KR20120121022A - 전역 광단층 영상기기의 이미지 해상도 향상방법 - Google Patents

전역 광단층 영상기기의 이미지 해상도 향상방법 Download PDF

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Abstract

전역 광단층 영상기기의 이미지 해상도 향상방법이 개시된다. 보다 상세하게는 본 발명은, 광단층 영상기기를 사용하여 촬영된 샘플의 이미지 해상도 향상방법에 있어서, (a) 4개의 분할된 시간간격을 따라 누적되는 샘플의 간섭 이미지들을 획득하는 단계와, (b) 획득된 간섭 이미지들을 미리 결정된 연산 알고리즘에 적용하여 하나의 간섭신호 강도정보와 간섭신호 위상정보를 획득하는 단계와, (c) 간섭신호 강도정보와 간섭신호 위상정보를 이용하여 샘플의 복소 성분을 획득하는 단계와, (d) 복소 성분을 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 변환하고 주파수 영역에서 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 파형정보를 획득하는 단계 및 (e) 획득된 샘플의 파형정보를 역 푸리에 변환하여 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 복소 성분을 획득하고 복소 성분으로부터 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 이미지를 획득하는 단계를 포함한다.

Description

전역 광단층 영상기기의 이미지 해상도 향상방법{Method for Improving Image Resolution of Full-Field Optical Coherence Tomography System}
본 발명은 전역 광단층 영상기기의 이미지 해상도 향상방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 광단층 영상기기에서 촬영된 영상의 해상도 저하를 수치적 방법으로 보정하여 이미지 해상도를 향상하는 방법에 관한 것이다.
광단층 영상촬영(Optical Coherence Tomography, 이하 OCT라 함)은 비파괴적이고 비침습적으로 샘플의 깊이 영상을 이미징하는 기술로서, 주로 생체 샘플에 대하여 서브 마이크론(submicron) 해상도로 그 내부 구조를 촬영하기 위해 사용된다.
최근, OCT는 의학적 진단, 보석류의 감별 등으로 광범위하게 그 활용범위가 증대되고 있다. 특히, 전역 광단층 영상기기(Full-Field Optical Coherence Tomography System)는 샘플에 대한 종단면의 이미지 뿐 아니라 샘플의 횡단면 이미지도 고해상도로 획득할 수 있는 점이 장점이다. 또 다른 장점으로는, 전역 광단층 영상기기는 CCD(Charge Coupled Device)와 같은 2차원 센서 배열을 사용하므로 단지 1차원의 깊이 스캐닝(depth scanning, C-scanning)만이 요구된다는 점이다. 따라서, 이러한 전역 광단층 영상기기에 의해 고속의 2차원 이미징과 상대적으로 적은 기계적 에러를 달성할 수 있다.
그러나, 전역 광단층 영상기기에 사용되는 고배율의 대물렌즈는 매우 짧은 초점 깊이(focal depth)를 갖기 때문에, 특히 샘플의 내부 깊숙한 곳을 촬영하는 경우 촬영된 이미지의 해상도가 저하된다는 문제점이 있다. 이렇게 촬영된 이미지의 해상도가 저하되는 경우는 특히, 샘플의 굴절지수(Refractive Index, RI)가 주변 매질(surrounding medium)의 굴절지수보다 매우 클 때 잘 발생된다.
즉, 광단층 영상기기를 사용하여 샘플의 영상을 촬영하는 경우, 먼저, 샘플의 표면에 초점 평면(focal plane)이 설정되고, 다음으로 영상기기의 샘플단을 조정하는 것에 의해 이미지 평면(image plane)이 초점 평면과 같은 위치에 설정된다.
그 후, 샘플의 내부 이미지에 대한 3차원 입체영상을 획득하기 위해, 샘플이 위치한 스테이지를 사용하여 샘플을 위로 이동하여 C-scan을 실시한다. 이러한 과정에서 샘플과 샘플을 둘러싼 매질(물 또는 공기 등)의 굴절지수의 차이(mismatch)로 인해 초점 평면으로부터 이미지 평면이 벗어나게 되는 문제점이 발생하는 것이다.
따라서, 이하에서 서술되는 본 발명에서는 초점 평면과 이미지 평면의 불일치에 따라 일어나는 촬영된 영상의 해상도 저하를 수치적 방법에 의해 향상시키는 기술을 제안하고자 한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 관점으로부터 본 발명은 광단층 영상기기에서 촬영된 영상의 해상도 저하를 수치적 방법으로 보정하여 이미지 해상도를 향상하는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제와 관련하여, 본 발명에서는 프레넬 회절 이론(Fresnel diffraction theory)과 4-버킷 방법(4-bucket method)을 적용하여 초점 평면과 이미지 평면의 불일치 현상에 의해 일어나는 이미지 왜곡을 보정하는 방법을 제안한다.
그러나, 본 발명의 기술적 과제는 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 광단층 영상기기를 사용하여 촬영된 샘플의 이미지 해상도 향상방법은, (a) 4개의 분할된 시간간격을 따라 누적되는 상기 샘플의 간섭 이미지들을 획득하는 단계와, (b) 상기 획득된 간섭 이미지들을 미리 결정된 연산 알고리즘에 적용하여 하나의 간섭신호 강도정보와 간섭신호 위상정보를 획득하는 단계와, (c) 상기 간섭신호 강도정보와 간섭신호 위상정보를 이용하여 상기 샘플의 복소 성분을 획득하는 단계와, (d) 상기 복소 성분을 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 변환하고 상기 주파수 영역에서 z축 방향으로 이격된 거리에서의 상기 샘플의 파형정보를 획득하는 단계 및 (e) 상기 획득된 샘플의 파형정보를 역 푸리에 변환하여 상기 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 복소 성분을 획득하고 상기 복소 성분으로부터 상기 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 이미지를 획득하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 (d)단계는 (d1) 상기 복소 성분 정보를 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계와, (d2) 상기 주파수 영역에서 z축 방향으로 이격된 거리에서의 상기 샘플의 파형을 얻기 위한 복소 인자를 생성하는 단계 및 (d3) 상기 복소 인자와 상기 주파수 영역의 신호를 연산하여 상기 z축 방향으로 이격된 거리에서의 상기 샘플의 파형정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 (b)단계의 미리 결정된 연산 알고리즘은 다음과 같은 수학식일 수 있다.
[수학식]
(1)
Figure pat00001
(2)
Figure pat00002
여기서,E1,E2,E3 및 E4는
Figure pat00003
에 의해 결정되며,
Figure pat00004
는 시간에 따라 변하는 변조위상 성분, Ω는 변조 진폭, θ는 초기 위상으로 이론적으로 각각 2.45, 0.98의 값을 가지며,
Figure pat00005
는 비간섭 신호에서의 광의 평균 크기,
Figure pat00006
는 간섭신호의 강도정보,
Figure pat00007
는 간섭신호의 위상정보,
Figure pat00008
는 광단층 영상기기에 구비되는 CCD의 픽셀위치이다.
또한, 바람직하게는, 상기 (c)단계의 복소 성분은 하기의 수학식에 의해 획득될 수 있을 것이다.
[수학식]
Figure pat00009
본 명세서에 기재되는 내용으로부터 파악되는 본 발명에 따르면, 획득된 영상에 수치적 보정방법을 적용하므로, 별도의 기계적 방법이나 광단층 영상기기의 조정을 통하지 않고도 해상도가 향상된 이미지를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 광단층 영상기기의 PZT의 기계적 멈춤을 유발하기 않고 정현파 형태의 안정적인 동작에서 간섭 이미지를 획득하므로 위상잡음이 보다 적은 정확한 이미지를 보다 빠른 속도로 획득할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 전역 광단층 영상기기의 구동 원리를 설명하기 위해 도시한 도,
도 2는 전역 광단층 영상기기에서 샘플단의 움직임에 따라 이미지 평면이 변동되는 것을 설명하기 위해 도시한 도,
도 3은 전역 광단층 영상기기에서 샘플의 굴절지수에 따라 초점 평면이 변동되는 것을 설명하기 위해 도시한 도,
도 4는 전역 광단층 영상기기에서 샘플의 움직임에 따른 현상을 종합적으로 설명하기 위해 도시한 도,
도 5는 본 발명에 따른 전역 광단층 영상기기에서의 이미지 해상도 향상방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 차트,
도 6은 본 발명에 따른 이미지 해상도 향상방법 적용 전의 샘플의 이미지와 본 발명에 따른 이미지 해상도 향상방법 적용 후의 샘플 이미지를 비교 설명하기 위해 도시한 도이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 여기의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소에 바로 연결될 수도 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있음을 의미한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
먼저, 본 발명에 따른 이미지 해상도 향상방법을 설명하기 전에, 광단층 영상기기(OCT System)를 사용하여 샘플의 영상을 촬영하는 과정을 설명하기로 한다. 보다 상세하게는, 상기 설명에는 광단층 영상기기를 사용하여 샘플의 영상을 촬영하는 과정에서 초점 이탈된 영상이 촬영되는 원리에 대한 설명이 포함된다.
도 1은 전역 광단층 영상기기의 구동 원리를 설명하기 위해 도시한 도이다.
도 1에 도시된 광단층 영상기기는 마이켈슨 간섭계에 기반을 둔 전역 광단층 영상기기이다. 도 1에 도시된 광단층 영상기기에서는 광원(10)으로서, 넓은 대역의 광원 확보를 위해 할로겐 발광기(halogen illuminator)를 사용하며, 전체 광단층 영상기기가 220nm의 스펙트럼 대역폭(spectral bandwidth)을 갖는다. 작동을 설명하면, 먼저, 광원(10)에서 발광된 광은 광섬유를 통해 전달되어 빔분할기(60, Beam Splitter)에 입사되어 여기서 각각 샘플단과 기준단으로 분리된다. 샘플단으로 전달된 광은 대물렌즈(70)를 통해 전동 스테이지(80)에 놓인 샘플에 전달되며 샘플에 의해 반사된 광이 다시 빔분할기(60)로 전달된다. 한편, 기준단으로 전달된 광은 대물렌즈(50)를 통해 반사경(RM)에 전달되며, 반사경에 의해 반사된 광은 다시 빔분할기(60)로 전달된다. 이 때, 두 광이 겪는 광경로의 차가 광원의 가간섭거리 이내에 있을 때 간섭을 일으키게 되는 것이다. 이렇게 간섭된 신호는 CCD 카메라(30)에 기록된다.
한편, 기준단에는 PZT(Piezoelctric Transducer)가 구비되는데, 이 PZT는 위상 변조된 간섭신호를 제공한다. 샘플단에는 전동 스테이지(80)가 구비되어 상기 전동 스테이지(80)에 놓인 샘플은 전동 스테이지(80)의 구동에 따라 수직 상승하거나 하강한다.
이하에서는 상술한 전역 광단층 영상기기에 의해 촬영되는 영상에서 초점 이탈된 영상이 생성되는 원리에 대해 설명하기로 한다.
인-페이스(en-face)이미지는 기준단과 샘플단의 광경로차가 광원의 가간섭거리보다 적을 때 샘플에 형성되는 이미지 평면으로부터 획득된다. 우선, 초점 평면과 이미징 평면은 최초에 샘플의 최상위 표면에 존재한다고 가정한다. 따라서, 이 때는 시스템이 초점일치 상태이다(in focus).
다음, 샘플의 깊이 영상을 얻기 위해 샘플을 상승시키게 되면, 이미지 평면은 이제 샘플의 내부에 위치하게 된다. 그러나, 이 때, 샘플의 움직임에 따라 이미지 평면과 초점 평면은 불일치하게 되는데, 이는 샘플을 둘러싸는 매질(물)의 굴절지수에 기인한다.
도 2는 전역 광단층 영상기기에서 샘플단의 움직임에 따라 이미지 평면이 변동되는 것을 설명하기 위해 도시한 도이다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 기준단의 광경로(OPL, Optical Path Length)는
Figure pat00010
이다. 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 이미지 평면이 샘플의 최상단에 위치하고 있을 때, 샘플단의 광경로(OPL)는
Figure pat00011
이다. 초점 일치된 OCT 이미지를 획득하기 위해서는
Figure pat00012
와 같은 조건이 만족되어야 한다. 샘플이 거리 t만큼 상승하게 되면, 이미지 평면의 위치는 도 2(b)와 비교할 때, 상승된 위치로 이동하는데, 이는 샘플단과 기준단에서 동일한 광경로를 만족하는 위치에서 형성되었기 때문이다. 따라서, 도 2(c)에 도시된 바와 같이 이미지 평면의 위치는 샘플의 최상단 표면에서 x 만큼 아래의 위치에 있게 된다.
이때의 상기 x는
Figure pat00013
와 같이 표현되며 여기서, n0는 매질의 굴절지수, n은 샘플의 굴절지수이다.
즉, 샘플이 t만큼 상승하게 되면, 이미지 평면은
Figure pat00014
만큼 상승하게 된다.
한편, 샘플의 상승에 따른 초점 평면의 변동에 대해 설명한다.
도 3은 전역 광단층 영상기기에서 샘플의 굴절지수에 따라 초점 평면이 변동되는 것을 설명하기 위해 도시한 도이다. 도 2를 통해 설명한 바와는 상반되게, 샘플이 상승하게 되면 초점 평면은 하강한다. 이는, 굴절 때문에 발생하는 현상으로, 광이 보다 높은 굴절지수(RI)를 갖는 미디엄을 만나게 되면 초점거리가 더 길어지기 때문이다.
즉, 초점거리는 샘플이 t만큼 상승하게 되면,
Figure pat00015
와 같이 변동된다. 여기에 스넬의 법칙과 대물렌즈의 정의를 반영하면,
Figure pat00016
과 같이 된다.
이를 종합하면, 샘플의 움직임에 따라서, 이미지 평면은
Figure pat00017
만큼 상승하고, 초점 평면은
Figure pat00018
만큼 하강하게 되는 것이다. 따라서, 샘플이 거리 t만큼 상승하면, 분리된 초점 평면과 이미지 평면 간의 거리차이
Figure pat00019
는
Figure pat00020
로 정리된다. 이와 같이, 초점 평면과 이미지 평면간의 분리된 거리는 샘플의 움직인 거리와 굴절지수에 따라 비례적으로 증가된다. (도 4 참조)
초점 평면과 이미지 평면 간의 분리된 거리가 샘플의 움직인 거리에 따라 비례적으로 증가하는 그래프는 4(b)에 도시되어 있다.
이하에서는, 상술한 바에 근거하여 전역 광단층 영상기기에서 촬영된 샘플의 이미지가 샘플의 상승, 하강에 따라 저해상도를 갖게 되는 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 전역 광단층 영상기기에서의 이미지 해상도 향상방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 차트이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이미지 해상도 향상방법은, 광단층 영상기기의 CCD 카메라에서 촬영되는 영상을 4개의 분할된 시간간격에서 누적되어 생성되는 간섭 이미지들을 획득하는 단계(S10), 상기 간섭 이미지들에 미리 결정된 연산 알고리즘을 적용하여 간섭신호 강도정보 및 간섭신호 위상정보를 획득하는 단계(S20), 샘플의 복소 성분을 획득하는 단계(S30), 복소 성분에 푸리에 변환을 적용하여 이를 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계(S40), 주파수 영역에서 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 파형정보를 획득하기 위해 복소 인자를 생성하는 단계(S50), z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 파형정보를 획득하는 단계(S60), 상기 파형정보에 역 푸리에 변환을 적용하여 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 복소 성분을 생성하는 단계(S70) 및 상기 복소 성분을 이용하여 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 이미지를 획득하는 단계(S80)를 포함한다.
여기서, S10단계는 기준단에 구비된 PZT에서 제공되는 정현파의 위상 변조를 이용하여 샘플의 특정 깊이에서 주기 T동안 위상 변조된 4개의 간섭 이미지를 CCD 카메라로 연속적으로 획득하는 단계로, 하기의 [수학식 1]로 표현되는 신호를 얻는다.
[수학식 1]
Figure pat00021
여기서,
Figure pat00022
는 시간에 따라 변하는 변조위상 성분, Ω는 변조 진폭, θ는 초기 위상으로 이론적으로 각각 2.45, 0.98를 최적 값으로 갖으며,
Figure pat00023
는 비간섭 신호에서의 광의 평균 크기(DC 성분),
Figure pat00024
는 간섭신호의 강도정보,
Figure pat00025
는 간섭신호의 위상정보,
Figure pat00026
는 광단층 영상기기에 구비되는 CCD의 픽셀위치이다.
S20단계는 간섭 이미지들에 미리 결정된 연산 알고리즘을 적용하여 간섭신호 강도정보 및 간섭신호 위상정보를 획득하는 단계로서, 여기의 미리 결정된 연산 알고리즘은 하기의 [수학식 2]로 표현된다.
[수학식 2]
(1)
Figure pat00027
(2)
Figure pat00028
이와 같이, 간섭신호 강도정보
Figure pat00029
및 간섭신호의 위상정보
Figure pat00030
를 획득한다. 일반적으로 샘플의 특정 깊이에서의 OCT 정보는 [수학식 2(1)]로 충분하지만 이 때 샘플단의 결상광학계가 원하는 깊이에 초점이 맺혀 있지 않을 수 있으므로 고정 초점을 사용하는 결상광학계는 깊이를 갖는 3차원 샘플에 대한 샘플 내부 영상을 모두 In-focusing 상태로 얻을 수는 없다. 따라서 Defocusing된 거리에서 얻은 OCT 이미지를 Digital processing으로 In-focusing 상태로 변환해 주는 방법이 요구되는데 [수학식 2(1) 및 (2)]로 얻은 Complex amplitude 정보에 Fresnel-kirchhoff diffraction 원리를 적용하여 Digital focusing 된 샘플의 이미지를 획득할 수 있는 것이다.
S30단계는 상기 S20단계에서 획득한 간섭신호 강도정보와 간섭신호 위상정보를 이용하여 샘플의 복소 성분을 획득하는 단계로 하기의 [수학식 3]으로 정리된다.
[수학식 3]
Figure pat00031
S40단계는 S30단계에서 획득된 복소 성분에 푸리에 변환을 적용하여 이를 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계로 하기의 [수학식 4]로 정리된다.
[수학식 4]
Figure pat00032
S50단계는 주파수 영역에서 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 파형정보를 획득하기 위해 복소 인자를 생성하는 단계, 여기의 복소 인자는 다음 [수학식 5]로 정의된다.
[수학식 5]
Figure pat00033
S60단계는 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 파형정보를 획득하는 단계로, 파형정보는 상술한 주파수 영역의 신호와 복소 인자를 이용하여 획득하며, 이에 관한 수학식은 하기 [수학식 6]과 같다.
[수학식 6]
Figure pat00034
S70단계는 상기 파형정보에 역 푸리에 변환을 적용하여 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 복소 성분을 생성하는 단계로 하기 [수학식 7]로 표현된다.
[수학식 7]
Figure pat00035
다음으로 S80단계는 상기 복소 성분을 이용하여 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 이미지를 획득하는 단계로서 다음 [수학식 8]로 정리된다.
[수학식 8]
Figure pat00036
도 6은 본 발명에 따른 이미지 해상도 향상방법 적용 전의 샘플의 이미지와 본 발명에 따른 이미지 해상도 향상방법 적용 후의 샘플 이미지를 비교 설명하기 위해 도시한 도이다.
구체적으로, 도 6(a)는 인간의 머리카락(human hair)의 표면으로부터 6㎛ 깊이에 위치한 횡단면에 대한 OCT 영상, 도 6(b)는 도 6(a)의 확대 영상, 도 6(c)는 본 발명에 따라 수치적 보정이 수행된 영상, 도 6(d)는 도 6(c)의 확대 영상, 도 6(e)는 도 6(b)에 표시된 원 내부의 하나의 멜라인 그래뉼(malanin granule)에 대해 화살표 방향을 따라 획득한 선 이미지, 도 6(f)는 도 6(d)에 표시된 원 내부의 하나의 멜라인 그래뉼(malanin granule)에 대해 화살표 방향을 따라 획득한 선 이미지이다.
도 6에 도시된 생체의학적 샘플에 있어서, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 인간의 머리카락은 큐티클 층(cuticle layer)와 콜텍스(cortex)로 구성되어 있음을 알 수 있다. 큐티클 층은 머리카락의 표면을 감싸며, 그 내부에는 콜텍스로 채워져 있다. 도 6(a)의 확대도인 도 6(b)를 참조하면, 콜텍스의 내부에는 다수의 멜라닌 그래뉼이 자리하고 있음을 알 수 있다. 그러나 이들 도 6(a)와 도 6(b)에 의하면 특히, 멜라닌 그래뉼에 해상도가 좋지 않음을 알 수 있다. 이것은 마치 다소 번져있는 듯한 영상이다. 더욱이, 번짐이 있는 영상 때문에 인접한 멜라인 그래뉼간을 명확하게 구분하는 것이 불가능하다. 이에 비해, 본 발명에서 제안된 수치적 이미지 해상도 향상방법이 적용된 도 6(c)와 도 6(d)를 참조하면, 이들에서는 인접한 멜라닌 그래뉼간에도 명확한 구분이 가능함을 알 수 있다. 이러한 차이점을 보다 명확하게 설명하기 위해 선 이미지(line image)로 도시된 도 6(e) 및 도 6(f)를 참조하여 설명한다.
도 6(e)는 도 6(b)에서 원으로 표시된 내부에 존재하는 멜라닌 그래뉼을 화살표 방향에 따라 그 강도를 측정한 그래프이다. 마찬가지로 도 6(f)는 도 6(d)에서 원으로 표시된 내부에 존재하는 멜라닌 그래뉼을 화살표 방향에 따라 그 강도를 측정한 그래프이다. 도 6(e)와 도 6(f)를 상호 비교하면, 본 발명에 따른 수치적 이미지 보정을 적용한 도 6(f)에서 도 6(e)보다 해상도가 좋은 영상을 획득할 수 있음을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.

Claims (4)

  1. 광단층 영상기기를 사용하여 촬영된 샘플의 이미지 해상도 향상방법에 있어서,
    (a) 4개의 분할된 시간간격을 따라 누적되는 상기 샘플의 간섭 이미지들을 획득하는 단계;
    (b) 상기 획득된 간섭 이미지들을 미리 결정된 연산 알고리즘에 적용하여 하나의 간섭신호 강도정보와 간섭신호 위상정보를 획득하는 단계;
    (c) 상기 간섭신호 강도정보와 간섭신호 위상정보를 이용하여 상기 샘플의 복소 성분을 획득하는 단계;
    (d) 상기 복소 성분을 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 변환하고 상기 주파수 영역에서 z축 방향으로 이격된 거리에서의 상기 샘플의 파형정보를 획득하는 단계; 및
    (e) 상기 획득된 샘플의 파형정보를 역 푸리에 변환하여 상기 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 복소 성분을 획득하고 상기 복소 성분으로부터 상기 z축 방향으로 이격된 거리에서의 샘플의 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 이미지 해상도 향상방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계는
    (d1) 상기 복소 성분 정보를 푸리에 변환하여 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계;
    (d2) 상기 주파수 영역에서 z축 방향으로 이격된 거리에서의 상기 샘플의 파형을 얻기 위한 복소 인자를 생성하는 단계; 및
    (d3) 상기 복소 인자와 상기 주파수 영역의 신호를 연산하여 상기 z축 방향으로 이격된 거리에서의 상기 샘플의 파형정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 해상도 향상방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계의 미리 결정된 연산 알고리즘은 하기의 수학식인 것임을 특징으로 하는 이미지 해상도 향상방법.
    [수학식]
    (1)
    Figure pat00037

    (2)
    Figure pat00038

    여기서, E1,E2,E3 및 E4는
    Figure pat00039
    에 의해 결정되며,
    Figure pat00040
    는 시간에 따라 변하는 변조위상 성분, Ω는 변조 진폭, θ는 초기 위상으로 각각 2.45, 0.98이며,
    Figure pat00041
    는 비간섭 신호에서의 광의 평균 크기(DC 성분),
    Figure pat00042
    는 간섭신호의 강도정보,
    Figure pat00043
    는 간섭신호의 위상정보,
    Figure pat00044
    는 광단층 영상기기에 구비되는 CCD의 픽셀위치임.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (c)단계의 복소 성분은 하기의 수학식에 의해 획득되는 것임을 특징으로 하는 이미지 해상도 향상방법.
    [수학식]
    Figure pat00045
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