KR20160074851A - Ｏｃｔ 영상에서 영역의 중심점 검출 방법 및 그 장치 - Google Patents

Ｏｃｔ 영상에서 영역의 중심점 검출 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법 및 그 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법은 OCT 영상을 획득하는 단계; 획득한 영상을 미리 정해진 임계값에 의해 이진화하는 단계; 이진화 영상으로부터 검출하고자 하는 영역을 후보점으로 선별하는 단계; 각 후보점에 대하여 십자 방향으로 확장하면서 검출하고자 하는 영역의 경계 지점까지 트래킹하는 단계; 및 각 후보점 중에서 경계 지점까지의 거리가 최대인 후보점을 중심점으로 산출하는 단계를 포함한다.

Description

ＯＣＴ 영상에서 영역의 중심점 검출 방법 및 그 장치{Method and apparatus for detecting center point of region in OCT image}
본 발명은 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히, OCT 영상 내의 이물질 영역을 검출하는 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근, 의료 영상 분야에서, 컴퓨터 단층 촬영이나 자기 공명 영상 촬영보다 구자고 간단한 광 간섭성 단층 촬영(OCT; Optical Coherence Tomography)의 사용이 시도되고 있다.
광 간섭성 단층 촬영은 저 코히어런트(low coherence) 광을 생체와 같은 다중 산란 물질에 조사하고 물질로부터 반사된 광을 검출하여 단층 화상을 얻는 장치로서 주로 의료 분야에서 사용하였으나, 간단한 구조 및 OCT 영상의 정확한 생성에 의해 제품 검사 분야로 그 범위가 확대되고 있다.
한편, 제품 검사시, 검사 대상 제품의 표면 상에 형성된 이물질을 판별하는 것이 중요한 요소이나, 촬영된 영상으로부터 이물질 영역을 판별하는 방법은 대량의 화소에 대한 연산을 필요로 하여 연산부하가 증가하고 해당 영역의 위치 및 크기의 산출이 복잡한 문제점이 있다.
KR 0657867 B
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 OCT 영상에서 여러 가지 영역들에 대한 위치의 지정 및 해당 영역의 크기 산출을 GPU를 이용하여 병렬 처리할 수 있는 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법 및 그 장치를 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법이 제공된다. 상기 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법은 OCT 영상을 획득하는 단계; 상기 획득한 영상을 미리 정해진 임계값에 의해 이진화하는 단계; 상기 이진화 영상으로부터 검출하고자 하는 영역을 후보점으로 선별하는 단계; 각 후보점에 대하여 십자 방향으로 확장하면서 상기 검출하고자 하는 영역의 경계 지점까지 트래킹하는 단계; 및 상기 각 후보점 중에서 상기 경계 지점까지의 거리가 최대인 후보점을 중심점으로 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 검출하고자 하는 영역은 밝기가 "1"이고, 이물질에 대응하는 영역일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 트래킹하는 단계는 임의의 후보점을 기준으로 수직 또는 수평 방향으로 1 화소씩 확장한 위치가 상기 검출하고자 하는 영역과 동일한 밝기를 갖는지를 판별하는 단계; 상기 해당 후보점에 대하여 상기 확장한 각각의 위치가 상기 검출하고자 하는 영역과 모두 상이한 밝기인 경우, 상기 해당 후보점에 대한 상기 경계 지점까지의 거리를 산출하는 단계; 및 상기 해당 후보점에 대하여 상기 확장한 각각의 위치의 밝기가 상기 검출하고자 하는 영역의 밝기와 적어도 하나의 방향에 대하여 동일한 밝기인 경우, 동일한 밝기의 방향으로 트래킹 범위를 확장하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 중심점을 산출하는 단계는 상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰지를 판단하는 단계; 상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 상기 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰 경우, 상기 해당 후보점을 신규 중심점으로 등록하는 단계; 및 상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 상기 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 작은 경우, 상기 해당 후보점을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 트래킹하는 단계는 상기 각 후보점에 대하여 병렬로 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치가 제공된다. 상기 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치는 획득된 OCT 영상을 저장하는 영상 저장부; 상기 저장된 영상을 미리 정해진 임계값에 의해 이진화하여 검출하고자 하는 영역을 후보점으로 선별하는 이진화 영상 산출부; 각 후보점에 대하여 십자 방향으로 확장하면서 상기 검출하고자 하는 영역의 경계 지점까지 트래킹하는 트래킹부; 및 상기 각 후보점 중에서 상기 경계 지점까지의 거리가 최대인 후보점을 중심점으로 산출하는 중심점 산출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 트래킹부는 임의의 후보점을 기준으로 수직 또는 수평 방향으로 1 화소씩 확장한 위치가 상기 검출하고자 하는 영역과 동일한 밝기를 갖는지를 판별하는 판별부; 상기 해당 후보점에 대하여 상기 확장한 각각의 위치가 상기 검출하고자 하는 영역과 모두 상이한 밝기인 경우, 상기 해당 후보점에 대한 상기 경계 지점까지의 거리를 산출하는 최대 거리 산출부; 및 상기 해당 후보점에 대하여 상기 확장한 각각의 위치의 밝기가 상기 검출하고자 하는 영역의 밝기와 적어도 하나의 방향에 대하여 동일한 밝기인 경우, 동일한 밝기의 방향으로 트래킹 범위를 확장하는 트래킹 범위 조정부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 중심점 산출부는 상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰지를 판단하여, 상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 상기 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰 경우, 상기 해당 후보점을 신규 중심점으로 등록하고, 상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 상기 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 작은 경우, 상기 해당 후보점을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 트래킹부는 상기 각 후보점에 대하여 병렬 처리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법 및 그 장치는 후보점에 대한 중심점 여부의 판단시 후보점들 사이의 영향 없이 단독으로 수행할 수 있고 따라서 병렬 처리가 가능하며 GPU를 이용하여 고속 연산을 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예는 OCT 영상 해석에서 지정된 위치에 지정된 크기의 폐쇄 영역을 검출할 수 있어 특정 위치에서 이물질 검출 여부를 판단할 수 있고, 따라서 적용 분야를 제품의 결함 검사로 확대할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 제품 결함 검사에 활용하여 제품 결합 검사를 고속으로 수행할 수 있어 제품의 검사 시간을 단축함으로써 제품의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 시스템의 개략적 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2의 십자 방향 영역 트래킹의 세부적인 구성을 나타낸 순서도이다.
도 4는 도 3의 십자 방향 영역 트래킹을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법에 이용한 중심점 검출 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치의 세부구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 도 6의 트래킹부의 세부구성을 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 시스템의 개략적 구성도이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 OCT 시스템을 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 시스템은 광 간섭성 단층 촬영 장치(10), 중심점 검출 장치(20) 및 검사 대상(30)을 포함한다. 여기서, 검사 대상(30)은 이물질 검사를 위한 제품일 수 있다.
광 간섭성 단층 촬영 장치(10)는 광원(110), 광 커플러(120), 레퍼런스부(130), 스캐닝 프로브(140), 및 광 단층 촬영부(150)를 포함한다.
광원(110)은 간섭 길이가 수 마이크로미터 정도인 광과 같이, 광 대역폭이 넓어서 간섭 길이가 짧은 광을 발생할 수 있다. 예를 들면, 광원은 중심파장이 840㎚인 근적외선 파장 대역(800㎚ ~ 1550㎚)을 갖고, 반치폭(FWHM, Full Width Half Maximum)이 50㎚이며, 최대 출력 파워는 5.3㎽의 특성을 가질 수 있다.
광 커플러(120)는 광원(110)으로부터 발생된 광을 수신한 후, 수신한 광을 분할하여 광섬유를 통하여 레퍼런스부(130) 및 스캐닝 프로브(140)로 전달할 수 있다. 이와 반대로, 광 커플러(120)는 레퍼런스부(130)로부터 제 1 반사 광 및 스캐닝 프로브(140)로부터 제 2 반사 광을 전달받아 광 단층 촬영부(150)로 전달할 수 있다.
레퍼런스부(130)는 광 커플러(120)로부터 분할된 광을 수신하여 위상 스캔하고 반사시켜, 제 1 반사 광을 광 커플러(120)로 전달할 수 있으며, 콜리메이터(132), 포커싱 렌즈(134), 및 레퍼런스 미러(136)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 콜리메이터(132)는 광 커플러(120)로부터 출사된 광을 수신하여 평행 광으로 변환시켜 포커싱 렌즈(134)로 출사할 수 있다. 포커싱 렌즈(134)는 콜리메이터(132)를 통하여 변환된 평행 광이 하나의 포커스로 모이도록 평행 광의 포커스 거리를 조절할 수 있다. 레퍼런스 미러(136)는 포커싱 렌즈(134)를 통하여 하나의 포커스로 모인 광을 수신한 후 반사시켜 생성된 제 1 반사 광을 포커싱 렌즈(134)로 다시 전달함으로써, 광 경로를 변경할 수 있다.
스캐닝 프로브(140)는 광 커플러(120)로부터 분할되어 입사된 광을 검사 대상(30)에 조사하여, 검사 대상(30)으로부터의 제 2 반사 광을 광 커플러(120)로 전달할 수 있으며, 콜리메이터(142), 스캐닝 미러(144), 및 스캔 렌즈(146)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 콜리메이터(142)는 광 커플러(120)를 통하여 분할되어 입사된 광을 수신하여 평행 광으로 변환할 수 있다. 스캐닝 미러(144)는 콜리메이터(142)로부터 평행 광을 전달받아 평형광의 광 경로를 변경한 후 검사 대상(30)으로 광을 조사하며, 검사 대상(30)으로부터 반사된 제 2 반사 광을 스캔한 후 제 2 반사 광의 광 경로를 변경하여 광 커플러(120)로 전달할 수 있다. 스캔 렌즈(146)는 스캐닝 미러(144)를 통하여 조사된 광을 검사 대상(30)에 하나의 포커스로 조사되도록 광의 포커스를 조절할 수 있다.
광 단층 촬영부(150)는 광 커플러(120)로부터 입사된 제 1 반사 광 및 제 2 반사 광을 전기적 신호로 변환하여, 검사 대상(30)에 대한 OCT 영상을 생성할 수 있으며, 콜리메이터(152), 회절격자(154), 포커싱 렌즈(156), 및 라인 스캔 카메라(158)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 콜리메이터(152)는 레퍼런스부(130)와 스캐닝 프로브(140)로부터 반사된 제 1 반사 광 및 제 2 반사 광을 광 커플러(120)를 통하여 수신하여 평행 광으로 변환시킬 수 있다. 회절격자(154)는 콜리메이터(152)를 통하여 변환된 평형광을 수신하여 각 파장별로 회절시킬 수 있다. 포커싱 렌즈(156)는 회절격자(154)를 통하여 회절된 평행 광을 각 파장 대역에 따라 하나의 포커스로 모이도록 평행 광의 포커스 거리를 조절할 수 있다. 라인 스캔 카메라(158)는 포커싱 렌즈(156)를 통하여 각 파장 대역에 따라 하나의 포커스로 모인 광을 라인 상태로 스캔하여 검사 대상(30)의 영상을 생성할 수 있으며, 예를 들면, CMOS 카메라를 포함할 수 있다.
중심점 검출 장치(20)는 OCT 영상에서 나타나는 영역들에 대하여 각 영역들의 위치를 독립적으로 지정할 수 있고 또한 십자 방향 트래킹을 활용하여 해당 영역의 크기를 산출할 수 있으므로 영역 기반 분석이 가능하다. 이러한 중심점 검출 장치(20)는 제품 표면의 이물질 영역과 같은 의미 있는 영역 수집 시에 해당 영역의 위치와 크기에 대한 수집에 활용할 수 있으므로 영상 해석에 중요한 기능을 가질 수 있다.
또한, 중심점 검출 장치(20)는 영상 처리에서 영역 검출에 관련된 것으로서 위치를 기반으로 영역의 존재 여부를 판단하고 영역의 중심점임을 트래킹하여 검증하는 방식으로 수행된다. 여기서 영역의 중심점은 OCT 영상을 미리 설정된 임계값에 의해 이진화한 모든 위치에서 판별 작업을 통해 결정되며, 이러한 판별 작업은 십자 방향 영역 트래킹 방식으로 수행되고, 트래킹의 정도에 따라 해당 영역의 크기를 산출할 수 있다.
이하 도 2 내지 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법을 더 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3은 도 2의 십자 방향 영역 트래킹의 세부적인 구성을 나타낸 순서도이며, 도 4는 도 3의 십자 방향 영역 트래킹을 설명하기 위한 개념도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법에 이용한 중심점 검출 예이다.
OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법(200)은 OCT 영상을 획득하는 단계(S201), OCT 영상을 이진화하는 단계(S202), 후보점에 대한 십자 방향 영역을 트래킹하는 단계(S203 내지 S205), 후보점 중에서 중심점을 산출하는 단계(S206 내지 S209), 및 영역의 크기를 산출하는 단계(S210)로 구성된다.
보다 상세히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 광 간섭성 단층 촬영 장치(10)로부터 OCT 영상을 획득할 수 있다(단계 S201).
다음으로, 광 간섭성 단층 촬영 장치(10)로부터 획득하여 중심점 검출 장치(20)에 저장된 OCT 영상을 미리 정해진 임계값에 의해 이진화할 수 있다(단계 S202). 여기서, OCT 영상의 크기를 R × C(R,C는 자연수)로, 각 화소의 좌표값을 r, c라고 가정하면, 이진화 영상(B)은 아래의 식으로 표현할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, T는 이진화 영상의 임계치이고, I(r,c)는 화소의 좌표(r,c)에서의 밝기이다.
다음으로, 이진화 영상으로부터 검출하고자 하는 영역을 후보점으로 선별할 수 있다(단계 S203). 여기서, 검출하고자 하는 영역은 수학식 1에서 밝기가 "1"인 영역이고, 예를 들면, 이물질에 대응하는 영역일 수 있다. 즉, 위의 이진화 영상에서 각 밝기 "1"을 갖는 화소를 중심점에 대한 후보점으로서 선별할 수 있다.
다음으로, 영역에 대한 트래킹을 위한 임의의 후보점을 선택할 수 있다(단계 S204). 도 2에서는 개별 후보점들에 대한 순차적인 트래킹을 예로 설명하여 선별된 후보점 중에서 하나의 후보점을 선택하여 트래킹을 수행하는 것으로 설명하였으나, 트래킹을 병렬로 처리하는 경우에는 병렬 처리 수에 따른 개수의 후보점을 선택할 수 있다.
다음으로, 선택된 후보점에 대하여 십자 방향으로 확장하면서 검출하고자 하는 영역의 경계 지점까지 트래킹할 수 있다(단계 S205). 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 선택된 후보점을 중심으로 수평 및 수직 양방향에 대하여 십자 방향으로 확장하면서 해당 위치에 대한 화소의 밝기를 판별하여 화소의 밝기가 상이한 경계 지점까지 영역에 대한 트래킹을 수행할 수 있다. 도 4에서, 각각의 원은 화소를 표시하며, 검정색 원은 이진화 영상에서 "0"의 밝기이고, 백색원은 "1"의 밝기이다. 여기서, 트래킹 대상 후보점 C(r,c)은 회색원으로 표시된다.
이와 같은 트래킹 단계를 도 3을 참조하여 더 상세하게 설명한다.
먼저, 임의의 후보점을 기준으로 수직 또는 수평 방향으로 1 화소씩 확장한 위치가 검출하고자 하는 영역과 동일한 밝기를 갖는지를 판별할 수 있다(단계 S301). 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 후보점 C(r,c)에 대하여 십자 방향으로 1화소씩 확장한 위치, 즉, 수평 방향 B(r,c-1) 및 B(r,c+1)와 수직 방향 B(r+1,c) 및 B(r-1,c)에 대한 밝기의 값을 판별할 수 있다.
다음으로, 해당 후보점에 대하여 확장한 각각의 위치가 검출하고자 하는 영역과 모두 상이한 밝기인지를 판단하여(단계 S302), 해당 후보점에 대하여 확장한 각각의 위치가 검출하고자 하는 영역과 모두 상이한 밝기인 경우, 즉, 해당 위치가 모두 "0"의 밝기를 갖는 경우, 해당 후보점에 대한 경계 지점까지의 거리를 산출할 수 있다(단계 S303). 여기서, 검출하고자 하는 영역과 상이한 밝기를 갖는 트래킹 위치는 "0"의 밝기를 갖기 때문에, 결과적으로 검출하고자 하는 영역, 즉 이물질 영역의 경계 지점을 의미한다. 다시 말하면, 십자 방향 트래킹 위치의 밝기가 모두 "0"인 경우, 해당 후보점을 중심으로 최대 트래킹 범위이므로, 해당 후보점에서 경계 지점까지의 거리를 산출할 수 있다. 이와 같이 해당 후보점에 대한 경계 지점까지의 거리가 산출되면 해당 후보점에 대한 트래킹을 종료하고, 도 2의 단계 S206으로 진행할 수 있다.
단계 S302의 판단 결과, 해당 후보점에 대하여 확장한 각각의 위치의 밝기가 검출하고자 하는 영역의 밝기와 적어도 하나의 방향에 대하여 동일한 밝기인 경우, 즉, 수평 및 수직 방향으로 확장한 위치에 대하여 적어도 하나가 "1"의 밝기를 갖는 경우, 동일한 밝기의 방향으로 트래킹 범위를 확장할 수 있고(단계 S304), 다시 단계 S301로 복귀하여 해당 후보점에 대하여 십자 방향으로 확장한 위치의 세기를 판별할 수 있다. 도 4(b) 및 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 후보점 C(r,c)에 대하여 2화소씩 확장한 위치, 즉, 수평 방향 B(r,c-2) 및 B(r,c+2)와 수직 방향 B(r+2,c) 및 B(r-2,c)로 트래킹 범위를 확장할 수 있고, 후보점 C(r,c)에 대하여 3화소씩 확장한 위치, 즉, 수평 방향 B(r,c-3) 및 B(r,c+3)와 수직 방향 B(r+3,c) 및 B(r-3,c)로 트래킹 범위를 단계적으로 확장할 수 있다.
단계 S304의 트래킹 범위 확장 및 단계 S301의 해당 위치 판별은 트래킹 위치, 즉, 십자 방향으로 확장한 위치의 밝기가 모두 "0"일 때까지, 즉, 검출하고자 하는 영역의 경계 지점까지 반복적으로 수행될 수 있다.
이와 같은 도 2의 단계 S205 및 도 3의 트래킹 단계는 각 후보점에 대하여 독립적으로 구성되기 때문에 병렬로 수행할 수 있다. 즉, 한 후보점이 중심점인지를 학인하기 위해 해당 영역을 십자 방향으로 트래킹하는 경우, 다른 후보점이나 중심점으로 결정된 후보점들이 현재 트래킹 연산중인 후보점의 중심점에 대한 중심점 여부의 결정에 영향을 주지 않기 때문에 각각에 대한 병렬 수행이 가능하다. 따라서, 다수의 후보점에 대한 트래킹의 성능을 극대화하기 위해 병렬 처리를 기반으로 GPU(Graphic processing unit)를 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들면, GPU의 스레드(thread)는 모든 후보점에 할당하고 스레드의 번호를 활용하여 트래킹 위치를 결정할 수 있다. 여기서, 이진화 영상은 컴퓨터의 메모리와 같은 중심점 검출 장치(20)의 저장부에 저장될 때 실제 물리적 메모리 주소를 가진다. 따라서 이진화 영상 데이터가 선형 메모리에 순차적으로 할당되면 2차원 좌표 값을 활용하여 후보점의 물리적 메모리 주소 값을 산출할 수 있다. 또한 후보점이 트래킹의 범위를 확장할 때 수평 및 수직 방향에 존재하는 이진화 영상의 화소들의 주소를 산출할 수 있다.
다시 도 1을 참조하여, 각 후보점 중에서 경계 지점까지의 거리가 최대인 후보점을 중심점으로 산출할 수 있다. 예를 들면, 단계 S205에서 트래킹한 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰지를 판단하여(단계 S206), 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰 경우, 해당 후보점을 신규 중심점으로 등록할 수 있다(단계 S207). 이때, 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 작은 경우, 해당 후보점을 제거하고 단계 S204로 복귀하여 다음 후보점에 대한 트래킹 및 중심점 판별(단계 S204 내지 단계 S206)을 수행할 수 있다. 여기서, 최초 트래킹시 또는 중심점 판별시에는 기등록된 중심점이 없기 때문에, 최초 선택된 후보점을 중심점으로 등록할 수 있다.
다음으로, 후보점이 존재하지 않는지를 판단하여(단계 S208), 후보점이 존재하지 않는다고 판단한 경우에는, 즉, 모든 후보점에 대한 트래킹이 완료된 경우, 최종 등록된 신규 중심점을 중심점으로 확정하여 해당 검출하고자 하는 영역에 대한 중심점을 산출할 수 있다(단계 S209).
도 2에서는 단계 S205의 십자 방향 영역 트래킹을 각각의 후보점에 대하여 수행한 직후 중심점의 여부를 판단하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 십자 방향 영역 트래킹을 병렬로 처리한 경우에는 트래킹 완료된 모든 후보점에 대하여 단계 S206 내지 단계 S208만을 반복 수행하여 중심점을 확정할 수 있다.
다음으로, 검출하자고 자는 영역에 대한 중심점을 기반으로 해당 영역의 크기를 산출할 수 있다(단계 S210). 예를 들면, 중심점과 경계 지점까지의 거리를 이용하여 해당 영역에 포함되는 화소의 수를 산출하고, 따라서, 해당 영역에 대응하는 크기를 산출할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 십자 방향 영역 트래킹 방법을 이용하여 영역의 중심점을 검색하고 크기를 산출한 예로부터, 검사 영역 내의 이물질 위치 및 영역을 정확하게 검출할 수 있다. 도 5에서, 내부에 도시된 청색 점선은 검사 영역을 나타내며, 적색 점선으로 된 원은 본 발명의 실시예에 따른 십자 방향 영역 트래킹 방법을 이용한 영역의 중심점 검출 방법에 의해 검사 영역 내부에 존재하는 영역들의 중심점을 검출하고 그 중심점에서 수평 및 수직으로 산출된 크기를 기반으로 타원으로 나타낸 것이다.
이와 같은 방법에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법은 후보점에 대한 중심점 여부의 판단시 후보점들 사이의 영향 없이 단독으로 수행할 수 있고 따라서 병렬 처리가 가능하며 GPU를 이용하여 고속 연산을 수행할 수 있으며, 특정 위치에서 이물질 검출 여부를 판단할 수 있고, 따라서 적용 분야를 제품의 결함 검사로 확대할 수 있으며, 제품 결합 검사를 고속으로 수행할 수 있어 제품의 검사 시간을 단축함으로써 제품의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치(20)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
이 때, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함하며, 예를 들면, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등일 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치의 세부구성을 나타낸 블록도이고, 도 7은 도 6의 트래킹부의 세부구성을 나타낸 블록도이다.
OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치(20)는 영상 저장부(210), 이진화 영상 산출부(220), 트래킹부(230), 중심점 산출부(240), 및 영역 산출부(250)를 포함할 수 있다.
영상 저장부(210)는 광 간섭성 단층 촬영 장치(10)로부터 획득된 OCT 영상을 저장할 수 있다. 또한 영상 저장부(210)는 이진화 영상 산출부(220)에 의해 산출된 이진화 영상을 저장할 수 있다.
이진화 영상 산출부(220)는 영상 저장부(210)에 저장된 영상을 미리 정해진 임계값에 의해 이진화하여 검출하고자 하는 영역을 후보점으로 선별할 수 있다. 여기서, 이진화 영상은 상기의 수학식 1에 의해 산출될 수 있고, 이때, 검출하고자 하는 영역은 밝기가 "1"인 화소들이며, 이물질에 대응하는 영역일 수 있다. 또한, 이진화 영상 산출부(220)는 선별된 후보점 영역을 영상 저장부(210)에 저장할 수 있다.
트래킹부(230)는 도 4에 도시된 바와 같이 각 후보점에 대하여 십자 방향으로 확장하면서 검출하고자 하는 영역의 경계 지점까지 트래킹할 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 트래킹 범위 조정부(232), 판별부(234), 및 최대 거리 산출부(236)를 포함할 수 있다.
트래킹 범위 조정부(232)는 해당 후보점에 대하여 확장한 각각의 위치의 밝기가 검출하고자 하는 영역의 밝기와 적어도 하나의 방향에 대하여 동일한 밝기인 경우, 즉, 수평 또는 수직 방향에 대하여 상이한 밝기를 갖는 경계 지점에 도달하지 않은 경우, 동일한 밝기의 방향으로 트래킹 범위를 확장할 수 있다. 예를 들면, 트래킹 범위 조정부(232)는 해당 후보점에 대하여 검사하고자 하는 영역의 경계 지점에 도달할 때까지, 수평 또는 수직 방향으로 1화소씩 트래킹 범위를 확장할 수 있다.
판별부(234)는 임의의 후보점을 기준으로 수직 또는 수평 방향으로 1 화소씩 확장한 위치가 검출하고자 하는 영역과 동일한 밝기를 갖는지를 판별할 수 있다. 즉, 판별부(234)는 후보점에 대한 십자 방향 위치가 후보점과 동일 영역인지 또는 경계 지점인지를 판별할 수 있다. 또한, 판별부(234)는 트래킹의 범위를 조정하거나 최대 거리를 산출하기 위해 해당 후보점에 대하여 확장한 각각의 위치가 검출하고자 하는 영역과 모두 상이한 밝기인지를 판단할 수 있다.
최대 거리 산출부(236)는 해당 후보점에 대하여 확장한 각각의 위치가 검출하고자 하는 영역과 모두 상이한 밝기인 경우, 해당 후보점에 대한 경계 지점까지의 거리를 산출할 수 있다. 즉, 최대 거리 산출부(236)는 십자 방향 트래킹 위치의 밝기가 모두 "0"인 경우, 해당 화소는 검출하고자 하는 영역의 경계 지점에 대응하므로, 해당 후보점과 거리를 최대 거리로서 산출할 수 있다.
이러한 트래킹부(230)는 현재 트래킹 연산중인 후보점의 중심점에 대한 중심점 여부의 결정에 영향을 주지 않기 때문 GPU를 이용하여 각 후보점들에 대하여 병렬 처리할 수 있다.
중심점 산출부(240)는 각 후보점 중에서 경계 지점까지의 거리가 최대인 후보점을 중심점으로 산출할 수 있다. 즉, 중심점 산출부(240)는 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰지를 판단하여, 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰 경우, 해당 후보점을 신규 중심점으로 등록하고, 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 작은 경우, 해당 후보점을 제거할 수 있다. 따라서, 중심점 산출부(240)는 상기와 같은 동작을 모든 후보점들에 대하여 수행함으로써 최종적으로 중심점을 확정할 수 있다.
영역 산출부(250)는 검출하고자 하는 영역에 대한 중심점을 기반으로 해당 영역의 크기를 산출할 수 있다. 예를 들면, 중심점과 경계 지점까지의 거리를 이용하여 해당 영역에 포함되는 화소의 수를 산출하고, 따라서 해당 영역에 대응하는 크기를 산출할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 ＯＣＴ 영상에서 영역의 중심점 검출 장치는 후보점에 대한 중심점 여부의 판단시 후보점들 사이의 영향 없이 단독으로 수행할 수 있고 따라서 병렬 처리가 가능하며 GPU를 이용하여 고속 연산을 수행할 수 있으며, 특정 위치에서 이물질 검출 여부를 판단할 수 있고, 따라서 적용 분야를 제품의 결함 검사로 확대할 수 있으며, 제품 결합 검사를 고속으로 수행할 수 있어 제품의 검사 시간을 단축함으로써 제품의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 광 간섭성 단층 촬영 장치
110 : 광원 120 : 광 커플러
130: 레퍼런스부 132 : 콜리메이터
134 : 포커싱 렌즈 136 : 레퍼런스 미러
140 : 스캐닝 프로브 142 : 콜리메이터
144 : 스캐닝 미러 146 : 스캔 렌즈
150 : 광 단층 촬영부 152 : 콜리메이터
154 : 회절격자 156 : 포커싱 렌즈
158 : 라인 스캔 카메라 20 : 중심점 검출 장치
210 : 영상 저장부 220 : 이진화 영상 산출부
230 : 트래킹부 232 : 트래킹 범위 조정부
234 : 판별부 236 : 최대 거리 산출부
240 : 중심점 산출부 250 : 영역 산출부
30 : 검사 대상

Claims (10)

  1. OCT 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득한 영상을 미리 정해진 임계값에 의해 이진화하는 단계;
    상기 이진화 영상으로부터 검출하고자 하는 영역을 후보점으로 선별하는 단계;
    각 후보점에 대하여 십자 방향으로 확장하면서 상기 검출하고자 하는 영역의 경계 지점까지 트래킹하는 단계; 및
    상기 각 후보점 중에서 상기 경계 지점까지의 거리가 최대인 후보점을 중심점으로 산출하는 단계를 포함하는, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출하고자 하는 영역은 밝기가 "1"이고, 이물질에 대응하는 영역인, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 트래킹하는 단계는,
    임의의 후보점을 기준으로 수직 또는 수평 방향으로 1 화소씩 확장한 위치가 상기 검출하고자 하는 영역과 동일한 밝기를 갖는지를 판별하는 단계;
    상기 해당 후보점에 대하여 상기 확장한 각각의 위치가 상기 검출하고자 하는 영역과 모두 상이한 밝기인 경우, 상기 해당 후보점에 대한 상기 경계 지점까지의 거리를 산출하는 단계; 및
    상기 해당 후보점에 대하여 상기 확장한 각각의 위치의 밝기가 상기 검출하고자 하는 영역의 밝기와 적어도 하나의 방향에 대하여 동일한 밝기인 경우, 동일한 밝기의 방향으로 트래킹 범위를 확장하는 단계를 포함하는, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중심점을 산출하는 단계는,
    상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰지를 판단하는 단계;
    상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 상기 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰 경우, 상기 해당 후보점을 신규 중심점으로 등록하는 단계; 및
    상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 상기 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 작은 경우, 상기 해당 후보점을 제거하는 단계를 포함하는, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 트래킹하는 단계는 상기 각 후보점에 대하여 병렬로 수행하는, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 방법.
  6. 획득된 OCT 영상을 저장하는 영상 저장부;
    상기 저장된 영상을 미리 정해진 임계값에 의해 이진화하여 검출하고자 하는 영역을 후보점으로 선별하는 이진화 영상 산출부;
    각 후보점에 대하여 십자 방향으로 확장하면서 상기 검출하고자 하는 영역의 경계 지점까지 트래킹하는 트래킹부; 및
    상기 각 후보점 중에서 상기 경계 지점까지의 거리가 최대인 후보점을 중심점으로 산출하는 중심점 산출부를 포함하는, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 검출하고자 하는 영역은 밝기가 "1"이고, 이물질에 대응하는 영역인, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 트래킹부는,
    임의의 후보점을 기준으로 수직 또는 수평 방향으로 1 화소씩 확장한 위치가 상기 검출하고자 하는 영역과 동일한 밝기를 갖는지를 판별하는 판별부;
    상기 해당 후보점에 대하여 상기 확장한 각각의 위치가 상기 검출하고자 하는 영역과 모두 상이한 밝기인 경우, 상기 해당 후보점에 대한 상기 경계 지점까지의 거리를 산출하는 최대 거리 산출부; 및
    상기 해당 후보점에 대하여 상기 확장한 각각의 위치의 밝기가 상기 검출하고자 하는 영역의 밝기와 적어도 하나의 방향에 대하여 동일한 밝기인 경우, 동일한 밝기의 방향으로 트래킹 범위를 확장하는 트래킹 범위 조정부를 포함하는, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 중심점 산출부는 상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰지를 판단하여, 상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 상기 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 큰 경우, 상기 해당 후보점을 신규 중심점으로 등록하고, 상기 해당 후보점의 경계 지점까지의 거리가 상기 기등록된 중심점의 경계 지점까지의 거리보다 작은 경우, 상기 해당 후보점을 제거하는, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 트래킹부는 상기 각 후보점에 대하여 병렬 처리하는, OCT 영상에서 영역의 중심점 검출 장치.
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