KR20120119787A - 진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템 - Google Patents

진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20120119787A
KR20120119787A KR1020110037981A KR20110037981A KR20120119787A KR 20120119787 A KR20120119787 A KR 20120119787A KR 1020110037981 A KR1020110037981 A KR 1020110037981A KR 20110037981 A KR20110037981 A KR 20110037981A KR 20120119787 A KR20120119787 A KR 20120119787A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
resolution image
low resolution
weight
pixels
Prior art date
Application number
KR1020110037981A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101797038B1 (ko
Inventor
김규홍
박성찬
김정호
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020110037981A priority Critical patent/KR101797038B1/ko
Priority to US13/243,286 priority patent/US8666197B2/en
Priority to EP12158154.0A priority patent/EP2514367B1/en
Priority to CN201210105483.2A priority patent/CN102750717B/zh
Priority to JP2012096477A priority patent/JP2012228513A/ja
Publication of KR20120119787A publication Critical patent/KR20120119787A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101797038B1 publication Critical patent/KR101797038B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13—Tomography
    • A61B8/14—Echo-tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5238—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image
    • A61B8/5246—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image combining images from the same or different imaging techniques, e.g. color Doppler and B-mode
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8977—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using special techniques for image reconstruction, e.g. FFT, geometrical transformations, spatial deconvolution, time deconvolution
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8997—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using synthetic aperture techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템에 따르면, 진단영상을 생성하는 방법은 피사체로부터 반사되는 신호를 수신하고, 수신된 신호를 이용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하고, 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출하고, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 대하여 산출된 가중치를 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성한다.

Description

진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템{Method for generating diagnosing image, apparatus for performing the same, diagnosing system and medical image system}
진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템이 개시된다.
합성 구경 기법을 사용하는 영상시스템은 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하여 고해상도 이미지 신호를 합성함에 있어서, 송신 아포디제이션 가중치(transmission apodization weight)가 적용될 수 있다. 이때, 송신 아포디제이션 가중치를 적용함에 있어서, 입력신호와 무관하게 저해상도 이미지들을 구성하는 픽셀들의 값을 누적하여 더하여주는 데이터-독립(data-independent) 기법을 적용할 수 있다. 데이터-독립 기법에 따라 생성된 진단영상은 콘트라스트(contrast) 또는 해상도(resolution)가 좋지 않기에, 고화질 영상을 획득하기 위하여 저해상도 이미지들을 구성하는 모든 픽셀들에서 아포디제이션 가중치를 계산하는 데이터-의존적(data-dependent) 기법을 이용할 수 있다. 데이터-의존적 기법에 따라 생성된 진단영상은 높은 해상도의 성능이 보장되나, 연산량이 급격하게 증가하여 구현상 어려움이 존재한다.
진단영상의 퀄리티(quality)를 보장하면서도 연산량을 감소시키기 위한 진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템을 제공한다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 진단영상을 생성하는 장치는 피사체로부터 반사되는 신호를 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하는 저해상도 이미지 신호 합성부; 상기 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출하는 가중치 산출부; 및 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 대하여 상기 산출된 가중치를 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성하는 고해상도 이미지 신호 합성부를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 진단시스템은 복수의 트랜스듀서들을 이용하여 피사체와 신호를 송수신하는 프로브; 및 상기 프로브에서 수신된 신호들을 이용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하고, 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 산출된 가중치를 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하고, 합성된 고해상도 이미지 신호를 진단영상으로 출력하는 진단영상 생성장치를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 의료영상시스템은 피사체로부터 반사되는 신호들을 이용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하고, 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 산출된 가중치를 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하고, 합성된 고해상도 이미지 신호를 진단영상으로 출력하는 진단영상 생성장치; 및 출력된 진단영상을 표시하는 표시부를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 진단영상을 생성하는 방법은 피사체로부터 반사되는 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 신호를 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하는 단계; 상기 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출하는 단계; 및 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 대하여 상기 산출된 가중치를 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성하는 단계를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 상기된 진단영상을 생성하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기된 바에 따르면, 생성되는 진단영상의 성능을 보장하면서도 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단시스템의 사용환경의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단영상 생성장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 가중치 산출부에서 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 가중치 산출부에서 가중치를 산출하여 고해상도 이미지 신호를 합성하는 방법의 일 예에 관하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 진단시스템을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 가중치 산출부를 상세히 도시한 구성도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 의료영상시스템을 도시한 구성도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 진단영상을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단시스템(200)의 사용환경의 일 예를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 진단시스템(200)은 프로브(50) 및 진단영상 생성장치(100)로 구성되고, 진단영상 생성장치(100)는 프로브(50)와 신호를 송수신하여, 피사체에 대한 진단영상을 생성한다.
좀 더 상세히 설명하면, 프로브(50)는 복수의 트랜스듀서들(transducers)을 이용하여, 피사체에 신호를 송신하고 피사체로부터 반사된 신호를 수신한다.
진단영상 생성장치(100)는 합성 구경(Synthetic Aperture) 기법에 따라, 프로브(50)의 복수의 트랜스듀서들에서 수신된 신호를 이용하여 피사체에 대한 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하고, 합성된 복수의 저해상도 이미지 신호들을 이용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하고, 합성된 고해상도 이미지 신호를 이용하여 진단영상을 생성한다. 이러한 경우, 프로브(50)의 복수의 트랜스듀서들에서 수신된 신호는 피사체로부터 반사된 신호가 될 수 있다.
이때, 합성 구경 기법이라 함은 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하여 하나 또는 그 이상의 고해상도 이미지 신호를 합성하는 것을 의미하고, 고해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값은 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들에 따라 구성될 수 있다.
본 실시예에 따른 저해상도 이미지 신호는 저해상도 이미지를 구성하며 저해상도 이미지에 대응하는 신호를 의미하고, 고해상도 이미지 신호는 고해상도 이미지를 구성하며 고해상도 이미지에 대응하는 신호를 의미한다.
본 실시예에 따른 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값은 피사체로부터 반사된 신호가 나타내는 피사체에 대한 정보가 될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값은 피사체를 나타내는 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들 각각의 위치에 대한 밝기를 나타내는 신호 값을 나타낸다.
좀 더 상세히 설명하면, 피사체로부터 반사된 신호의 크기에 대한 절대값이 상기 피사체로부터 반사된 신호의 밝기를 나타낼 수 있기에, 본 실시예에 따른 피사체에 대한 밝기 정보는 피사체로부터 반사된 신호의 크기로 표현될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다. 그러하기에, 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값은 피사체로부터 반사된 신호가 나타내는 피사체에 대한 밝기 정보가 될 수 있다.
초음파 신호인 경우를 예로 들어 설명하면, 저해상도 이미지들 각각의 동일한 위치의 픽셀에 대한 신호 값들의 밝기 차이는, 초음파 신호가 매질 내 입자에서 반사되는 추정치를 빔포밍으로 계산하여 추정된 신호 값의 차이이다. 이에 따라, 합성 구경 기법은 이러한 밝기 차이를 상호 보완하여 고해상도 이미지 신호를 합성하는 방법이 될 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 저해상도 이미지들 각각의 동일한 위치의 픽셀에 대한 신호 값은 피사체의 동일한 지점(point)에 대한 밝기 정보를 나타내는 신호 값이 될 수 있다. 이때, 피사체의 동일한 지점에 대한 밝기 정보를 나타내고, 저해상도 이미지들 각각의 동일한 위치의 픽셀에 대한 신호 값들은, 동일하지 않을 수 있다. 이러한 차(difference)는 트랜스듀서들에서 피사체로 신호를 송신함에 따른 오프셋(offset)에 의한 차이에 의하여 발생될 수 있다. 즉, 트랜스듀서에서 피사체로 신호를 송신할 때, 피사체에 대하여 서로 다른 위치의 트랜스듀서에서 신호를 송신함에 따른 오프셋이 발생하고, 이에 따라, 저해상도 이미지들 각각의 동일한 위치에 대한 신호 값들 간의 차이가 생기게 된다.
따라서, 합성 구경 기법은 이러한 밝기 차이를 상호 보완하여 고해상도 이미지 신호를 합성한다.
본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 가중치를 부여하여 고해상도 이미지 신호를 합성한다. 이때, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 부여되는 가중치는 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들을 이용하여 산출된다. 본 실시예에 따른 가중치는 합성 구경 기법에서 적용되는 아포디제이션(apodization) 가중치 또는 빠른 아포디제이션(Fast apodization) 방법에서 사용되는 가중치가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값들을 이용하여 산출된 가중치를 적용하기에, 연산량을 감소시키면서도, 피사체에 대한 고선명 진단영상을 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)를 도시한 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 저해상도 이미지 신호 합성부(low resolution image signal synthesis unit)(110), 가중치(weight) 산출부(120) 및 고해상도 이미지 신호 합성부(high resolution image signal synthesis unit)(130)로 구성된다.
도 2에 도시된 진단영상 생성장치(100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 진단영상 생성장치(100)의 저해상도 이미지 신호 합성부(110), 가중치 산출부(120) 및 고해상도 이미지 신호 합성부(130)들은 하나 또는 복수 개의 프로세서에 해당할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 피사체에 대한 고해상도 이미지 신호를 생성할 수 있고, 생성된 고해상도 이미지 신호는 피사체에 대한 진단영상이 될 수 있다.
저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 피사체로부터 반사되는 신호를 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성한다. 본 실시예에 따른 저해상도 이미지 신호 합성부(110)에서 저해상도 이미지 신호를 합성한다 함은 저해상도 이미지 신호를 실질적으로 구성하는 경우뿐 만 아니라, 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들을 생성하는 것을 나타낼 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
본 실시예에 따른 저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 빔포머(미도시)를 포함하고 있거나, 또는 빔포머로부터 출력된 신호를 이용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성할 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 빔포머는 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들을 출력하기 위하여 수신빔을 형성하는 적응형 빔포머(adaptive beamformer)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 피사체로부터 반사되는 신호를 트랜스듀서들을 이용하여 수신하고, 트랜스듀서들로부터 수신된 신호로부터 산출된 신호 값을 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성한다.
M개의 트랜스듀서들에서 피사체로부터 반사되는 신호를 수신하는 경우를 예를 들어 설명하면, 저해상도 이미지 신호 합성부(110)에서 수행되는 연산은 수학식 1의 형태로 나타날 수 있다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서
Figure pat00002
는 트랜스듀서로부터 송신된 신호가 피사체로부터 반사되어 수신된 신호의 초점 포인트,
Figure pat00003
는 i번째 저해상도 이미지의
Figure pat00004
위치의 픽셀에 해당하는 신호의 크기 값,
Figure pat00005
는 m번째 트랜스듀서로 수신되는 신호에 따른 i번째 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중
Figure pat00006
위치의 픽셀에 적용되는 빔포밍 계수, 위첨자 *는 켤레복소수(complex conjugate),
Figure pat00007
는 i번째 저해상도 이미지에 대한 m번째 트랜스듀서로 수신되는 신호,
Figure pat00008
는 i번째 저해상도 이미지에 대한 m번째 트랜스듀서로 수신되는 신호들에 대한 샘플 시간,
Figure pat00009
는 i번째 저해상도 이미지에 대한 m번째 트랜스듀서로 수신되는 신호에 대하여
Figure pat00010
위치의 픽셀에 지연(delay) 값을 적용한 신호를 나타낸다.
이에 따라, 저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 수학식 1과 같은 연산을 수행하여 M개의 트랜스듀서들 각각에서 수신된 신호들을 이용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성한다.
가중치 산출부(120)는 저해상도 이미지 신호 합성부(110)에서 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출한다.
복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여 예를 들어 설명하면, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 구성하는 모든 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들의 수가 A개인 경우, 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값은 1개 이상 (A-1)개 이하가 될 수 있다. 다만, 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값은 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 대하여 동일하게 설정될 수 있다.
이때, 가중치 산출부(120)는 저해상도 이미지를 복수의 영역들로 분할하여 각 영역에 포함된 어느 하나의 빔포밍된 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치가 모든 영역들 또는 일부 영역에 공통으로 적용되도록 한다.
이러한 경우, 빔포밍된 신호 값은 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들 중 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 나타내고, 일부 영역은 가중치가 산출되는 이용한 신호 값이 포함된 영역을 나타낸다.
그러하기에, 가중치 산출부(120)는 저해상도 이미지를 복수의 영역들로 분할하여 각 영역에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 가중치가 산출되는데 이용한 신호 값에 해당하는 픽셀이 포함된 영역에 적용한다. 이에 관하여, 이하 도 3에서 상세히 설명한다.
가중치를 산출하는 방법에 관하여 예를 들어 설명하면, 가중치 산출부(120)는 복수의 저해상도 이미지들 각각에 포함된 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여 최소 분산(Minimum Variance)법을 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출한다.
최소 분산법은 가중치를 산출함에 있어서, 타겟(target) 방향의 왜곡 없이, 빔포밍 결과의 분산 값이 최소가 되는 가중치를 계산하는 방법을 나타낸다. 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 최소 분산법에 관하여 알 수 있기에, 상세한 설명은 생략한다.
좀 더 상세히 설명하면, 본 실시예예 따른 가중치 산출부(120)는 복수의 저해상도 이미지들 각각에 포함된 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여 공분산 메트릭스를 구성하고, 구성된 공분산 메트릭스의 역(inverse)을 산출하고, 산출된 공분산 메트릭스의 역을 이용하여 가중치를 산출한다.
예를 들어 설명하면, 가중치 산출부(120)는 수학식 2와 같은 연산을 수행하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출할 수 있다.
Figure pat00011
상기 수학식 2에서,
Figure pat00012
는 저해상도 이미지 신호들 각각에 사용되는 가중치,
Figure pat00013
는 조향 벡터(steering vector),
Figure pat00014
는 조향 벡터에 대한 에르미트 전치(Hermitian transpose),
Figure pat00015
는 저해상도 이미지들을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대한 공분산의 역을 나타낸다.
좀 더 상세히 설명하면, 조향 벡터인
Figure pat00016
는 프로브(미도시)에서 피사체로 송신되는 신호의 위상을 제어하기 위한 것으로, 빔포밍에 대한 시간 지연(delay)값이 미리 방향에 따라 적용되었다고 가정하면, 빔포밍 계수는 실수(real value)이기에, 조향 벡터는 1로 구성될 수 있다. 이때, 조향 벡터의 크기는 복수의 저해상도 이미지 신호들의 수와 동일하다.
메트릭스 표기법(Matrix Notation)을 사용하여 예를 들어 설명하면, 저해상도 이미지 신호가 3개로 구성된 경우, 조향 벡터는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00017
또한, 본 실시예에 따른 공분산
Figure pat00018
는 수학식 4에 의하여 구성될 수 있다.
Figure pat00019
상기 수학식 4에서,
Figure pat00020
는 복수의 저해상도 이미지 신호들을 구성하는 신호 값들 중
Figure pat00021
위치의 픽셀에 해당하는 신호 값에 대한 공분산,
Figure pat00022
는 복수의 저해상도 이미지들을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중
Figure pat00023
위치의 픽셀에 해당하는 신호의 크기 값,
Figure pat00024
는
Figure pat00025
에 대한 에르미트 전치를 나타낸다.
이때, 본 실시예에 따른
Figure pat00026
는 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들 중 일부 픽셀의 위치가 될 수 있다.
Figure pat00027
가 (j, k)인 경우를 예로 들어 설명하면,
Figure pat00028
는 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각의 (j, k) 좌표에 해당하는 신호의 크기 값들을 나타낸다.
메트릭스 표기법(Matrix Notation)을 사용하여 예를 들어 설명하면, 3개의 저해상도 이미지 신호들은 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00029
수학식 5에서 메트릭스들을 구성하는 엘리먼트들(p11 내지 p19, p21 내지 p29, p31 내지 p39) 각각은 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값이 될 수 있다. 이때, (j, k)가 (2, 2)인 경우를 예로 들어 설명하면,
Figure pat00030
는 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00031
따라서, 본 실시예에 따른 복수의 저해상도 이미지들을 구성하는 픽셀들 중 (2, 2) 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대한 공분산 메트릭스는 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00032
따라서, 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)는 상기와 같은 연산을 수행하여, 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여 공분산 메트릭스를 구성하고, 구성된 공분산 메트릭스의 역을 산출하고, 산출된 공분산 메트릭스의 역과 조향 벡터를 사용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출할 수 있다. 또한, 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 서브어레이(sub-array) 방법에 관하여 알 수 있기에, 상세한 설명은 생략한다.
이때, 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)는 공분산 메트릭스의 역을 산출함에 있어서, 안정성(stability)을 보장하기 위하여, 다이아고널 로딩(diagonal loading) 기법을 사용할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 가중치 산출부(120)는 가중치를 산출하기 위한 공분산을 산출하는 수학식 8과 같은 연산을 더 수행할 수 있다.
Figure pat00033
상기 수학식 8에서,
Figure pat00034
는 복수의 저해상도 이미지 신호들에 대한 안정성이 향상된 공분산,
Figure pat00035
는 복수의 저해상도 이미지 신호들에 대한 공분산,
Figure pat00036
는 작은 스칼라(scalar) 값으로 예를 들면, 0.01이 될 수 있고,
Figure pat00037
는 단위행렬(Identity Matrix)이 될 수 있다. 상기 수학식 7에서 산출된 공분산
Figure pat00038
을 예로 들어 설명하면, 안정성이 향상된 공분산
Figure pat00039
은 수학식 9와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00040
이에 따라, 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)는 상기에서 기재된 바와 같은 수학식에 따른 연산들을 수행하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치
Figure pat00041
를 산출할 수 있다.
이때, 3개의 저해상도 이미지 신호들을 이용하는 경우, 가중치
Figure pat00042
는 3×1 형태의 메트릭스가 될 수 있고, 첫 번째 행은 첫 번째 저해상도 이미지 신호에 대한 가중치, 두 번째 행은 두 번째 저해상도 이미지 신호에 대한 가중치, 세 번째 행은 세 번째 저해상도 이미지 신호에 대한 가중치가 될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)에서 산출되는 가중치
Figure pat00043
는 i×1 형태의 메트릭스가 될 수 있고, i번째 행은 i번째 저해상도 이미지 신호에 대한 가중치를 나타낸다.
따라서, 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)는 수학식 2, 4, 8과 같은 연산을 수행하여, 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출할 수 있다.
복수의 저해상도 이미지 신호들을 이용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하는 경우, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 대하여 가중치가 적용될 수 있다. 이때, 가중치를 산출하는 방법은 고정 아포디제이션 윈도윙(fixed apodization windowing) 방식 또는 데이터-의존적(Data-Dependent) 방식이 있다.
고정 아포디제이션 윈도윙 방식에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 고정 아포디제이션 윈도윙 방식은 사각형 윈도우 아포디제이션(rectangular window apodization)을 이용하여 모든 저해상도 이미지들을 구성하는 동일한 위치의 픽셀에 대한 신호 값들을 누적한 후 평균을 구하는 방법과 같이, 복수의 저해상도 이미지 신호들 간의 가중치는 고정된 값(예를 들면, 1 등)을 사용할 수 있다. 또한, 고정 아포디제이션 윈도윙 방식은 해밍 윈도우(Hamming Window) 등을 이용할 수도 있다. 이러한 경우, 연산량이 감소될 수 있지만, 진단영상의 퀄리티가 저하된다.
데이터-의존적 방식에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 데이터-의존적 방식은 모든 저해상도 이미지 신호들을 구성하는 모든 신호 값들에 대하여 아포디제이션 가중치를 산출한다. 이때, 모든 신호 값들에 대한 아포디제이션 가중치는 모든 저해상도 이미지들을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들에 대하여, 상관관계(correlation)을 이용하여 최소 분산법에 따른 가중치(Minimum Variance Weights)를 산출하는 것이 될 수 있다. 이러한 경우, 진단영상의 해상도(resolution)가 향상됨에 따른 퀄리티가 향상될 수 있지만, 연산량이 급격하게 증가하게 된다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)는 상기에서 설명한 바와 같이, 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여, 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각의 가중치를 산출한다. 그러하기에, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)의 연산량을 감소시키면서도, 진단영상의 퀄리티를 보장할 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 고해상도 이미지 신호를 합성함에 있어서, 가중치를 적용하는 저해상도 이미지들 각각의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값이 나타내는 포인트(point)는 물리적으로 동일한 위치이다. 이러하기에, 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대한 가중치를 산출하고, 산출된 가중치를 이용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하더라도, 고해상도 이미지 신호의 성능에는 영향이 거의 없게 된다.
본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)에서 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출함에 있어, 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여 이하 도 3에서 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)는 상기에서 설명한 바와 같이, 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여, 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각의 가중치를 산출한다. 그러하기에, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)의 연산량을 감소시키면서도, 진단영상의 퀄리티를 보장할 수 있다.
고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 복수의 저해상도 이미지 신호들에 대하여 가중치 산출부(120)에서 산출된 가중치를 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성한다. 이때, 합성된 고해상도 이미지 신호는 진단영상으로 생성될 수 있다.
본 실시예에 따른 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 저해상도 이미지 신호 합성부(110)에서 합성된 복수의 저해상도 이미지 신호들에 대하여, 가중치 산출부(120)에서 산출된 가중치를 적용하여, 하나 또는 그 이상의 고해상도 이미지 신호들을 생성하는 연산을 수행한다.
트랜스듀서들로부터 피사체에 I번 신호를 송신하는 경우를 예로 들면, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)에서 수행되는 연산은 수학식 10의 형태로 나타날 수 있다.
Figure pat00044
상기 수학식 10에서
Figure pat00045
는 고해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중
Figure pat00046
위치의 픽셀에 대한 신호 값,
Figure pat00047
는 수학식 2에 의하여 산출된 i번째 저해상도 이미지 신호에 대한 가중치,
Figure pat00048
는 수학식 1에 의하여 산출된 i번째 저해상도 이미지의
Figure pat00049
위치의 픽셀에 대한 신호 값이 될 수 있다.
이에 따라, 진단영상 생성장치(100)는 연산량을 현저히 감소시키면서도, 고선명 진단영상을 생성할 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)에서 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위하여, 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들이 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 밝기 값인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 3을 참조하면, 저해상도 이미지들(31 내지 32)과 저해상도 이미지(31)를 구성하는 픽셀들(3111 내지 3119, 3121 내지 3129, 3131 내지 3139, 3141 내지 3149) 및 저해상도 이미지(32)를 구성하는 픽셀들(3211 내지 3219, 3221 내지 3229, 3231 내지 3239, 3241 내지 3249)이 도시되어 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 가중치 산출부(120)는 저해상도 이미지들(31 내지 32) 각각을 네 개의 영역들(311 내지 314 및 321 내지 324)로 분할하고, 분할된 각 영역에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출한다.
이때, 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값은 각 영역에 포함된 픽셀들에 대한 신호 값들 중 가운데 위치한 픽셀의 신호 값, 첫 번째 픽셀의 신호 값, 마지막 픽셀의 신호 값 등 다양한 경우가 될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 가운데 위치한 픽셀의 신호 값을 예로 들어 설명하나, 이에 한정되지 않는다.
가중치 산출부(120)는 저해상도 이미지들(31 내지 32) 각각을 네 개의 영역들(311 내지 314 및 321 내지 324)로 분할하고, 제1 영역들(311 및 321)에 포함된 픽셀들(3111 내지 3119 및 3211 내지 3219)의 위치에 해당하는 신호 값들 중 가운데 위치한 픽셀들(3115 및 3215)의 신호 값을 이용하여, 저해상도 이미지(31)의 제1 영역(311)에 대한 제1 가중치 및 저해상도 이미지(32)의 제1 영역(321)에 대한 제2 가중치를 산출하고, 제1 가중치를 저해상도 이미지(31)의 제1 영역(311)에 포함된 모든 픽셀들(3111 내지 3119)의 위치에 해당하는 신호 값들에 공통으로 적용하고, 제2 가중치를 저해상도 이미지(32)의 제1 영역(321)에 포함된 모든 픽셀들(3211 내지 3219)의 위치에 해당하는 신호 값에 공통으로 적용한다.
또한, 가중치 산출부(120)는 제2 영역들(312 및 322)에 포함된 신호 픽셀들(3121 내지 3129 및 3221 내지 3229)의 위치에 해당하는 신호 값들 중 가운데 위치한 픽셀들(3125 및 3225)의 신호 값을 이용하여 저해상도 이미지(31)의 제2 영역(312)에 대한 제3 가중치 및 저해상도 이미지(32)의 제2 영역(322)에 대한 제4 가중치를 산출하고, 제3 가중치를 저해상도 이미지(31)의 제2 영역(312)에 포함된 모든 픽셀들(3121 내지 3129)의 위치에 해당하는 신호 값들에 공통으로 적용하고, 제4 가중치를 저해상도 이미지(32)의 제2 영역(322)에 포함된 모든 픽셀들(3221 내지 3229)의 위치에 해당하는 신호 값들에 공통으로 적용한다.
이러한 방식으로 가중치 산출부(120)는 제3 영역들(313 및 323) 및 제4 영역들(314 및 324)에 적용될 가중치를 산출할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)는 복수의 저해상도 이미지들(31 내지 32)을 복수의 영역들로 분할하여 각 영역에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하고, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 산출된 가중치를 가중치가 산출되는데 이용한 신호 값에 해당하는 픽셀이 포함된 영역에 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성한다.
다만, 도 3에 기재된 바는 본 실시예에 따른 하나의 실시예에 해당할 뿐이기에, 이에 한정되지 않고, 복수의 저해상도 이미지들(31 내지 32)에 대하여 영역 구분 없이 랜덤하게 선택된 일부 픽셀들(예를 들면, 3119 및 3219)의 위치에 해당하는 신호 값들을 이용하여 가중치를 산출할 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
이러하기에, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 데이터에 의존적인 가중치를 산출하면서도 물리적으로 유사한 위치에 대하여 동일한 가중치를 사용하기에, 연산량을 감소시키면서도 고선명의 진단영상을 생성할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)에서 가중치를 산출하여 고해상도 이미지 신호를 합성하는 방법의 일 예에 관하여 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 저해상도 이미지 신호 합성부(110)에서 4개의 저해상도 이미지 신호들을 합성하고, 가중치 산출부(120)에서 저해상도 이미지들 각각을 4개의 영역으로 분할하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 이하에서는 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들이 저해상도 이미지들에 포함된 픽셀들의 밝기 값을 나타내는 것으로 가정하여 설명하나, 이에 한정되지 않는다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 트랜스듀서들로부터 수신되는 신호를 이용하여, 제1 저해상도 이미지(41), 제2 저해상도 이미지(42), 제3 저해상도 이미지(43) 및 제4 저해상도 이미지(44) 각각을 합성한다.
가중치 산출부(120)는 복수의 저해상도 이미지들(41 내지 44) 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출한다.
예를 들어 설명하면, 가중치 산출부(120)는 복수의 저해상도 이미지들(41 내지 44) 각각을 4개의 영역들로 분할하여 각 영역에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출한다.
즉, 가중치 산출부(120)는 복수의 저해상도 이미지들(41 내지 44) 각각의 제1 영역들(411, 421, 431, 441)에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하고, 산출된 가중치를 가중치가 산출되는데 이용한 신호 값에 해당하는 픽셀이 포함된 제1 영역들(411, 421, 431, 441)에 적용되도록 한다.
좀 더 상세히 설명하면, 가중치 산출부(120)는 제1 저해상도 이미지(41)의 제1 영역(411)에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값, 제2 저해상도 이미지(42)의 제1 영역(421)에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값, 제3 저해상도 이미지(43)의 제1 영역(431)에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값 및 제4 저해상도 이미지(44)의 제1 영역(441)에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 저해상도 이미지들(41 내지 44) 각각에 대한 제1 내지 제4 가중치들을 산출한다.
이에 따라, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 복수의 저해상도 이미지들(41 내지 44) 각각에 대하여 산출된 가중치를 적용하여, 고해상도 이미지(45)를 합성한다.
예를 들어 설명하면, 가중치 산출부(120)에서 산출된 제1 가중치는 제1 저해상도 이미지(41)의 제1 영역(411)에 포함된 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들에 반복하여 적용되고, 제2 가중치는 제2 저해상도 이미지(42)의 제1 영역(421)에 포함된 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들에 반복하여 적용되고, 제3 가중치는 제1 저해상도 이미지(43)의 제1 영역(431)에 포함된 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들에 반복하여 적용되고, 제4 가중치는 제1 저해상도 이미지(44)의 제1 영역(441)에 포함된 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들에 반복하여 적용된다.
이러한 방식으로 가중치 산출부(120)는 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출하고, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 대하여 산출된 가중치를 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성한다.
따라서, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 고선명의 진단영상을 효율적으로 생성할 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 진단시스템(200)을 도시한 구성도이다. 본 실시예에 따른 진단시스템(200)은 프로브(50) 및 진단영상 생성장치(100)로 구성되고, 진단영상 생성장치(100)는 TGC(Time Gain Compensation)(102), ADC(Analog Digital Converter)(104), 저장부(106), 빔포머(108), 저해상도 이미지 신호 합성부(110), 가중치 산출부(120) 및 고해상도 이미지 신호 합성부(130)로 구성된다. 또한, 저장부(106)는 제1 내지 제I 저장부들로 구성될 수 있고, 빔포머(108)는 제1 내지 제I 빔포머들로 구성될 수 있고, 저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 제1 내지 제I 저해상도 이미지 신호 합성부들로 구성될 수 있다.
도 5에서는 설명의 편의를 위하여 프로브(50)와 피사체 간에 I번 신호를 송수신하고, 이에 따른, I개의 저해상도 이미지 신호를 생성하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
도 5에 도시된 진단시스템(200)은 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 5에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 진단영상 생성장치(100)는 도 1 내지 도 2에 도시된 진단영상 생성장치(100)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 도 5에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 1 내지 도 4와 관련하여 기재된 내용은 도 5에 도시된 진단영상 생성장치(100)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시예에 다른 진단시스템(200)은 피사체와 프로브(50)간의 송수신되는 신호를 이용하여, 진단영상 생성장치(100)에서 피사체에 대한 진단영상을 생성한다. 이때, 피사체와 프로브(50)간의 송수신되는 신호는 초음파 신호가 될 수 있고, 피사체에 대한 진단영상은 초음파 영상이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
프로브(50)는 복수의 트랜스듀서들을 이용하여 피사체와 신호를 송수신한다. 이때, 복수의 트랜스듀서들은 어레이 트랜스듀서가 될 수 있다. 이때, 프로브(50)에서 송수신되는 신호가 초음파 신호인 경우를 예로 들어 설명하면, 프로브(50)의 트랜스듀서들은 전기신호를 초음파 신호로 변환하여 피사체에 송신하고, 피사체로부터 반사된 초음파 신호를 수신하여 전기신호로 변환한다.
진단영상 생성장치(100)는 프로브(50)에서 수신된 신호들을 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하고, 합성된 복수의 저해상도 이미지 신호들에 소정의 가중치를 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하고, 합성된 고해상도 이미지 신호를 진단영상으로 출력한다.
TGC(Time Gain Compensation)(102)는 프로브(50)에서 수신된 신호에 대하여 거리에 따른 신호 감쇠를 보정한다. 신호가 초음파 신호인 경우를 예로 들어 좀 더 상세히 설명하면, 초음파 음속은 깊이에 따라 투과하며 감쇠하는 특성이 있다. 이러하기에, 프로브(50)의 표면 멀리에 위치한 부위로부터 반사된 신호는 프로브(50)의 표면 가까이에 위치한 부위로부터 반사된 신호와 비교하여 상대적으로 약하기에, 프로브(50)의 표면 멀리에 위치한 부위로부터 반사된 신호에 따른 영상은 어둡게 나타나게 된다. 따라서, TGC(102)는 깊이에 따른 신호 감쇠를 보정하여, 피사체의 각기 다른 위치로부터 반사된 신호를 동일한 밝기로 표시되도록 한다.
ADC(Analog Digital Converter)(104)는 TGC(102)에 의하여 보정된 신호를 디지털 신호로 변환한다.
저장부(106)는 ADC(104)에서 변환된 디지털 신호를 저장한다. 이때, 본 실시예에 따른 저장부(106)는 제1 내지 제I 저장부들을 포함할 수 있다.
어레이 트랜스듀서에 포함된 트랜스듀서들이 순차적으로 신호를 송신하는 경우를 예로 들어 좀 더 상세히 설명하면, 처음으로, 복수의 트랜스듀서들 중 첫 번째 트랜스듀서에서 피사체로 신호를 송신하고, 복수의 트랜스듀서들은 피사체로부터 반사된 신호를 수신한다. 수신된 신호는 TGC(102) 및 ADC(104)를 통과하여, 저장부(106)의 제1 저장부에 저장된다.
또한, 두 번째로, 복수의 트랜스듀서들 중 두 번째 트랜스듀서에서 피사체로 신호를 송신하고, 복수의 트랜스듀서들은 피사체로부터 반사된 신호를 수신한다. 수신된 신호는 TGC(102) 및 ADC(104)를 통과하여, 저장부(106)의 제2 저장부에 저장된다.
이러한 순서에 따라, 복수의 트랜스듀서들 중 I번째 트랜스듀서에서 피사체로 신호를 송신하고, 복수의 트랜스듀서들은 피사체로부터 반사된 신호를 수신한다. 수신된 신호는 TGC(102) 및 ADC(104)를 통과하여, 저장부(106)의 제I 저장부에 저장된다.
본 실시예에 따른 저장부(106)는 통상적인 저장매체로서 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 저장부(106)는 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리(Flash Memory) 및 메모리카드(Memory Card)를 모두 포함함을 알 수 있다.
빔포머(108)는 및 저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 저장부(106)에 저장된 신호를 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성한다.
이때, 본 실시예에 따른 빔포머(108)는 제1 내지 제I 빔포머들을 포함할 수 있고, 저해상도 이미지 신호 합성부(130)는 제1 내지 제I 저해상도 이미지 신호 합성부들을 포함할 수 있다. 제1 내지 제I 저해상도 이미지 신호 합성부들은 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성한다.
또한, 도 5에서는 빔포머(108)가 저해상도 이미지 신호 합성부(110)와 별개로 존재하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 빔포머(108)는 저해상도 이미지 신호 합성부(110)에 포함될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
가중치 산출부(120)는 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출한다. 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)는 제1 내지 제I 저해상도 이미지 신호 합성부들에서 합성된 제1 내지 제I 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 가중치를 산출한다.
고해상도 이미지 신호 합성부(140)는 가중치 산출부(120)에서 산출된 가중치들을, 저해상도 이미지 신호 합성부(130)에서 합성된 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성한다.
상기에서, 저장부(106), 빔포머(108) 및 저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 각각 하나의 하드웨어로 구성되고, 제1 저장부 내지 제I 저장부, 제1 빔포머 내지 제I 빔포머, 및 제1 저해상도 이미지 신호 합성부 내지 제I 저해상도 이미지 신호 합성부는 각각 하나의 하드웨어 내에 가상공간으로 분리되어 구성될 수 있다.
또한, 이에 한정되지 않고, 저장부(106), 빔포머(108) 및 저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 제1 저장부 내지 제I 저장부, 제1 빔포머 내지 제I 빔포머, 및 제1 저해상도 이미지 신호 합성부 내지 제I 저해상도 이미지 신호 합성부 각각에 대응하는 복수의 하드웨어들로 구성될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 산출된 가중치를 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하기에, 진단영상 생성장치(100)의 연산량을 현저하게 감소시키면서도, 생성되는 고해상도 이미지 신호의 퀄리티를 보장할 수 있다.
도 6은 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)를 상세히 도시한 구성도이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 가중치 산출부(120)는 가중치 저장부(122) 및 가중치 갱신부(124)로 구성된다.
도 6에 도시된 진단영상 생성장치(100)는 도 1 내지 도 2 및 도 5에 도시된 진단영상 생성장치(100)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 도 6에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 1 내지 도 5와 관련하여 기재된 내용은 도 6에 도시된 진단영상 생성장치(100)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
가중치 산출부(120)는 저해상도 이미지 신호 합성부(110)에서 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출한다.
예를 들어 설명하면, 가중치 저장부(122)는 산출된 가중치를 저장하고, 가중치 갱신부(124)는 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하고, 가중치 저장부(122)에 저장된 가중치를 상기 산출된 가중치로 갱신한다. 이때, 가중치 저장부(122)에 저장된 가중치는 아포디제이션(apodization)이 될 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 가중치 갱신부(124)는 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 산출된 가중치만을 갱신한다. 가중치 저장부(122)는 갱신된 가중치들을 저장하고 있기에, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 가중치를 산출하는데 이용된 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값들 외의 신호 값은 가중치 저장부(124)에 저장된 가중치들을 반복하여 적용한다.
도 3을 참조하여 예를 들어 설명하면, 가중치 갱신부(124)는 저해상도 이미지(31)의 제1 영역(311)을 구성하는 픽셀들(3111 내지 3119)의 위치에 해당하는 신호 값 중 일부 픽셀(3115)의 위치에 해당하는 신호 값 및 저해상도 이미지(32)의 제1 영역(321)을 구성하는 픽셀들(3211 내지 3219)의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀(3215)의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 제1 가중치를 산출하고, 가중치 저장부(122)에 저장된 가중치를 제1 가중치로 갱신한다.
이때, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 저해상도 이미지(31)의 제1 영역(311)을 구성하는 픽셀들(3111 내지 3119)의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀(3115) 외의 픽셀들(3111 내지 3114 및 3116 내지 3119)의 위치에 해당하는 신호 값들은 가중치 저장부(122)에 저장된 저해상도 이미지(31)에 대한 제1 가중치를 반복하여 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성한다.
또한, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 저해상도 이미지(32)의 제1 영역(321)을 구성하는 픽셀들(3211 내지 3219)의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀(3215) 외의 픽셀들(3211 내지 3214 및 3216 내지 3219)의 위치에 해당하는 신호 값들은 가중치 저장부(122)에 저장된 저해상도 이미지(32)에 대한 제1 가중치를 반복하여 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성한다.
반복하여, 가중치 갱신부(124)는 저해상도 이미지 신호(31)의 제2 영역(312)을 구성하는 픽셀들(3121 내지 3129)의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀(3125)의 위치에 해당하는 신호 값 및 저해상도 이미지(32)의 제2 영역(322)을 구성하는 픽셀들(3221 내지 3229)의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀(3225)의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 제2 가중치를 산출하고, 가중치 저장부(122)에 저장된 제1 가중치를 제2 가중치로 갱신한다.
이때, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 저해상도 이미지(31)의 제2 영역(312)을 구성하는 픽셀들(3121 내지 3129)의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀(3125) 외의 픽셀들(3121 내지 3124 및 3126 내지 3129)의 위치에 해당하는 신호 값들은 가중치 저장부(122)에 저장된 저해상도 이미지(31)에 대한 제2 가중치를 반복하여 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성한다.
또한, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 저해상도 이미지(32)의 제2 영역(322)을 구성하는 픽셀들(3221 내지 3229)의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀(3225) 외의 픽셀들(3221 내지 3224 및 3226 내지 3229)의 위치에 해당하는 신호 값들은 가중치 저장부(122)에 저장된 저해상도 이미지(32)에 대한 제2 가중치를 반복하여 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성한다.
가중치 저장부(122) 및 가중치 갱신부(124)에서 이와 같은 과정들을 반복하여 수행함에 따라, 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 고선명의 고해상도 이미지 신호를 획득할 수 있다.
도 7은 본 실시예에 따른 의료영상시스템(300)을 도시한 구성도이다. 도 6을 참조하면, 의료영상시스템(300)은 진단시스템(200), 표시부(210), 저장부(220) 및 통신부(230)로 구성되고, 진단시스템(200)은 프로브(50) 및 진단영상 생성장치(100)로 구성된다.
도 7에 도시된 의료영상시스템(300)는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 7에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 프로브(50), 진단영상 생성장치(100) 및 진단시스템(200)은 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 프로브(50), 진단영상 생성장치(100) 및 진단시스템(200)의 일 실시예에 해당한다. 그러하기에, 도 1 내지 도 6과 관련하여 기재된 내용은 도 7에 도시된 의료영상시스템(300)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
진단시스템(200)은 트랜스듀서들로부터 수신되는 신호들을 이용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하고, 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 산출된 가중치를 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하고, 합성된 고해상도 이미지 신호를 진단영상으로 출력한다.
이에 따라, 프로브(50)는 복수의 트랜스듀서들을 이용하여 피사체와 신호를 송수신하고, 진단영상 생성장치(100)는 프로브(50)에서 수신된 신호들을 이용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하고, 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 산출된 가중치를 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하고, 합성된 고해상도 이미지 신호를 진단영상으로 출력한다.
표시부(210)는 진단시스템(200)에서 출력된 진단영상을 표시한다. 예를 들어 설명하면, 표시부(210)는 의료영상시스템(300)에 마련된 디스플레이 패널, 터치 화면, 모니터 등의 출력 장치 및 이들을 구동하기 위한 소프트웨어 모듈을 모두 포함한다.
저장부(220)는 진단시스템(200)에서 출력된 진단영상을 저장한다. 예를 들어 설명하면, 저장부(220)는 통상적인 저장매체로서 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 저장부(220)는 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리(Flash Memory) 및 메모리카드(Memory Card)를 모두 포함함을 알 수 있다.
통신부(230)는 진단시스템(200)에서 출력된 진단영상을 외부장치로 송신하고, 외부장치로부터 수신되는 데이터를 수신한다. 이때, 외부장치는 원격지에 위치한 다른 의료영상시스템, 범용 컴퓨터 시스템, 팩시밀리 등이 될 수 있다.
본 실시예에 따른 통신부(230)는 유, 무선 네트워크를 통하여 외부장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 네트워크(network)는 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network) 등을 포함하나 이에 한정되지 않고 정보를 송수신할 수 있는 다른 종류의 네트워크가 될 수도 있음을 알 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 저장부(220) 및 통신부(230)는 영상 판독 및 검색 기능을 더 포함시켜 PACS(Picture Archiving Communication System)와 같은 형태로 일체화될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
따라서, 의료영상시스템(300)은 진단영상 생성장치(200)에서 생성되어 출력된 진단영상을 표시하고, 저장하고, 전송할 수 있다.
도 8은 본 실시예에 따른 진단영상을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 진단영상을 생성하는 방법은 도 1, 도 2, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 프로브(50), 진단영상 생성장치(100) 및 의료영상시스템(300)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 7에 도시된 프로브(50), 진단영상 생성장치(100) 및 의료영상시스템(300)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 8의 진단영상을 생성하는 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
801 단계에서 프로브(50)는 피사체로부터 반사되는 신호들을 수신한다. 이때, 피사체로부터 반사되는 신호는, 프로브(50)에서 송신된 신호가 피사체에 의하여 반사된 신호를 나타낸다.
802 단계에서 저해상도 이미지 신호 합성부(110)는 상기 801 단계에서 수신된 신호를 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성한다.
803 단계에서 가중치 산출부(120)는 상기 802 단계에서 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출한다. 이때, 산출된 가중치는 저장될 수 있고, 새로운 가중치가 산출될 경우, 저장된 가중치는 갱신될 수 있다.
804 단계에서 고해상도 이미지 신호 합성부(130)는 상기 802 단계에서 합성된 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 대하여 상기 803 단계에서 산출된 가중치를 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성한다. 이에 따라, 합성된 고해상도 이미지 신호는 진단영상으로 생성되어, 출력될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 진단영상 생성장치(100)는 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성함에 있어서 픽셀들에 대하여 일부 서로 다른 가중치를 적용하기에, 연산량을 현저히 감소시키면서도 고해상도 이미지 신호의 성능을 보장할 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
50 ... 프로브
100 ... 진단영상 생성장치
110 ... 저해상도 이미지 신호 합성부
120 ... 가중치 산출부
130 ... 고해상도 이미지 신호 합성부

Claims (20)

  1. 피사체로부터 반사되는 신호를 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호 신호들 각각을 합성하는 저해상도 이미지 신호 합성부;
    상기 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출하는 가중치 산출부; 및
    상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 대하여 상기 산출된 가중치를 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성하는 고해상도 이미지 신호 합성부를 포함하는 진단영상을 생성하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치 산출부는 상기 복수의 저해상도 이미지들 각각을 복수의 영역들로 분할하여 각 영역에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하고,
    상기 고해상도 이미지 신호 합성부는 상기 산출된 가중치를 상기 가중치가 산출되는데 이용한 신호 값에 해당하는 픽셀이 포함된 영역에 적용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치 산출부는 상기 복수의 저해상도 이미지들 각각에 포함된 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여 최소 분산법을 이용하여 가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가중치 산출부는 상기 복수의 저해상도 이미지들 각각에 포함된 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여 공분산 메트릭스를 구성하고, 구성된 공분산 메트릭스의 역(inverse)을 산출하고, 산출된 공분산 메트릭스의 역을 이용하여 가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가중치 산출부는
    상기 산출된 가중치를 저장하는 가중치 저장부; 및
    상기 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출하고, 상기 가중치 저장부에 저장된 가중치를 상기 산출된 가중치로 갱신하는 가중치 갱신부를 포함하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고해상도 이미지 신호 합성부는 상기 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 가중치를 산출하는데 이용된 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값들 외의 신호 값은 상기 가중치 저장부에 저장된 가중치들을 반복하여 적용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치는 아포디제이션(apodization) 가중치인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 복수의 트랜스듀서들을 이용하여 피사체와 신호를 송수신하는 프로브; 및
    상기 프로브에서 수신된 신호들을 이용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하고, 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 산출된 가중치를 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하고, 합성된 고해상도 이미지 신호를 진단영상으로 출력하는 진단영상 생성장치를 포함하는 진단시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 진단영상 생성장치는 상기 복수의 저해상도 이미지들 각각을 복수의 영역들로 분할하여 각 영역에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 가중치가 산출되는데 이용한 신호 값에 해당하는 픽셀이 포함된 영역에 적용하는 것을 특징으로 하는 진단시스템.
  10. 피사체로부터 반사되는 신호들을 이용하여 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하고, 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 산출된 가중치를 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 적용하여 고해상도 이미지 신호를 합성하고, 합성된 고해상도 이미지 신호를 진단영상으로 출력하는 진단영상 생성장치; 및
    출력된 진단영상을 표시하는 표시부를 포함하는 의료영상시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 진단영상 생성장치는 상기 복수의 저해상도 이미지들 각각을 복수의 영역들로 분할하여 각 영역에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하고, 상기 산출된 가중치를 상기 가중치가 산출되는데 이용한 신호 값에 해당하는 픽셀이 포함된 영역에 적용하는 것을 특징으로 하는 의료영상시스템.
  12. 피사체로부터 반사되는 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호를 이용하여, 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각을 합성하는 단계;
    상기 합성된 복수의 저해상도 이미지들 각각을 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여, 상기 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출하는 단계; 및
    상기 복수의 저해상도 이미지 신호들 각각에 대하여 상기 산출된 가중치를 적용하여, 고해상도 이미지 신호를 합성하는 단계를 포함하는 진단영상을 생성하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가중치를 산출하는 단계는 상기 복수의 저해상도 이미지들 각각을 복수의 영역들로 분할하여 각 영역에 포함된 어느 하나의 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값을 이용하여 가중치를 산출하고,
    상기 고해상도 이미지 신호를 합성하는 단계는 상기 산출된 가중치를 상기 가중치가 산출되는데 이용한 신호 값에 해당하는 픽셀이 포함된 영역에 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 가중치를 산출하는 단계는 상기 복수의 저해상도 이미지들 각각에 포함된 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여 최소 분산법을 이용하여 가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 가중치를 산출하는 단계는 상기 복수의 저해상도 이미지들 각각에 포함된 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값에 대하여 공분산 메트릭스를 구성하고, 구성된 공분산 메트릭스의 역(inverse)을 산출하고, 산출된 공분산 메트릭스의 역을 이용하여 가중치를 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 가중치를 산출하는 단계는
    상기 복수의 저해상도 이미지 신호들을 합성하는데 사용되는 가중치를 산출하는 단계;
    상기 산출된 가중치를 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 가중치를 상기 산출된 가중치로 갱신하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 고해상도 이미지 신호를 합성하는 단계는 상기 저해상도 이미지를 구성하는 픽셀들의 위치에 해당하는 신호 값들 중 가중치를 산출하는데 이용된 일부 픽셀의 위치에 해당하는 신호 값들 외의 신호 값은 상기 저장된 가중치들을 반복하여 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 가중치는 아포디제이션(apodization) 가중치인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 합성된 고해상도 이미지 신호를 진단영상으로 표시하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
KR1020110037981A 2011-04-22 2011-04-22 진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템 KR101797038B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110037981A KR101797038B1 (ko) 2011-04-22 2011-04-22 진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템
US13/243,286 US8666197B2 (en) 2011-04-22 2011-09-23 Method of generating image, apparatus for performing the same, diagnosis system, and medical image system
EP12158154.0A EP2514367B1 (en) 2011-04-22 2012-03-06 Method for generating images, apparatus for performing the same, diagnosis system, and medical image system
CN201210105483.2A CN102750717B (zh) 2011-04-22 2012-04-11 产生图像的方法、执行设备、诊断系统和医学图像系统
JP2012096477A JP2012228513A (ja) 2011-04-22 2012-04-20 診断画像生成装置及びその方法並びに診断システム及び医療画像システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110037981A KR101797038B1 (ko) 2011-04-22 2011-04-22 진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120119787A true KR20120119787A (ko) 2012-10-31
KR101797038B1 KR101797038B1 (ko) 2017-11-13

Family

ID=45811331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110037981A KR101797038B1 (ko) 2011-04-22 2011-04-22 진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8666197B2 (ko)
EP (1) EP2514367B1 (ko)
JP (1) JP2012228513A (ko)
KR (1) KR101797038B1 (ko)
CN (1) CN102750717B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140091803A (ko) * 2013-01-11 2014-07-23 삼성전자주식회사 빔 포밍 모듈, 상기 빔 포밍 모듈을 이용하는 초음파 이미징 장치, 상기 빔 포밍 모듈을 이용한 빔 포밍 방법 및 상기 빔 포밍 모듈을 이용한 초음파 이미징 장치의 제어 방법
US10591597B2 (en) 2014-04-15 2020-03-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Ultrasound imaging apparatus and method for controlling the same

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101798081B1 (ko) * 2011-04-20 2017-11-15 삼성전자주식회사 진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템
JP2016198119A (ja) * 2013-08-21 2016-12-01 日立アロカメディカル株式会社 超音波撮像装置
JP6331297B2 (ja) * 2013-09-10 2018-05-30 セイコーエプソン株式会社 超音波測定装置、超音波画像装置、及び超音波測定方法
WO2015177845A1 (ja) * 2014-05-19 2015-11-26 株式会社島津製作所 画像処理装置
US10327664B2 (en) * 2014-09-24 2019-06-25 Vivosonic Inc. System, method and apparatus for detecting an evoked response signal
JP6398614B2 (ja) * 2014-10-30 2018-10-03 セイコーエプソン株式会社 超音波測定装置、超音波診断装置及び超音波測定方法
JP6444518B2 (ja) * 2015-09-16 2018-12-26 株式会社日立製作所 超音波撮像装置
JP2017086156A (ja) 2015-11-02 2017-05-25 セイコーエプソン株式会社 超音波画像装置および超音波画像装置向け制御装置並びに超音波画像の形成方法
KR101959438B1 (ko) 2018-08-06 2019-03-18 전북대학교 산학협력단 다중 모달리티 영상 생성 기법을 이용한 의료영상진단시스템

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6210328B1 (en) * 1998-10-01 2001-04-03 Atl Ultrasound Ultrasonic diagnostic imaging system with variable spatial compounding
US6442289B1 (en) 1999-06-30 2002-08-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Extended field of view ultrasonic diagnostic imaging
JP4416256B2 (ja) * 2000-03-10 2010-02-17 株式会社日立メディコ 超音波撮像装置
DE60139403D1 (de) * 2001-10-02 2009-09-10 B K Medical As Verfahren und Vorrichtung zur Geschwindigkeitsschätzung bei synthetischer Aperturabbildung
JP2005046193A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Toshiba Corp 超音波診断装置及び超音波画像データ生成方法
JP4632685B2 (ja) 2004-04-12 2011-02-16 株式会社東芝 超音波診断装置及び画像データ処理装置
US7914454B2 (en) * 2004-06-25 2011-03-29 Wilk Ultrasound Of Canada, Inc. Real-time 3D ultrasonic imaging apparatus and method
US7725169B2 (en) * 2005-04-15 2010-05-25 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Contrast enhanced spectroscopic optical coherence tomography
JP2007003325A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Toshiba Corp 共分散行列算出方法、ウェイト算出回路、アダプティブアレイアンテナ、及びレーダ装置
US20070049825A1 (en) * 2005-08-22 2007-03-01 Medison Co., Ltd. System and method of forming an ultrasound spatial compound image
US20070083114A1 (en) 2005-08-26 2007-04-12 The University Of Connecticut Systems and methods for image resolution enhancement
KR100949059B1 (ko) 2006-10-17 2010-03-25 주식회사 메디슨 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법
KR20080044737A (ko) 2006-11-16 2008-05-21 주식회사 메디슨 초음파 영상 처리 방법
EP1974672B9 (en) * 2007-03-28 2014-04-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic imaging apparatus and ultrasonic velocity optimization method
JP5002397B2 (ja) 2007-09-28 2012-08-15 株式会社東芝 超音波診断装置及びプログラム
EP2053420B1 (en) * 2007-10-25 2012-12-05 Samsung Medison Co., Ltd. Method of removing an effect of side lobes in forming an ultrasound synthetic image by motion estimation and compensation
KR20090042153A (ko) 2007-10-25 2009-04-29 주식회사 메디슨 영상 움직임 추정 및 보상 장치와 그 방법
JP5049773B2 (ja) 2007-12-27 2012-10-17 株式会社東芝 超音波診断装置、超音波画像処理装置、超音波画像処理プログラム
JP5373308B2 (ja) * 2008-03-31 2013-12-18 富士フイルム株式会社 超音波撮像装置及び超音波撮像方法
US8208709B2 (en) * 2008-04-17 2012-06-26 The Ohio State University Research Foundation System and method for improved real-time cine imaging
KR101028718B1 (ko) 2008-09-30 2011-04-14 주식회사 바이오넷 초음파 진단 장치에서의 관심 영역에 대한 고해상도 표현방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140091803A (ko) * 2013-01-11 2014-07-23 삼성전자주식회사 빔 포밍 모듈, 상기 빔 포밍 모듈을 이용하는 초음파 이미징 장치, 상기 빔 포밍 모듈을 이용한 빔 포밍 방법 및 상기 빔 포밍 모듈을 이용한 초음파 이미징 장치의 제어 방법
US10591597B2 (en) 2014-04-15 2020-03-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Ultrasound imaging apparatus and method for controlling the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20120269408A1 (en) 2012-10-25
EP2514367A1 (en) 2012-10-24
CN102750717A (zh) 2012-10-24
JP2012228513A (ja) 2012-11-22
KR101797038B1 (ko) 2017-11-13
US8666197B2 (en) 2014-03-04
EP2514367B1 (en) 2018-09-19
CN102750717B (zh) 2016-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101797038B1 (ko) 진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템
KR101888649B1 (ko) 빔포밍 방법, 이를 수행하는 장치 및 의료영상시스템
CN102449499B (zh) 使用自适应数据减少的超声波成像测量装置
KR101798081B1 (ko) 진단영상을 생성하는 방법, 이를 수행하는 장치, 진단시스템 및 의료영상시스템
CN110063749B (zh) 超声波测定装置、超声波图像装置及超声波测定方法
KR101792589B1 (ko) 빔포머, 진단시스템, 의료영상시스템 및 진단영상을 표시하는 방법
JP2012170826A (ja) 超音波ビーム形成方法及びその装置と超音波画像システム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体
US9435881B2 (en) Object information acquisition apparatus, display method, and storage medium
US20160199038A1 (en) Ultrasound signal processing device and ultrasound diagnostic device
JP7199972B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、プログラム
US20180299537A1 (en) Beamforming apparatus, beamforming method, and ultrasonic imaging apparatus
JP5501813B2 (ja) 超音波診断装置及びその制御プログラム
JP7348849B2 (ja) 超音波診断装置及び三次元画像形成方法
JP2022183623A (ja) 超音波診断装置及びイメージ処理方法
JP5950291B1 (ja) 超音波診断装置及びプログラム
JP2018108143A (ja) 超音波測定装置および超音波測定装置の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant