛의 다른 예를 개략적으로 보인다.
도 10은 도 9에 도시된 조명 유닛의 광원들의 발광 파장 대역을 예시적으로 보이는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내시경 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 협대역 영상을 제공할 수 있는 내시경 장치 및 상기 내시경 장치의 영상 처리 방법에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 장치(100)의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 장치(100)는, 복수 개의 상대적으로 좁은 파장 대역을 갖는 광과 상대적으로 넓은 대역의 백색광을 선택적으로 제공할 수 있는 조명 유닛(110), 적외선 파장 대역과 가시광 대역을 포함하는 비교적 넓은 대역의 광을 수광하여 영상을 생성하는 감지 유닛(130), 및 상기 감지 유닛(130)에서 생성된 상이한 파장 대역의 영상들을 이용하여 합성된 추가적인 협대역 영상들을 생성할 수 있는 영상 처리 유닛(140)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 내시경 장치(100)는 조명 유닛(110)에서 발생한 광을 체강 내의 원하는 부위까지 전달하기 위한 광전달 부재(120)를 더 포함할 수도 있다. 그러나, 조명 유닛(110)과 감지 유닛(130)이 체강 내에 직접 삽입되는 경우에는 광전달 부재(120)를 사용하지 않을 수도 있다. 또한, 내시경 장치(100)는 감지 유닛(130)과 영상 처리 유닛(140)에서 생성된 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치(150)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 조명 유닛(110)의 한 예시적인 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 조명 유닛(110)은 광원(111) 및 다수의 상이한 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)들을 포함하는 필터 부재(115)를 포함할 수 있다. 광원(111)은 적외선(IR) 대역을 포함하는 비교적 넓은 대역의 백색광을 방출할 수 있는 백색 광원일 수 있다. 예를 들어, 광원(111)으로서 제논 램프(xenon lamp)를 사용할 수 있다. 광원(111)의 전면에 배치된 필터 부재(115)는 광원(111)으로부터 방출된 백색광 중에서 특정한 파장 대역의 광만을 투과시킬 수 있다. 이러한 필터 부재(115)는 도시되지 않은 기계적 이송 장치에 의하여 광 경로로부터 제거될 수 있다. 그러면 광원(111)에서 방출된 백색광은 상기 필터 부재(115)를 거치지 않고 그대로 광 경로를 따라 진행하게 된다. 예를 들어, 체강 내의 특정 부위에 백색광을 제공하고자 하는 경우에는 필터 부재(115)가 광 경로로부터 제거될 수 있으며, 특정 파장 대역의 광을 제공하고자 하는 경우에는 필터 부재(115)를 광원(111) 앞의 광 경로 위로 이동시킬 수 있다.
또한, 필터 부재(115)는 서로 다른 통과 대역을 갖는 다수의 상이한 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)들을 가질 수 있다. 도 2에는 예시적으로 3개의 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)들이 도시되어 있으나, 이는 단지 한 예일 뿐이며 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)들의 개수는 설계자의 선택에 따라 변경될 수도 있다. 이러한 필터 부재(115)는 일반적인 회전형 필터휠(rotary filter wheel)의 형태로 제작될 수 있다. 예를 들어, 다수의 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)들이 부채꼴의 형태로 결합되어 하나의 얇은 원반 형태의 필터 부재(115)를 구성할 수 있다. 또는, 얇은 원반 형태의 기판 상에 방위각 방향을 따라 원 또는 다각형 모양을 갖는 다수의 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)들이 각각 순차적으로 배치될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 필터 부재(115)는 회전하거나 이동하여, 다수의 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)들 중에서 어느 하나만이 광 경로 상에 위치하도록 할 수 있다. 그러면, 광원(111)으로부터 방출된 백색광 중에서, 광 경로 상에 위치한 어느 하나의 대역 통과 필터를 투과한 특정 대역의 파장을 갖는 광만이 체강 내에 제공될 수 있다.
도 3에 도시된 그래프는 상기 3개의 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)들의 각각에 대한 통과 대역을 예시적으로 보이고 있다. 도 3의 그래프를 참조하면, 제 1 대역 통과 필터(115A)는 약 380~450nm의 제 1 통과 대역 및 약 540~780nm의 제 2 통과 대역을 포함하는 이중 통과 대역을 가질 수 있다. 그리고, 제 2 대역 통과 필터(115B)는 약 400~560nm 범위의 제 3 통과 대역을 가질 수 있으며, 제 3 대역 통과 필터(115C)는 약 720~860nm 범위의 제 4 통과 대역을 가질 수 있다. 따라서, 제 2 대역 통과 필터(115B)의 제 3 통과 대역은 제 1 대역 통과 필터(115A)의 제 1 통과 대역 및 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩될 수 있다. 또한, 제 3 대역 통과 필터(115C)의 제 4 통과 대역도 제 1 대역 통과 필터(115A)의 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 필터들의 통과 대역들 사이의 중첩 대역을 예시적으로 보이는 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 대역 통과 필터(115A)의 제 1 통과 대역과 제 2 대역 통과 필터(115B)의 제 3 통과 대역 사이의 제 1 중첩 대역은 약 400~450nm의 청색 파장 대역이며, 제 1 대역 통과 필터(115A)의 제 2 통과 대역과 제 2 대역 통과 필터(115B)의 제 3 통과 대역 사이의 제 2 중첩 대역은 약 540~560nm의 녹색 파장 대역일 수 있다. 또한, 제 1 대역 통과 필터(115A)의 제 2 통과 대역과 제 3 대역 통과 필터(115B)의 제 4 통과 대역 사이의 제 3 중첩 대역은 약 720~780nm의 적외선 파장 대역일 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 제 1 내지 제 3 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)들의 제 1 내지 제 4 통과 대역 및 제 1 내지 제 3 중첩 대역의 구체적인 수치는 조금씩 달라질 수도 있다.
상술한 설명에서는, 제 1 대역 통과 필터(115A)만이 이중 통과 대역을 갖는 것으로 예시되었으나, 제 2 대역 통과 필터(115B)도 이중 통과 대역을 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 대역 통과 필터(115A)는 약 380~450nm의 제 1 통과 대역 및 약 540~780nm의 제 2 통과 대역을 포함하는 이중 통과 대역을 가질 수 있다. 그리고, 제 2 대역 통과 필터(115B)는 약 400~560nm의 제 3 통과 대역과 약 720~860nm의 제 4 통과 대역을 포함하는 이중 통과 대역을 가질 수 있다. 이 경우에 제 3 대역 통과 필터(115C)는 사용하지 않을 수 있다. 즉, 필터 부재(115)는 제 1 대역 통과 필터(115A)와 제 2 대역 통과 필터(115B)만을 포함할 수 있다. 이 경우에도, 상기 제 1 대역 통과 필터(115A)와 제 2 대역 통과 필터(115B)는 도 5에 도시된 것과 동일한 3개의 중첩 대역들을 가질 수 있다.
광전달 부재(120)는 체강 내에 삽입되는 가늘고 긴 삽입부로서, 조명 유닛(110)으로부터 방출된 광을 체강 내에 제공하여 체강 내의 특정 부위를 조명하는 역할을 한다. 또한, 광전달 부재(120)는 체강 내의 조명된 부위로부터 반사된 광을 감지 유닛(120)으로 전달하는 역할을 한다. 이를 위해 광전달 부재(120)는 예컨대 다수의 광섬유 다발(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 이러한 광전달 부재(120)는 일반적인 내시경 장치에서 사용되는 것과 동일할 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.
감지 유닛(130)은 광전달 부재(120)로부터 전달된 반사광을 감지하여 체강 내의 조명된 부위에 대한 영상을 형성하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 감지 유닛(130)은 2차원 어레이로 배열된 다수의 광검출 화소들을 포함할 수 있다. 도 6은 이러한 감지 유닛(130)의 하나의 광검출 화소(131)의 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 도 6을 참조하면, 감지 유닛(130)의 하나의 화소(131)는 4개의 서브 화소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 감지 유닛(130)의 각각의 화소(131)는, 일반적인 베이어 센서(bayer sensor)의 방식과 같이, 한쪽 대각선 방향으로 배열된 2개의 녹색 서브 화소(131B) 및 다른쪽 대각선 방향으로 각각 배열된 적색 서브 화소(131R)와 청색 서브 화소(131B)들을 포함할 수 있다. 또한, 서브 화소(131R, 131G, 131B)들의 감광 소자로는 예를 들어 일반적으로 사용되는 CMOS 이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 감지 유닛(130)은 가시광뿐만 아니라 적외선 영역의 광도 감지하도록 구성될 수 있다. 상업적으로 제조ㆍ판매되는 센싱 모듈은 CMOS이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서의 전면에 적외선 차단 필터(IR cut-off filter)가 배치되어 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 감지 유닛(130)은 일반적으로 제공되는 센싱 모듈에서 적외선 차단 필터를 제거한 것을 사용할 수 있다. 도 7은 상술한 감지 유닛(130)의 파장에 따른 감도를 예시적으로 보이는 그래프이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 감지 유닛(130)은 청색 파장 대역부터 적외선 파장 대역까지 넓은 대역에 걸쳐 감광성을 갖도록 구성될 수 있다.
한편, 영상 처리 유닛(140)은 병변 대조도가 높은 협대역 영상을 제공하기 위하여 상이한 파장 대역의 광들로부터 획득된 영상을 이용하여 합성된 추가 영상을 제공할 수 있다. 예를 들어, 영상 처리 유닛(140)은 제 1 내지 제 3 대역 통과 필터(115A, 115B, 115C)를 각각 사용하여 감지 유닛(130)에서 얻은 영상들로부터, 도 4에 도시된 제 1 내지 제 3 중첩 대역에 해당하는 협대역 영상들만을 추출할 수 있다. 그런 후, 영상 처리 유닛(140)은 제 1 내지 제 3 중첩 대역의 협대역 영상들을 적절히 조합하여 병변 대조도가 증가한 영상을 생성할 수 있다. 이러한 영상 처리 유닛(140)의 영상 생성 방법에 대해서는 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.
이하, 도 8의 흐름도를 참조하여, 상술한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 장치(100)의 동작에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 초기의 단계(S10)는 백색광으로 체강을 조명하는 백색광 모드로 시작한다. 예를 들어, 검사하고자 하는 체강 내에 광전달 부재(120)의 단부를 삽입하고, 광전달 부재(120)를 통해 체강 내의 선택된 부위에 백색광을 제공한다. 이를 위하여, 백색광을 방출하는 광원(111)의 전면으로부터 필터 부재(115)가 제거될 수 있다. 그러면, 광원(111)으로부터 방출된 백색광은 그대로 광전달 부재(120)를 통해 체강 내에 전달될 수 있다. 백색광에 의해 조명되는 체강 내의 선택 부위로부터 반사된 광은 다시 광전달 부재(120)를 통해 감지 유닛(130)으로 전달된다. 그러면 감지 유닛(130)은 체강 내의 선택 부위에 대한 컬러 영상을 생성할 수 있다. 따라서 단계(S11)에서, 상기 감지 유닛(130)에서 생성된 체강 내부의 컬러 영상은 실시간으로 디스플레이 장치(150)에 표시될 수 있다.
단계(S12)에서, 사용자는 디스플레이 장치(150)에 표시되는 컬러 영상을 관찰하여 병변이 의심되는 부위를 확인할 수 있다. 만약 병변이 의심되는 부위가 발견되지 않는다면, 단계(S14)에서 체강 내의 다른 부위를 선택하여 계속 관찰을 진행할 수 있다. 이러한 방식으로 체강 내의 모든 부위에 대한 검사가 완료된다면 그대로 검사를 종료할 수 있다(단계(S13)).
그러나, 만약 체강 내의 특정 부위에서 병변이 의심되는 부위가 발견된다면, 단계(S15)에서 더욱 정확한 병변 구분을 위하여 협대역 영상을 생성하기 위한 협대역 모드를 시작한다. 이를 위해 필터 부재(115)가 광원(111)의 전면에 배치된다. 그런 후, 예를 들어 제 1 대역 통과 필터(115A), 제 2 대역 통과 필터(115B) 및 제 3 대역 통과 필터(115C)의 순서로 광을 투과시켜 각각의 파장 대역에 대한 영상을 생성한다. 즉, 제 1 대역 통과 필터(115A)를 광 경로 상에 배치시킴으로써, 제 1 통과 대역 및 제 2 통과 대역의 광으로 체강 내의 선택 부위를 조명한다. 그러면, 감지 유닛(130)은 제 1 및 제 2 통과 대역의 광 성분으로 촬영된 제 1 영상을 생성할 수 있다. 그런 후, 예를 들어, 필터 부재(115)를 소정의 각도만큼 회전시켜 제 2 대역 통과 필터(115B)를 광 경로 상에 배치시킨다. 그러면, 체강 내의 선택 부위는 제 3 통과 대역의 광으로 조명된다. 따라서 감지 유닛(130)은 제 3 통과 대역의 광 성분으로 촬영된 제 2 영상을 생성할 수 있다. 마지막으로, 필터 부재(115)를 다시 소정의 각도만큼 회전시켜 제 3 대역 통과 필터(115C)를 광 경로 상에 배치시킨다. 그러면 감지 유닛(130)은 제 4 통과 대역의 광 성분으로 촬영된 제 3 영상을 생성할 수 있다.
만약 필터 부재(115)가 도 5에 도시된 통과 대역을 갖는 두 개의 대역 통과 필터만을 갖는다면, 단지 두 번의 촬영으로 두 개의 상이한 영상을 얻을 수도 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 통과 대역의 광 성분으로 촬영된 제 1 영상과 제 3 및 제 4 통과 대역의 광 성분으로 촬영된 제 4 영상을 얻을 수 있다. 이하에서는 편의상, 제 1 내지 제 3 대역 통과 필터(115A, 1115B, 115C)를 사용하여 촬영된 제 1 내지 제 3 영상을 이용하는 방식에 대해 설명한다. 제 4 영상은 제 2 영상과 제 3 영상이 서로 합성된 영상으로 볼 수 있으므로, 이하의 설명은 도 5에 도시된 통과 대역을 갖는 두 개의 대역 통과 필터만을 사용하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
다음으로 단계(S16)에서, 영상 처리 유닛(140)은 감지 유닛(130)으로부터 얻은 제 1 내지 제 3 영상을 이용하여 청색, 녹색 및 적외선 대역의 협대역 영상을 각각 생성한다. 예를 들어, 청색 협대역 영상(B-NBI)은 다음과 같이 생성될 수 있다. 먼저, 영상 처리 유닛(140)은 제 1 대역 통과 필터(115A)를 사용하여 얻은 제 1 영상 중에서 감지 유닛(130)의 청색 서브 화소(131B)에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 1 이진 영상(binary image)으로 변환한다. 영상 처리 유닛(140)은 또한 제 2 대역 통과 필터(115B)를 사용하여 얻은 제 2 영상 중에서 감지 유닛(130)의 청색 서브 화소(131B)에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 2 이진 영상으로 변환한다. 그런 후, 동일한 청색 계열의 상기 제 1 이진 영상과 제 2 이진 영상에 대한 논리곱(AND) 연산을 수행함으로써 청색의 이진 협대역 영상(B-NBI)을 얻을 수 있다.
또한, 녹색 협대역 영상(G-NBI)은 다음과 같이 생성될 수 있다. 먼저, 영상 처리 유닛(140)은 제 1 대역 통과 필터(115A)를 사용하여 얻은 제 1 영상 중에서 감지 유닛(130)의 녹색 서브 화소(131G)에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 3 이진 영상으로 만든다. 영상 처리 유닛(140)은 또한 제 2 대역 통과 필터(115B)를 사용하여 얻은 제 2 영상 중에서 감지 유닛(130)의 녹색 서브 화소(131G)에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 4 이진 영상으로 만든다. 그런 후, 동일한 녹색 계열의 상기 제 3 이진 영상과 제 4 이진 영상에 대한 논리곱(AND) 연산을 수행하면, 녹색의 이진 협대역 영상(G-NBI)을 얻을 수 있다.
마지막으로, 적외선 협대역 영상(IR-NBI)은 다음과 같이 생성될 수 있다. 먼저, 영상 처리 유닛(140)은 제 1 대역 통과 필터(115A)를 사용하여 얻은 제 1 영상 중에서 감지 유닛(130)의 적색 서브 화소(131R)에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 5 이진 영상으로 만든다. 영상 처리 유닛(140)은 또한 제 3 대역 통과 필터(115C)를 사용하여 얻은 제 3 영상 중에서 감지 유닛(130)의 적색 서브 화소(131R)에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 6 이진 영상으로 만든다. 그런 후, 동일한 적외선 계열의 제 5 이진 영상과 제 6 이진 영상에 대한 논리곱(AND) 연산을 수행하면, 적외선의 이진 협대역 영상(IR-NBI)을 얻을 수 있다.
위와 같은 방식으로 얻은 청색 이진 협대역 영상(B-NBI)은, 예를 들어, 약 415±30nm 정도의 비교적 좁은 대역의 영상일 수 있다. 또한, 녹색 이진 협대역 영상(G-NBI)은 약 540±30nm 범위의 대역에 대한 영상일 수 있으며, 적외선 이진 협대역 영상(IR-NBI)은 약 740±20nm 범위의 대역에 대한 영상일 수 있다.
이렇게 생성된 3개의 이진 협대역 영상(B-NBI, G-NBI, IR-NBI)은 사용자의 선택에 따라 어느 하나만이 또는 전부가 순차적으로 디스플레이 장치(150)에 표시될 수 있다. 또한, 단계(S17)에서 영상 처리 유닛(140)은 3개의 이진 협대역 영상(B-NBI, G-NBI, IR-NBI)들 중에서 사용자의 선택에 따라 2개를 서로 합성한 영상을 생성할 수도 있다. 예를 들어, 영상 처리 유닛(140)은 청색 이진 협대역 영상(B-NBI)과 녹색 이진 협대역 영상(G-NBI)을 합성한 영상, 청색 이진 협대역 영상(B-NBI)과 적외선 이진 협대역 영상(IR-NBI)을 합성한 영상 또는 녹색 이진 협대역 영상(G-NBI)과 적외선 이진 협대역 영상(IR-NBI)을 합성한 영상을 생성할 수 있다. 또는, 사용자의 선택에 따라 3개의 이진 협대역 영상(B-NBI, G-NBI, IR-NBI)들이 모두 합성된 영상이 생성될 수도 있다. 이렇게 합성된 새로운 협대역 영상은 디스플레이 장치(150)에 각각 표시될 수 있다.
본 발명의 상술한 실시예에 따르면, 별도의 복잡한 영상 처리 기법을 사용하지 않고, 단지 감지 유닛(130)의 각 서브 화소에서 생성된 영상을 이진화하여 얻은 다수의 이진 영상들을 합성하기 때문에, 협대역 영상 획득 방법이 간단해질 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 이중 통과 대역을 갖는 적어도 하나의 대역 통과 필터를 사용하기 때문에, 광손실이 비교적 적어서 보다 밝고 선명한 협대역 영상을 제공할 수 있다. 더욱이, 침투 깊이가 비교적 긴 근적외선(Near IR)을 사용하기 때문에, 체강 내의 더욱 깊은 영역에 대해서도 병변 대조도를 증가시킬 수 있다.
지금까지는 백색 광원(111)과 필터 부재(115)를 사용하여 협대역 영상을 생성하는 과정을 설명하였다. 그러나, 각각 다른 파장 대역의 광을 방출하는 다수의 광원들을 사용하여 협대역 영상을 얻는 것도 가능하다.
도 9는 조명 유닛(110)이 서로 다른 파장 대역의 광을 각각 방출하는 다수의 광원들을 갖는 예를 개략적으로 도시하고 있다. 도 9를 참조하면, 조명 유닛(110)은 적색 광원(111R), 녹색 광원(111G), 청색 광원(111B) 및 적외선 광원(111IR)을 포함할 수 있다. 도 10의 그래프에는 상기 광원(111R, 111G, 111B, 111IR)들의 발광 파장 대역들이 예시적으로 표시되어 있다. 예를 들자면, 청색 광원(111B)은 약 380~450nm 대역의 광을 방출하는 청색 LED(light emitting diode)일 수 있다. 또한, 녹색 광원(111G)은 약 500~560nm 대역의 광을 방출하는 녹색 LED일 수 있으며, 적색 광원(111R)은 약 600~660nm 대역의 광을 방출하는 적색 LED일 수 있고, 적외선 광원(111IR)은 약 720~800nm 대역의 광을 방출하는 적외선 LED일 수 있다. 본 실시예에서, 조명 유닛(110) 외에 내시경 장치(100)의 다른 구조는 위에서 이미 설명한 것과 동일할 수 있다. 다만, 영상 처리 유닛(140)의 영상 처리 방식만이 약간 변경될 수 있다.
이하, 도 11의 흐름도를 참조하여, 다수의 상이한 광원들을 갖는 실시예에서의 내시경 장치(100)의 동작에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 초기 단계(S20)는 RGB만을 포함하는 가시광으로 체강을 조명하는 RGB 모드로 시작한다. 예를 들어, 적색 광원(111R), 녹색 광원(111G), 청색 광원(111B) 및 적외선 광원(111IR) 중에서 적외선 광원(111IR)만을 OFF 시키고, 나머지 적녹청 광원(111R, 111G, 111B)들을 ON 시킨다. 그러면, 적녹청 광원(111R, 111G, 111B)들로부터 방출된 RGB 광은 체강 내에 삽입된 광전달 부재(120)를 통해 체강 내의 선택된 부위를 조명하게 된다. 체강 내의 선택된 조명 부위로부터 반사된 광은 다시 광전달 부재(120)를 통해 감지 유닛(130)으로 전달된다. 그러면, 단계(S21)에서 감지 유닛(130)은 체강 내의 선택 부위에 대한 컬러 영상을 생성할 수 있다. 즉, 감지 유닛(130)은 적색 서브 화소(131R)로부터 얻은 적색 협대역 영상, 녹색 서브 화소(131G)로부터 얻은 녹색 협대역 영상, 및 청색 서브 화소(131B)로부터 얻은 청색 협대역 영상을 각각 생성할 수 있으며, 이들이 합성된 하나의 컬러 영상을 생성할 수 있다. 이러한 컬러 영상은 실시간으로 디스플레이 장치(150)에 표시될 수 있다.
단계(S22)에서, 사용자는 디스플레이 장치(150)에 표시되는 컬러 영상을 관찰하여 병변이 의심되는 부위를 확인할 수 있다. 만약 병변이 의심되는 부위가 발견되지 않는다면, 단계(S24)에서 체강 내의 다른 부위를 선택하여 계속 관찰을 진행할 수 있다. 이러한 방식으로 체강 내의 모든 부위에 대한 검사가 완료된다면 그대로 검사를 종료할 수 있다(단계(S23)).
그러나, 만약 체강 내의 특정 부위에서 병변이 의심되는 부위가 발견된다면, 단계(S25)에서 더욱 정확한 병변 구분을 위하여 협대역 영상을 생성하기 위한 협대역 모드를 시작한다. 이때 적색 광원(111R), 녹색 광원(111G), 청색 광원(111B) 및 적외선 광원(111IR) 중에서 적외선 광원(111IR)만을 ON 시키고, 나머지 적녹청 광원(111R, 111G, 111B)들을 OFF 시킨다. 그러면, 적외선 광원(111IR)으로부터 방출된 적외선 광은 체강 내에 삽입된 광전달 부재(120)를 통해 체강 내의 선택된 부위를 조명하게 된다. 체강 내의 선택된 조명 부위로부터 반사된 적외선 광은 다시 광전달 부재(120)를 통해 감지 유닛(130)으로 전달된다. 그러면 감지 유닛(130)은 체강 내의 선택 부위에 대한 적외선 협대역 영상을 생성할 수 있다. 이러한 과정을 통해, RGB 모드에서 3개의 협대역 영상(적색, 녹색 및 청색 협대역 영상)을 얻을 수 있으며, 협대역 모드에서 1개의 협대역 영상(적외선 협대역 영상)을 얻을 수 있다. 여기서, 청색 협대역 영상은, 예를 들어, 약 415±30nm 대역의 영상일 수 있으며, 녹색 협대역 영상은 약 540±30nm 대역의 영상일 수 있고, 적색 협대역 영상은 약 650±20nm 대역의 영상일 수 있으며, 적외선 협대역 영상은 약 740±20nm 대역의 영상일 수 있다.
그런 후, 단계(S26)에서, 영상 처리 유닛(140)은 RGB 모드에서 얻은 3개의 협대역 영상(적색, 녹색 및 청색 협대역 영상)과 협대역 모드에서 얻은 1개의 협대역 영상(적외선 협대역 영상)을 조합하여 병변 대조도가 증가된 6개의 상이한 영상을 합성할 수 있다. 예를 들어, 영상 처리 유닛(140)은 사용자의 선택에 따라, 청색 협대역 영상과 녹색 협대역 영상의 합성, 청색 협대역 영상과 적색 협대역 영상의 합성, 청색 협대역 영상과 적외선 협대역 영상의 합성, 녹색 협대역 영상과 적색 협대역 영상의 합성, 녹색 협대역 영상과 적외선 협대역 영상의 합성, 및 적색 협대역 영상과 적외선 협대역 영상의 합성을 수행하여 새로운 영상을 생성할 수 있다. 이렇게 서로 다른 색의 두 영상 정보를 합성함으로써, 병변 대조도가 능가된 새로운 영상을 얻는 것이 가능하다. 단계(S27)에서, 이렇게 합성된 새로운 협대역 영상들은 사용자의 선택에 따라 부분적으로 또는 전체적으로 디스플레이 장치(150)에 각각 표시될 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 협대역 영상을 제공할 수 있는 내시경 장치 및 상기 내시경 장치의 영상 처리 방법에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
100.....내시경 장치 110.....조명 유닛
111.....광원 115.....필터 부재
120.....광전달 부재 130.....감지 유닛
131.....광검출 화소 140.....영상 처리 유닛
150.....디스플레이 장치
111.....광원 115.....필터 부재
120.....광전달 부재 130.....감지 유닛
131.....광검출 화소 140.....영상 처리 유닛
150.....디스플레이 장치
Claims (22)
- 복수의 상이한 파장 대역을 각각 갖는 다수의 광과 백색광을 선택적으로 제공하는 조명 유닛;
체강으로부터 반사된 광을 수광하여 영상을 생성하는 것으로, 상기 복수의 상이한 파장 대역을 갖는 다수의 광으로 각각 촬영된 다수의 상이한 파장 대역의 영상들 및 상기 백색광으로 촬영된 컬러 채널별 영상을 생성하는 감지 유닛; 및
상기 감지 유닛에서 생성된 다수의 상이한 파장 대역의 영상들을 조합하여 합성된 추가적인 영상들을 생성하는 영상 처리 유닛;을 포함하는 내시경 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조명 유닛은, 백색 광원; 및 다수의 상이한 대역 통과 필터들을 구비하는 필터 부재;를 포함하는 내시경 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 백색 광원은 적외선 파장 대역의 광과 가시광 대역의 광을 방출하도록 구성된 내시경 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 필터 부재는, 제 1 통과 대역 및 상기 제 1 통과 대역과 중첩되지 않는 제 2 통과 대역을 갖는 제 1 대역 통과 필터; 상기 제 1 및 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩되는 제 3 통과 대역을 갖는 제 2 대역 통과 필터; 및 상기 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩되는 제 4 통과 대역을 갖는 제 3 대역 통과 필터;를 포함하는 내시경 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 필터 부재는, 제 1 통과 대역 및 상기 제 1 통과 대역과 중첩되지 않는 제 2 통과 대역을 갖는 제 1 대역 통과 필터; 및 상기 제 1 및 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩되는 제 3 통과 대역 및 상기 제 2 통과 대역과 부분적으로 중첩되는 제 4 통과 대역을 갖는 제 4 대역 통과 필터;를 포함하는 내시경 장치. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 통과 대역과 제 3 통과 대역 사이의 제 1 중첩 대역은 청색 파장 대역이며, 상기 제 2 통과 대역과 제 3 통과 대역 사이의 제 2 중첩 대역은 녹색 파장 대역이고, 상기 제 2 통과 대역과 제 4 통과 대역 사이의 제 3 중첩 대역은 적외선 파장 대역인 내시경 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 감지 유닛은, 상기 제 1 및 제 2 통과 대역의 광으로 촬영된 제 1 영상, 제 3 통과 대역의 광으로 촬영된 제 2 영상, 및 제 4 통과 대역의 광으로 촬영된 제 3 영상을 각각 생성하도록 구성된 내시경 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 영상 처리 유닛은, 상기 감지 유닛에서 생성된 제 1 내지 제 3 영상들을 다수의 이진 영상으로 변환하고, 변환된 다수의 이진 영상들 중에서 동일한 색 계열의 이진 영상들끼리 논리곱 연산을 수행하여 다수의 색깔별 이진 영상을 생성하도록 구성된 내시경 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 영상 처리 유닛은 상기 다수의 색깔별 이진 영상들을 조합하여 추가적인 영상들을 생성하도록 구성된 내시경 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조명 유닛은 적색광을 방출하는 적색 광원, 녹색광을 방출하는 녹색 광원, 청색광을 방출하는 청색 광원 및 적외선을 방출하는 적외선 광원을 포함하는 내시경 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 내시경 장치는 RGB 모드 및 협대역 모드를 가지며, 상기 조명 유닛은, RGB 모드에서 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 ON 시키고 적외선 광원을 OFF 시키며, 협대역 모드에서 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 OFF 시키고 적외선 광원을 ON 시키도록 구성된 내시경 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 감지 유닛은, RGB 모드에서 적색 대역 영상, 녹색 대역 영상 및 청색 대역 영상을 생성하고, 협대역 모드에서 적외선 대역 영상을 생성하도록 구성된 내시경 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 영상 처리 유닛은 적색 대역 영상, 녹색 대역 영상, 청색 대역 영상 및 적외선 대역 영상을 조합하여 상이한 다수의 추가적인 영상들을 합성하도록 구성된 내시경 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 내시경 장치는 상기 감지 유닛과 영상 처리 유닛에서 생성된 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치를 더 포함하는 내시경 장치. - 복수의 상이한 파장 대역을 각각 갖는 다수의 광으로 체강 내부를 조명하는 단계;
상기 복수의 상이한 파장 대역을 각각 갖는 다수의 광으로 각각 촬영된 적어도 두 개의 영상을 생성하는 단계;
상기 적어도 두 개의 영상들을 다수의 이진 영상으로 변환하는 단계;
상기 변환된 다수의 이진 영상들 중에서 동일한 색 계열의 이진 영상들끼리 논리곱 연산을 수행하여 다수의 색깔별 이진 영상을 생성하는 단계;
상기 다수의 색깔별 이진 영상들을 조합하여 추가적인 영상들을 생성하는 단계; 및
생성된 추가적인 영상들을 디스플레이 장치에 표시하는 단계;를 포함하는 내시경 장치의 영상 처리 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 영상은, 서로 중첩되지 않는 제 1 및 제 2 파장 대역의 광으로 촬영된 제 1 영상, 상기 제 1 및 제 2 파장 대역과 부분적으로 중첩되는 제 3 파장 대역의 광으로 촬영된 제 2 영상, 및 상기 제 2 파장 대역과 부분적으로 중첩되는 제 4 파장 대역의 광으로 촬영된 제 3 영상을 포함하는 내시경 장치의 영상 처리 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 영상은, 서로 중첩되지 않는 제 1 및 제 2 파장 대역의 광으로 촬영된 제 1 영상, 및 상기 제 1 및 제 2 파장 대역과 부분적으로 중첩되는 제 3 파장 대역 및 상기 제 2 파장 대역과 부분적으로 중첩되는 제 4 파장 대역의 광으로 촬영된 제 2 영상을 포함하는 내시경 장치의 영상 처리 방법. - 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
상기 제 1 파장 대역과 제 3 파장 대역 사이의 제 1 중첩 대역은 청색 파장 대역이며, 상기 제 2 파장 대역과 제 3 파장 대역 사이의 제 2 중첩 대역은 녹색 파장 대역이고, 상기 제 2 파장 대역과 제 4 파장 대역 사이의 제 3 중첩 대역은 적외선 파장 대역인 내시경 장치의 영상 처리 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 다수의 색깔별 이진 영상을 생성하는 단계는:
상기 제 1 영상 중에서 청색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 1 이진 영상으로 변환하고, 제 2 영상 중에서 청색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 명도에 따라 0과 1 값만 갖는 제 2 이진 영상으로 변환한 후, 상기 제 1 이진 영상과 제 2 이진 영상에 대한 논리곱(AND) 연산을 수행함으로써 청색 대역의 이진 영상을 얻는 단계;
상기 제 1 영상 중에서 녹색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 제 3 이진 영상으로 변환하고, 제 2 영상 중에서 녹색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 제 4 이진 영상으로 변환한 후, 상기 제 3 이진 영상과 제 4 이진 영상에 대한 논리곱 연산을 수행함으로써 녹색 대역의 이진 영상을 얻는 단계; 및
상기 제 1 영상 중에서 적색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 제 5 이진 영상으로 변환하고, 제 3 영상 중에서 적색 서브 화소에서 촬영된 영상 성분을 제 6 이진 영상으로 변환한 후, 상기 제 5 이진 영상과 제 6 이진 영상에 대한 논리곱 연산을 수행함으로써 적외선 대역의 이진 영상을 얻는 단계를 포함하는 내시경 장치의 영상 처리 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 서로 다른 파장 대역의 광으로 체강 내부를 조명하는 단계를 수행하기 전에,
적외선 파장 대역의 광과 가시광 대역의 광을 포함하는 백색광으로 체강 내부를 조명하여 체강 내에서 병변이 의심되는 부위를 확인하는 단계를 먼저 수행하는 내시경 장치의 영상 처리 방법. - 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 ON 시키고 적외선 광원을 OFF 시켜 가시광으로 체강 내부를 조명하는 단계;
적색, 녹색 및 청색 파장 대역의 광으로 각각 촬영된 적색 대역 영상, 녹색 대역 영상 및 청색 대역 영상을 생성하는 단계;
적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원을 OFF 시키고 적외선 광원을 ON 시켜 적외선 광으로 체강 내부를 조명하는 단계;
적외선 광으로 촬영된 적외선 대역 영상을 생성하는 단계;
상기 적색 대역 영상, 녹색 대역 영상, 청색 대역 영상 및 적외선 대역 영상을 조합하여 상이한 다수의 추가적인 영상들을 합성하는 단계; 및
상기 합성된 추가적인 대역 영상들을 디스플레이 장치에 표시하는 단계;를 포함하는 내시경 장치의 영상 처리 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 다수의 추가적인 영상들을 합성하는 단계는, 청색 대역 영상과 녹색 대역 영상을 합성하는 단계, 청색 대역 영상과 적색 대역 영상을 합성하는 단계, 청색 대역 영상과 적외선 대역 영상을 합성하는 단계, 녹색 대역 영상과 적색 대역 영상을 합성하는 단계, 녹색 대역 영상과 적외선 대역 영상을 합성하는 단계, 및 적색 대역 영상과 적외선 대역 영상을 합성하는 단계 중에서 적어도 하나의 단계를 포함하는 내시경 장치의 영상 처리 방법.
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