KR20190070718A - 영역 분할 기법에 기반한 화질 개선 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법 - Google Patents

영역 분할 기법에 기반한 화질 개선 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190070718A
KR20190070718A KR1020170171522A KR20170171522A KR20190070718A KR 20190070718 A KR20190070718 A KR 20190070718A KR 1020170171522 A KR1020170171522 A KR 1020170171522A KR 20170171522 A KR20170171522 A KR 20170171522A KR 20190070718 A KR20190070718 A KR 20190070718A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scan signal
signal
reconstructed
scan
correction
Prior art date
Application number
KR1020170171522A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102062372B1 (ko
Inventor
진경찬
황병준
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020170171522A priority Critical patent/KR102062372B1/ko
Publication of KR20190070718A publication Critical patent/KR20190070718A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102062372B1 publication Critical patent/KR102062372B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062—Arrangements for scanning
    • A61B5/0066—Optical coherence imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/178—Methods for obtaining spatial resolution of the property being measured
    • G01N2021/1785—Three dimensional
    • G01N2021/1787—Tomographic, i.e. computerised reconstruction from projective measurements

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 광간섭 단층 촬영 장치에 관한 것으로, 이 장치는 A-스캔 신호를 부분 신호로 분할하고, 상기 분할된 부분 신호에 대하여 보정을 수행하며, 상기 보정된 부분 신호를 합쳐 재구성 A-스캔 신호를 생성하는 영상 처리부를 포함한다. 본 발명에 의하면 스페클 잡음의 영향을 효과적으로 줄일 수 있다.

Description

영역 분할 기법에 기반한 화질 개선 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법{APPARATUS FOR OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY AND METHOD FOR IMAGE PROCESSING THEREOF FOR IMPROVING IMAGE QUALITY BASED ON REGION SEGMENTATION}
본 발명은 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영역 분할 기법에 기반하여 영상 처리를 수행함으로써 영상 품질이 개선되는 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법에 관한 것이다.
광간섭 단층 촬영 기술(Optical Coherence Tomography, OCT)은 빛을 사용하여 광 분산 매체 내에서 마이크로미터 해상도의 3차원 영상을 만드는 기술로서, 비침습적인 방법으로, 예를 들면, 시신경 유두, 망막 및 각막을 포함한 안구 등과 같은 신체 내부의 구조를 파악하고 분석하기 위한 것이다. 이들 중 시간 영역 광간섭 단층 촬영 기술(Time Domain-Optical Coherence Tomography, TD-OCT)은 노이즈 문제나 해상도가 떨어지는 단점이 있으나, 푸리에 영역 광간섭 단층 촬영 기술(Fourier Domain-Optical Coherence Tomography, FD-OCT) 중의 하나인 분광 영역 광간섭 단층 촬영 기술(Spectral Domain-Optical Coherence Tomography, SD-OCT)은 속도나 해상도에서 우수하므로 많이 사용되고 있다.
그런데 광간섭 단층 촬영 장치에서 영상을 생성할 때 간섭 광의 영향으로 영상 신호에 스페클 잡음(speckle noise)이 발생하게 되는데, 이것으로 인해 영역의 구별이 명확하게 되지 않는 등 영상 품질이 저하되므로 피검체에 관한 분석을 어렵게 한다. 따라서 최근 스페클 잡음을 제거하거나 줄이기 위한 화질 개선 방법들이 개발되고 있으며, 그 중에서 2차원 영상 특징을 분석하는 영상 처리 기법이나 통계학적인 처리 기법들이 적용되고 있다.
한국공개특허공보 10-2014-0021487
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스페클 잡음을 줄이거나 없애기 위한 2차원 영상 처리 기법이나 통계학적인 처리 기법을 사용하지 않고도 영상 품질을 개선할 수 있는 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치는, 광을 조사하는 광원부, 상기 광을 두 개의 광 경로로 분기하고, 상기 분기된 광을 다시 결합시켜 간섭 현상을 일으키는 간섭계, 상기 간섭계로부터의 간섭 신호를 검출하여 A-스캔 신호를 생성하는 영상 수신부, 그리고 상기 A-스캔 신호를 유사 신호 특성으로 그룹화한 부분 신호로 분할하고, 상기 분할된 부분 신호에 대하여 보정을 수행하며, 상기 보정된 부분 신호를 합쳐 재구성 A-스캔 신호를 생성하는 영상 처리부를 포함한다.
상기 영상 처리부는 상기 A-스캔 신호를 주파수 도메인에서 필터링을 수행하고 상기 필터링된 신호의 정점 사이의 주파수 구간을 영역으로 하여 상기 부분 신호를 분할할 수 있다.
상기 영상 처리부는 상기 정점의 강도를 가중치로 하여 상기 분할된 부분 신호에 대하여 각각 곱하여 보정을 수행할 수 있다.
상기 영상 처리부는 상기 분할된 부분 신호에 대하여 차등적으로 가중치를 부여하여 보정을 수행할 수 있다.
상기 영상 처리부는 상기 재구성 A-스캔 신호를 보간하여 B-스캔 신호를 생성할 수 있다.
상기 재구성 A-스캔 신호는 인접한 제1 및 제2 재구성 A-스캔 신호를 포함하고, 상기 영상 처리부는 상기 제1 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터와 상기 두 개의 깊이 데이터에 대응하는 상기 제2 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터의 무게 중심을 이용하여 보간을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 영상 처리 방법은, 간섭계로부터의 간섭 신호를 검출하여 A-스캔 신호를 생성하는 단계, 상기 A-스캔 신호를 유사 신호 특성으로 그룹화한 부분 신호로 분할하는 단계, 상기 분할된 부분 신호에 대하여 보정을 수행하는 단계, 그리고 상기 보정된 부분 신호를 합쳐 재구성 A-스캔 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 분할 단계는 상기 A-스캔 신호를 주파수 도메인에서 필터링을 수행하고 상기 필터링된 신호의 정점 사이의 주파수 구간을 영역으로 하여 상기 부분 신호를 분할하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보정 단계는 상기 정점의 강도를 가중치로 하여 상기 분할된 부분 신호에 대하여 각각 곱하여 보정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보정 단계는 상기 분할된 부분 신호에 대하여 차등적으로 가중치를 부여하여 보정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 재구성 A-스캔 신호를 이용하여 보간하는 단계, 그리고 상기 보간된 신호를 이용하여 B-스캔 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 재구성 A-스캔 신호는 인접한 제1 및 제2 재구성 A-스캔 신호를 포함하고, 상기 보간 단계는 상기 제1 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터와 상기 두 개의 깊이 데이터에 대응하는 상기 제2 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터의 무게 중심을 이용하여 보간을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 광을 조사하는 광원부, 상기 광을 두 개의 광 경로로 분기하고, 상기 분기된 광을 다시 결합시켜 간섭 현상을 일으키는 간섭계, 그리고 상기 간섭계로부터의 간섭 신호를 검출하여 A-스캔 신호를 생성하는 영상 수신부를 포함하는 광간섭 단층 촬영 장치의 영상 처리 장치는, 상기 A-스캔 신호를 유사 신호 특성으로 그룹화한 부분 신호로 분할하는 영역 분할부, 상기 분할된 부분 신호에 대하여 보정을 수행하는 보정부, 그리고 상기 보정된 부분 신호를 합쳐 재구성 A-스캔 신호를 생성하는 재구성부를 포함한다.
상기 영역 분할부는 상기 A-스캔 신호를 주파수 도메인에서 필터링을 수행하고 상기 필터링된 신호의 정점 사이의 주파수 구간을 영역으로 하여 상기 부분 신호를 분할할 수 있다.
상기 보정부는 상기 정점의 강도를 가중치로 하여 상기 분할된 부분 신호에 대하여 각각 곱하여 보정을 수행할 수 있다.
상기 보정부는 상기 분할된 부분 신호에 대하여 차등적으로 가중치를 부여하여 보정을 수행할 수 있다.
상기 재구성 A-스캔 신호를 보간하여 B-스캔 신호를 생성하는 보간부를 더 포함할 수 있다.
상기 재구성 A-스캔 신호는 인접한 제1 및 제2 재구성 A-스캔 신호를 포함하고, 상기 보간부는 상기 제1 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터와 상기 두 개의 깊이 데이터에 대응하는 상기 제2 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터의 무게 중심을 이용하여 보간을 수행할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법에 의하면 A-스캔 신호를 대상으로 하여 영역을 분할하고 분할된 각 영역에 대하여 보정을 수행함으로써 A-스캔 신호를 재구성할 수 있으며, 이렇게 재구성된 이웃한 A-스캔 신호들을 대상으로 보간을 수행하고 B-스캔 영상을 생성함으로써 영상 품질을 개선할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법에 의하면 스페클 잡음 자체를 줄이거나 없애기 위한 2차원 영상 처리 기법이나 통계학적인 처리 기법을 사용하지 않고도 스페클 잡음의 영향을 효과적으로 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시한 영상 처리부의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 A-스캔 신호를 재구성하는 것을 도시한 개략도이다.
도 4는 입력 A-스캔 신호를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 A-스캔 신호의 영역을 분할하기 위한 신호를 예시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 A-스캔 신호의 영역을 분할하기 위하여 도출된 신호를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 재구성된 A-스캔 신호를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 B-스캔 영상을 생성하는 것을 도시한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 재구성된 A-스캔 신호를 보간하는 방법을 도시한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 재구성된 A-스캔 신호를 보간하는 방법을 도시한 개략도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 재구성된 A-스캔 신호를 보간하는 방법을 도시한 개략도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 영상 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시한 영상 처리부의 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치는 광원부(110), 간섭계(120), 광 프로브(130), 영상 수신부(140), 그리고 영상 처리부(150)를 포함한다.
광원부(110)는 레이저 광원과 레이저 광원에서 출사되는 광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이팅 렌즈를 포함할 수 있다. 광원부(110)는 광을 생성하여 간섭계(120)로 전달한다.
간섭계(120)는 광의 간섭 현상을 이용한 측정기로서, 2개의 광의 간섭 작용을 이용하여 간섭 무늬를 만들고, 그것을 분석하여 1개의 광 경로 상에 위치한 대상체(10)에 관한 간섭 신호를 생성할 수 있도록 한다. 즉, 간섭계(120)는 동일한 광원에서 나오는 광을 두 개의 광 경로로 나누고 하나의 광 경로 상에 대상체(10)를 두어 두 개의 광 경로에 차이가 생기도록 한 후 광을 다시 결합시켜 간섭 현상을 일으킨다.
간섭계(120)는 빔 스플리터(beam splitter)(122) 및 기준 미러(124)를 포함할 수 있다. 광원부(110)로부터 전달된 광은 빔 스플리터(122)에서 측정광 및 참조광으로 분리된다. 빔 스플리터(122)에서 분리된 광 중에서 측정광은 광 프로브(130)에 전달되고, 참조광은 기준 미러(124)로 전달되어 반사된 후 다시 빔 스프리터(122)로 돌아온다.
한편, 광 프로브(130)로 전달된 측정광은 광 프로브(130)를 통해 내부의 단층 영상을 촬영하고자 하는 대상체(10)에 조사되고, 조사된 측정광이 대상체(10)에서 반사된 응답광은 광 프로브(130)를 통해 간섭계(120)의 빔 스플리터(122)로 전달된다. 전달된 응답광과 기준 미러(124)에서 반사된 참조광은 빔 스플리터(122)에서 간섭을 일으킨다. 광 프로브(130)는 생략되거나 간섭계(120) 내부에 포함될 수 있다.
영상 수신부(140)는 간섭계(120)로부터의 간섭 신호를 검출하여 A-스캔 신호를 생성한다. 그리고 영상 수신부(140)가 생성한 A-스캔 신호를 영상 처리부(150)에 전달하면 영상 처리부(150)는 A-스캔 신호를 적절한 방식으로 처리하여 대상체(10)를 표현하는 2차원 또는 3차원의 단층 영상을 생성한다.
영상 수신부(140)가 생성하는 A-스캔 신호는 측정광이 대상체(10)의 내부로 입사되어 반사되기까지의 대상체(10) 내부의 깊이 정보를 가지고 있게 된다. 이와 같이 하나의 픽셀에 대응하는 정보로서 대상체(10)의 깊이 정보를 가지고 있으며, 축 방향의 1차원 신호로 이루어진 신호를 A-스캔 신호라고 한다.
A-스캔 신호들이 가로 방향이나 세로 방향으로 일렬로 나란히 배열되어 모이면 깊이 방향의 한 평면 영상을 이루는 B-스캔 신호가 되고, B-스캔 신호들을 다수의 층으로 배치하면 3차원 입체 영상이 된다.
영상 처리부(150)는 영상 수신부(140)로부터 A-스캔 신호를 받아 A-스캔 신호에 대하여 영상 처리를 수행함으로써 B-스캔 신호를 생성해낸다.
도 2를 참고하면 영상 처리부(150)는 A-스캔 신호를 입력받아 A-스캔 신호의 영역을 분할하는 영역 분할부(151), 분할된 각 영역에 대하여 보정을 수행하는 보정부(153), 보정된 각 영역 신호를 합쳐 재구성 A-스캔 신호를 생성하는 재구성부(155), 그리고 이웃하는 재구성 A-스캔 신호를 서로 보간하여 B-스캔 신호로 만드는 보간부(157)를 포함한다.
한편, 영상 처리부(150)는 광간섭 단층 촬영 장치 외부에 독립적인 장치로서 존재할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 A-스캔 신호를 재구성하는 것을 도시한 개략도이고, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 A-스캔 신호의 영역을 분할하고 재구성 A-스캔 신호를 생성하는 단계를 예시한 그래프이다.
먼저 영역 분할부(151)는 3차원 입체영상에서 i번째 1차원 깊이 정보에 대한 입력 A-스캔 신호[A(i)]를 받아 유사 신호 특성으로 그룹화한 영역으로 분할한다. 특징으로는 예를 들면 데이터 값의 크기, 대푯값, 평균값 등을 들 수 있다. 유사성의 정도는 기준값(threshold value)을 두어 설정할 수 있으며, 기준값에 따라 영역 분할이 많아지거나 줄어들 수 있다. 예를 들어 기준값을 높게 두면 영역의 개수가 적어질 수 있으며, 반대로 낮게 두면 영역의 개수가 많아질 수 있다.
여기서 A-스캔 신호는 깊이 방향의 1차원 데이터로 나타낼 수 있으므로 분할된 영역의 의미는 특징이 유사한 데이터끼리 나누어 놓은 것이라고 볼 수 있다. 따라서 입력 A-스캔 신호가 M 개의 영역으로 나뉜다면 입력 A-스캔 신호는 M 개의 부분 신호[R(1), R(2), ... , R(M)]로 나뉘어 표시될 수 있다.
한 예로서 도 4에 도시한 그래프는 입력 A-스캔 신호를 주파수 영역으로 변환하여 나타낸 그래프이다. 이러한 입력 A-스캔 신호의 영역을 추출하기 위하여 A-스캔 신호에 대하여 [수학식 1]과 같은 가우시안 윈도우(Gaussian Window)(도 5에 도시)를 적용하면 도 6에 도시한 바와 같이 입력 A-스캔 신호의 필터링 신호로 나타나게 된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, -(N-1)/2 ≤ n ≤ (N-1)/2, α는 표준편차 역수, σ는 가우시안 랜덤 값이며, N은 A-스캔 신호에서 필터링을 위한 샘플 수이다.
필터링 신호에서 정점(peak)을 찾아 피크-투-피크(peak-to-peak) 영역을 추출하면 R(1), R(2), ... , R(M) 영역이 추출된다. 예를 들어 도 6에서는 정점이 주파수 1200, 1700, 2100, 2700에 있으므로 이 경우의 영역은 주파수 구간 0~1200, 1200~1700, 1700~2100, 2100~2700, 2700~4000 다섯 개의 영역으로 분할될 수 있으며, 각 영역에 대응하는 부분 신호는 R(1), R(2), R(3), R(4), R(5)이 된다.
보정부(153)는 영역이 분할된 각각의 부분 신호[R(1), R(2), ... , R(M)]에 적절한 보정을 수행하여 보정된 신호[P(1), P(2), ... , P(M)]를 생성한다. 한 예로서 보정부(153)는 각 영역에 대하여 차등적으로 가중치를 부여한다. 특히 차등적으로 가중치를 부여함으로써 서로 인접한 영역의 신호 값이 차이가 많이 나게 한다. 이렇게 함으로써 인접한 두 영역의 콘트라스트가 더욱 높아져 대상체(10) 내부 물질의 경계를 더욱 선명하게 할 수 있으며, 따라서 대상체(10)의 분석이 용이해진다.
예를 들어, 두 영역의 신호의 대푯값 또는 평균값이 각각 10 및 20이었다면 이것을 차이가 크도록 예를 들어 5 및 30이 되도록 각 영역의 신호를 보정함으로써 영상이 더욱 뚜렷하게 보일 수 있다. 도 6의 그래프를 참고하면, 부분 신호 R(1), R(2), R(3), R(4), R(5)의 정점의 강도를 가중치로 하여 각 부분 신호에 곱하게 되면 이와 같은 기능을 수행할 수 있다.
재구성부(155)는 이렇게 보정된 신호 P(1), P(2), ... , P(M)를 하나로 묶어 재구성된 A-스캔 신호 AR(i)를 생성한다. 도 6의 예에서는 부분 신호 R(1), R(2), R(3), R(4), R(5)과 도 1의 입력 A-스캔 신호를 컨벌루션 하고, 부분 신호 R(1), R(2), R(3), R(4), R(5)의 정점의 강도를 각각 곱하면 도 7과 같은 형태의 신호를 산출해낼 수 있으며, 이 신호가 결국 재구성된 A-스캔 신호가 된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 B-스캔 영상을 생성하는 것을 도시한 개략도이고, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따라 재구성된 A-스캔 신호를 보간하는 방법을 도시한 개략도이다.
도 8을 참고하면, 재구성부(155)에 의하여 재구성된 A-스캔 신호들 AR(1), AR(2), .. AR(k), .. , AR(m)은 한 행의 A-스캔 신호들 또는 한 열의 A-스캔 신호들이다. 보간부(157)는 인접한 두 개의 재구성 A-스캔 신호를 보간하여 보간 신호 I(1), I(2), ... , I(m-1)를 생성하고 이들을 나란히 배열하여 하나의 B-스캔 신호를 생성한다.
도 9를 참고하면, 하나의 보간 신호 I(k)는 인접한 재구성 A-스캔 신호 AR(k)와 AR(k+1)를 이용하여 보간함으로써 생성되며, AR(k)의 깊이 데이터 중 인접하는 두 개의 값과 AR(k+1)의 깊이 데이터 중 인접하는 두 개의 값의 무게 중심을 구하여 보간 신호 I(k)의 깊이 데이터를 만든다. 즉, I(k)_L은 AR(k)_L, AR(k)_L+1, AR(k+1)_L, AR(k+1)_L+1 네 개의 데이터 값의 무게 중심으로 계산된다. 여기서 첨자 L은 A-스캔 신호의 L번째 깊이 데이터를 나타내기 위한 변수이고, AR(k)_L은 A-스캔 신호 AR(k)의 L번째 깊이 데이터 값을 나타낸다.
한편, AR(k)_L 값이 AR(k+1)_L 값보다 작은 경우에, 도 10에 도시한 것처럼 AR(k)_L+1 값도 AR(k+1)_L+1 값보다 작은 상황이 있을 수 있고, 도 11에 도시한 것처럼 AR(k)_L+1 값이 AR(k+1)_L+1 값보다 커지는 상황이 있을 수도 있다. 도 10의 상황이 일반적이지만, 앞서 A-스캔 신호를 재구성하는 과정에서 영역별로 가중치를 달리하여 보정을 수행함으로써 도 11의 상황과 같이 데이터가 급격하게 변할 수 있으며 이러한 것이 곧바로 B-스캔 신호에 반영이 되면 영상 품질이 악화될 수 있다. 그러나 도 11에 도시한 것처럼 4개의 데이터 값의 무게 중심을 이용하여 보간 값을 산출해내면 데이터가 급격하게 변하더라도 보간 값 자체는 급격하게 변하지 않게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에서와 같이 인접한 재구성 A-스캔 신호끼리 또한 인접한 깊이 데이터끼리 4개의 데이터의 무게 중심을 이용하여 보간함으로써 경계 영역에서 잘못 보정이 되어 영상 품질에 악영향을 줄 수 있는 것을 줄일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치에 의하면 A-스캔 신호를 대상으로 하여 영역을 분할하고 분할된 각 영역에 대하여 차등적으로 가중치를 부여하는 보정을 수행함으로써 인접한 두 영역의 콘트라스트가 더욱 높아져 물질의 경계를 더욱 선명하게 할 수 있다. 이것은 스페클 잡음 자체를 줄이거나 없애기 위한 2차원 영상 처리 기법이나 통계학적인 처리 기법을 사용하지 않고도 스페클 잡음의 영향을 효과적으로 줄일 수 있는 방안이 된다.
그러면 본 발명의 다른 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 영상 처리 방법에 대하여 도 12를 참고하여 설명한다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 장치의 영상 처리 방법을 도시한 흐름도이다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 도 1에 도시한 광간섭 단층 촬영 장치의 영상 처리부(150)를 대상으로 하며, 앞서 설명한 내용이 모두 본 실시예에도 적용되는 것으로 하고 중복된 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다.
먼저 영상 처리부(150)는 영상 수신부(140)로부터 A-스캔 신호를 수신한다(S110).
영상 처리부(150)는 수신된 A-스캔 신호를 특징이 유사한 영역으로 분할한 부분 신호를 생성한다(S120).
영상 처리부(150)는 분할된 부분 신호에 대하여 보정을 수행한다(S130).
영상 처리부(150)는 보정된 부분 신호를 하나로 묶어 A-스캔 신호를 재구성한다(S140).
영상 처리부(150)는 재구성된 A-스캔 신호들을 이용하여 보간 신호를 생성한다(S150). 보간은 인접한 재구성 A-스캔 신호끼리 또한 인접한 깊이 데이터끼리 4개의 데이터의 무게 중심을 산출하여 수행한다.
영상 처리부(150)는 생성된 보간 신호들을 나란히 배열하여 하나의 B-스캔 신호를 생성한다(S160).
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
110: 광원부,
120: 간섭계,
130: 광 프로브,
140: 영상 수신부,
150: 영상 처리부,
151: 영역 분할부,
153: 보정부,
155: 재구성부,
157: 보간부

Claims (18)

  1. 광을 조사하는 광원부,
    상기 광을 두 개의 광 경로로 분기하고, 상기 분기된 광을 다시 결합시켜 간섭 현상을 일으키는 간섭계,
    상기 간섭계로부터의 간섭 신호를 검출하여 A-스캔 신호를 생성하는 영상 수신부, 그리고
    상기 A-스캔 신호를 유사 신호 특성으로 그룹화한 부분 신호로 분할하고, 상기 분할된 부분 신호에 대하여 보정을 수행하며, 상기 보정된 부분 신호를 합쳐 재구성 A-스캔 신호를 생성하는 영상 처리부
    를 포함하는 광간섭 단층 촬영 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 영상 처리부는 상기 A-스캔 신호를 주파수 도메인에서 필터링을 수행하고 상기 필터링된 신호의 정점 사이의 주파수 구간을 영역으로 하여 상기 부분 신호를 분할하는 광간섭 단층 촬영 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 영상 처리부는 상기 정점의 강도를 가중치로 하여 상기 분할된 부분 신호에 대하여 각각 곱하여 보정을 수행하는 광간섭 단층 촬영 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 영상 처리부는 상기 분할된 부분 신호에 대하여 차등적으로 가중치를 부여하여 보정을 수행하는 광간섭 단층 촬영 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 영상 처리부는 상기 재구성 A-스캔 신호를 보간하여 B-스캔 신호를 생성하는 광간섭 단층 촬영 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 재구성 A-스캔 신호는 인접한 제1 및 제2 재구성 A-스캔 신호를 포함하고, 상기 영상 처리부는 상기 제1 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터와 상기 두 개의 깊이 데이터에 대응하는 상기 제2 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터의 무게 중심을 이용하여 보간을 수행하는 광간섭 단층 촬영 장치.
  7. 광간섭 단층 촬영 장치의 영상 처리 방법으로서,
    간섭계로부터의 간섭 신호를 검출하여 A-스캔 신호를 생성하는 단계,
    상기 A-스캔 신호를 유사 신호 특성으로 그룹화한 부분 신호로 분할하는 단계,
    상기 분할된 부분 신호에 대하여 보정을 수행하는 단계, 그리고
    상기 보정된 부분 신호를 합쳐 재구성 A-스캔 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 영상 처리 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 분할 단계는 상기 A-스캔 신호를 주파수 도메인에서 필터링을 수행하고 상기 필터링된 신호의 정점 사이의 주파수 구간을 영역으로 하여 상기 부분 신호를 분할하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 보정 단계는 상기 정점의 강도를 가중치로 하여 상기 분할된 부분 신호에 대하여 각각 곱하여 보정을 수행하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법.
  10. 제7항에서,
    상기 보정 단계는 상기 분할된 부분 신호에 대하여 차등적으로 가중치를 부여하여 보정을 수행하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법.
  11. 제7항에서,
    상기 재구성 A-스캔 신호를 이용하여 보간하는 단계, 그리고
    상기 보간된 신호를 이용하여 B-스캔 신호를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 영상 처리 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 재구성 A-스캔 신호는 인접한 제1 및 제2 재구성 A-스캔 신호를 포함하고, 상기 보간 단계는 상기 제1 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터와 상기 두 개의 깊이 데이터에 대응하는 상기 제2 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터의 무게 중심을 이용하여 보간을 수행하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법.
  13. 광을 조사하는 광원부, 상기 광을 두 개의 광 경로로 분기하고, 상기 분기된 광을 다시 결합시켜 간섭 현상을 일으키는 간섭계, 그리고 상기 간섭계로부터의 간섭 신호를 검출하여 A-스캔 신호를 생성하는 영상 수신부를 포함하는 광간섭 단층 촬영 장치의 영상 처리 장치로서,
    상기 A-스캔 신호를 유사 신호 특성으로 그룹화한 부분 신호로 분할하는 영역 분할부,
    상기 분할된 부분 신호에 대하여 보정을 수행하는 보정부, 그리고
    상기 보정된 부분 신호를 합쳐 재구성 A-스캔 신호를 생성하는 재구성부
    를 포함하는 영상 처리 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 영역 분할부는 상기 A-스캔 신호를 주파수 도메인에서 필터링을 수행하고 상기 필터링된 신호의 정점 사이의 주파수 구간을 영역으로 하여 상기 부분 신호를 분할하는 영상 처리 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 보정부는 상기 정점의 강도를 가중치로 하여 상기 분할된 부분 신호에 대하여 각각 곱하여 보정을 수행하는 영상 처리 장치.
  16. 제13항에서,
    상기 보정부는 상기 분할된 부분 신호에 대하여 차등적으로 가중치를 부여하여 보정을 수행하는 영상 처리 장치.
  17. 제13항에서,
    상기 재구성 A-스캔 신호를 보간하여 B-스캔 신호를 생성하는 보간부를 더 포함하는 영상 처리 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 재구성 A-스캔 신호는 인접한 제1 및 제2 재구성 A-스캔 신호를 포함하고, 상기 보간부는 상기 제1 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터와 상기 두 개의 깊이 데이터에 대응하는 상기 제2 재구성 A-스캔 신호의 인접하는 두 개의 깊이 데이터의 무게 중심을 이용하여 보간을 수행하는 영상 처리 장치.
KR1020170171522A 2017-12-13 2017-12-13 영역 분할 기법에 기반한 화질 개선 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법 KR102062372B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170171522A KR102062372B1 (ko) 2017-12-13 2017-12-13 영역 분할 기법에 기반한 화질 개선 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170171522A KR102062372B1 (ko) 2017-12-13 2017-12-13 영역 분할 기법에 기반한 화질 개선 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190070718A true KR20190070718A (ko) 2019-06-21
KR102062372B1 KR102062372B1 (ko) 2020-01-03

Family

ID=67056681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170171522A KR102062372B1 (ko) 2017-12-13 2017-12-13 영역 분할 기법에 기반한 화질 개선 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102062372B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022250048A1 (ja) * 2021-05-25 2022-12-01 株式会社ニコン 画像処理方法、画像処理装置、及びプログラム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140021487A (ko) 2012-08-08 2014-02-20 삼성전자주식회사 영상 처리 방법 및 영상 처리 장치
KR20140068346A (ko) * 2012-11-28 2014-06-09 주식회사 휴비츠 3차원 ｏｃｔ 데이터를 처리하기 위한 광 간섭 단층 촬영장치
WO2014103501A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 興和株式会社 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及びそのプログラムを格納した記録媒体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140021487A (ko) 2012-08-08 2014-02-20 삼성전자주식회사 영상 처리 방법 및 영상 처리 장치
KR20140068346A (ko) * 2012-11-28 2014-06-09 주식회사 휴비츠 3차원 ｏｃｔ 데이터를 처리하기 위한 광 간섭 단층 촬영장치
WO2014103501A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 興和株式会社 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及びそのプログラムを格納した記録媒体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022250048A1 (ja) * 2021-05-25 2022-12-01 株式会社ニコン 画像処理方法、画像処理装置、及びプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
KR102062372B1 (ko) 2020-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11887319B2 (en) Systems and methods for reducing artifacts in oct angiography images
EP2149776B1 (en) Optical coherence tomographic imaging method and optical coherence tomographic imaging apparatus
JP4902721B2 (ja) 光断層画像生成装置及び光断層画像生成方法
US20170322310A1 (en) Multipath signal removal in time-of-flight camera apparatus
JP6632266B2 (ja) 撮像装置
US10420462B2 (en) Image processing apparatus that generates a tomographic image of a subject based on phase-adjusted measurement signals from which a background signal is subtracted, and related imaging apparatus, image processing method, and computer readable storage medium
CN107567305B (zh) 摄像设备
WO2016178298A1 (en) Imaging apparatus
WO2016121866A1 (ja) デジタルホログラフィ記録装置、デジタルホログラフィ再生装置、デジタルホログラフィ記録方法、およびデジタルホログラフィ再生方法
CN112740092A (zh) 用于非均匀介质的非侵入性光学表征的方法和系统
US20160367146A1 (en) Phase Measurement, Analysis, and Correction Methods for Coherent Imaging Systems
CN106355564A (zh) 光学相干层析图像的散斑噪声滤波方法
KR20190070718A (ko) 영역 분할 기법에 기반한 화질 개선 광간섭 단층 촬영 장치 및 그 영상 처리 방법
KR102101875B1 (ko) 단층 영상 생성 방법 및 단층 영상 생성 장치.
JP7094961B2 (ja) 多重モード眼科光コヒーレンストモグラフィの動的モード切り替え
Holmes et al. Image blending and speckle noise reduction in multi-beam OCT
US10042325B2 (en) Image processing method
WO2010007025A1 (en) Method for image range extension in optical coherence tomography
KR20130135660A (ko) 단층 영상 생성 장치 및 단층 영상 생성 방법
KR101827827B1 (ko) Oct영상 후처리 방법
EP4317909A1 (en) Signal processing device, oct device, signal processing method, and program
JP7425220B2 (ja) 画像内の共役の存在を識別するためのシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品
US20200281462A1 (en) Ophthalmic imaging apparatus, control method for ophthalmic imaging apparatus, and computer-readable medium
Yoneda et al. Sectional imaging using structured detection under computational optical scanning holographic microscopy
CN117495739A (zh) 光学相干层析成像方法、装置、计算机设备及存储介质

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