KR20200037604A - Method and apparatus for generating a panoramic image from a computer tomographic image - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a method for generating a panoramic image by using a computed tomography image and a device therefor. According to an embodiment of the present invention, the method for generating a panoramic image by using a CT image comprises the steps of: acquiring CT images; reconstructing the acquired CT images to be panoramic images through an arch path; applying a rendering technique for increasing definition by performing different adaptive renderings on the reconstructed panoramic images according to the structure of a tooth structure; generating a final panoramic image by matching the reconstructed panoramic images to which the rendering technique is applied; and outputting the final panoramic image.

Description

컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING A PANORAMIC IMAGE FROM A COMPUTER TOMOGRAPHIC IMAGE}Method and apparatus for generating panoramic image using computed tomography image {METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING A PANORAMIC IMAGE FROM A COMPUTER TOMOGRAPHIC IMAGE}

본 발명은 영상처리 기술에 관한 것으로, 특히, 컴퓨터 단층 영상을 이용하여 파노라마 영상을 생성하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an image processing technique, and more particularly, to a technique for generating a panoramic image using a computed tomography image.

치과 의료분야 시술의 성공에는 많은 변수가 관련되어 있다. 예를 들어, 치골 부위의 임플란트 시술의 경우, 시술의 성공에 관련된 주요 변수들로 신경관의 위치, 상하악의 구조, 골밀도, 적절한 위치와 고정물의 선택, 보철물과의 조화 등이 고려될 수 있다. 전술한 변수들은 치과 의료분야의 시술의 성공에 밀접한 관련에 있기에 시술계획을 수립하는 과정에서 고려되어야 한다.There are many variables involved in the success of dental medical procedures. For example, in the case of an implant procedure in the pubic region, the location of the neural tube, the structure of the maxillary and mandibular structures, bone density, selection of an appropriate position and fixture, and harmony with the prosthesis can be considered as the main variables related to the success of the procedure. The above-mentioned variables are closely related to the success of the treatment in the dental medical field and should be considered in the process of establishing the treatment plan.

치과에서는 X선을 이용한 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography: CT, 이하, 'CT'라 칭함)을 통해 획득된 2차원의 CT 영상들로부터 얻은 정보를 바탕으로 전술한 변수들을 고려한 후 시술한다. 그러나 2차원의 CT 영상들은 치아 구조물의 전체 부분을 확인하기 어렵거나, 시술자가 CT 영상을 가지고 전체적인 모습을 보기 위해 CT 영상을 여기저기 움직이면서 봐야 하는 불편함이 따른다.In dentistry, a procedure is performed after considering the above-mentioned variables based on information obtained from two-dimensional CT images obtained through computed tomography (CT) using X-rays. However, 2D CT images are difficult to check the whole part of the tooth structure, or the operator has to distract the CT image to see the whole image with the CT image, and there is inconvenience.

일 실시 예에 따라, CT 영상으로부터 파노라마 영상을 재구성하고 재구성 시에 치아 구조물의 손실 없이 전체 부분을 확인할 수 있도록 선명도를 증가시킨 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치를 제안한다.According to one embodiment, a method and apparatus for generating a panoramic image in which the sharpness is increased so as to reconstruct a panoramic image from a CT image and to check the entire portion without loss of a tooth structure during reconstruction are proposed.

일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법은, CT 영상들을 획득하는 단계와, 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하는 단계와, 재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용하는 단계와, 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 단계와, 최종 파노라마 영상을 출력하는 단계를 포함한다.The method for generating a panoramic image using a CT image according to an embodiment includes: acquiring CT images, reconstructing the obtained CT images into panoramic images through a locus trajectory, and reconstructing panoramic images of the tooth structure. Comprising the steps of applying a rendering technique to increase the sharpness by performing different adaptive rendering according to the structure, matching the reconstructed panoramic images to which the rendering technique is applied, generating a final panoramic image, and outputting the final panoramic image. do.

렌더링 테크닉을 적용하는 단계는, 치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용하고, 렌더링 테크닉은 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨(Gray level) 조정 및 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity) 조정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In the step of applying the rendering technique, a rendering technique in which the region of interest of the tooth structure increases the sharpness and the non-region of interest decreases the sharpness, the rendering technique adjusts and matches the gray level of each block of the reconstructed panoramic image. It may include at least one of the opacity (Opacity) adjustment for each slice of the reconstructed panoramic image to be performed.

파노라마 영상들로 재구성하는 단계는, 상악 또는 하악을 따라 기준 아치 라인(arch line)을 설정하는 단계와, 설정된 기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 조정하는 단계와, 설정 및 조정된 아치 라인들에 기반한 재구성 파노라마 영상들을 생성하는 단계와, 조정된 아치 라인의 개수가 미리 설정된 개수에 도달하는지 확인하여 미리 설정된 개수가 될 때까지 아치 라인 조정 및 재구성 파노라마 영상 생성을 반복하는 단계를 포함할 수 있다.Reconstructing the panoramic images includes setting a reference arch line along the maxilla or mandible, adjusting the arch line in the buccal and lingual directions based on the set reference arch line, and setting And generating reconstructed panoramic images based on the adjusted arch lines, and checking whether the number of adjusted arch lines reaches a preset number and repeating arch line adjustment and reconstruction panoramic image generation until the preset number is reached. It may include steps.

렌더링 테크닉을 적용하는 단계는, 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하는 단계와, 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하는 단계는, 기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 추가로 생성하는 단계와. 추가 생성된 각 아치 라인에 기반하여 재구성 파노라마 영상들을 생성하는 단계와, 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인의 위치에 따라 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.The step of applying the rendering technique includes selecting the region of interest to perform the rendering technique according to the position of the arch line with respect to the reconstructed panoramic images generated by each arch line, and intensively applying the rendering technique to the selected region of interest. It may include steps. The step of selecting a region of interest to perform the rendering technique may include generating an arch line in the buccal and lingual directions based on the reference arch line. The method may include generating reconstructed panoramic images based on each additional arch line, and selecting an area to which the rendering technique is to be intensively applied according to the position of each reconstructed panoramic image and the arch line.

렌더링 테크닉을 적용하는 단계는, 각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할하는 단계와, 각 재구성 파노라마 영상에 대해 각 블록 별 밀도 값을 기준으로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계에서, 관심영역을 비 관심영역에 비해 그레이 스케일 간격을 세분화하여 조정할 수 있다. 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계는, 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 밀도 값 당 그레이 레벨을 나타내는 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하는 단계와, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Applying a rendering technique includes dividing each reconstructed panoramic image into a plurality of blocks, and adjusting gray levels for regions of interest and non-regions of interest differently based on density values for each block for each reconstructed panoramic image. It may include the steps. In the step of adjusting the gray level differently, the region of interest may be adjusted by subdividing the gray scale interval compared to the non-region of interest. The step of adjusting the gray level differently includes adjusting a gradient of a gray scale change graph representing a gray level per density value for blocks constituting each reconstructed panoramic image, and a region of interest based on the density value And adjusting the contrast transfer function (CTF) for the non-region of interest differently from each other.

렌더링 테크닉을 적용하는 단계는, 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 단계는, 정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값 및 표준편차 중 적어도 하나를 계산하는 단계와, 평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.Applying the rendering technique may include adjusting the opacity differently from each other by adjusting an opacity transfer function (OTF) based on the slice number as a target of reconstructed panoramic images to be matched. Adjusting the opacity differently from each other includes calculating at least one of an average density value and a standard deviation of each reconstructed panoramic image to be matched, and when the average density exceeds a first threshold or a standard deviation exceeds a second threshold And increasing the opacity of the reconstructed panoramic image having the corresponding slice number.

CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법은, 최종 파노라마 영상을 대상으로 이미지 후 처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이미지 후 처리를 수행하는 단계는, 흐릿한 원본 영상을 공간 스무딩 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상을 생성하는 단계와, 원본 영상에서 스무딩 영상을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상을 획득하는 단계와, 획득된 에지 영상을 원본 영상과 정합하여 선명해진 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The method for generating a panoramic image using a CT image may further include performing post-image processing on the final panoramic image. The step of performing post-image processing includes spatially smoothing the blurry original image to generate a more blurred smoothing image, subtracting the smoothing image from the original image, and obtaining a non-blurred edge image, and the obtained edge And generating a sharpened image by matching the image with the original image.

다른 실시 예에 따른 영상 처리장치는, 디스플레이와, CT 영상들을 획득하는 CT 수신부와, 디스플레이 및 통신부와 전기적으로 연결된 제어부와, 제어부와 전기적으로 연결되고, 디스플레이에 표시 가능한 영상을 저장하는 메모리를 포함하며, 메모리는, 실행 시에, 제어부가, CT 수신부를 통해 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하고, 재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용하며, 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 영상 처리를 수행하며, 영상 처리가 이루어진 영상을 디스플레이에 표시하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장한다.An image processing apparatus according to another embodiment includes a display, a CT receiving unit for acquiring CT images, a control unit electrically connected to the display and a communication unit, a memory electrically connected to the control unit, and storing a displayable image on the display The memory, when executed, the controller reconstructs the CT images obtained through the CT receiver into panoramic images through the arch locus, and adaptive rendering different from each other according to the structure of the tooth structure for the reconstructed panoramic images. Performs image processing to generate a final panoramic image by matching the reconstructed panoramic images to which the rendering technique is applied, and applies rendering techniques to increase the clarity, and instructions to display the image with the image processing on the display. To save.

렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은, 치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용하고, 렌더링 테크닉은 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨조정 및 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도 조정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Instructions that apply rendering techniques apply a rendering technique that increases the sharpness of the region of interest in the tooth structure and decreases the sharpness of the non-region of interest, and the rendering technique adjusts the gray level for each block of the reconstructed panoramic image and reconstructs the reconstructed panoramic image to match. The opacity of each slice may be adjusted.

렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은, 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하고, 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용할 수 있다.The instruction to apply the rendering technique can select the region of interest to perform the rendering technique according to the arch line position for the reconstructed panoramic images generated by each arch line, and apply the rendering technique to the selected region of interest. .

렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은, 각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할하고, 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 밀도 값 당 그레이 레벨을 나타내는 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하거나, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정할 수 있다.The instruction applying the rendering technique divides each reconstructed panoramic image into a plurality of blocks, and adjusts the gradient of the gray scale change graph representing the gray level per density value for blocks constituting each reconstructed panoramic image, or , Contrast transfer function (CTF) for the region of interest and non-region of interest can be adjusted differently based on the density value.

렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은, 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정할 수 있다.The instruction applying the rendering technique can adjust the opacity differently from each other by adjusting the opacity transfer function (OTF) based on the slice number as a target of reconstructed panoramic images to be matched.

일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법 및 그 장치를 통해 CT 영상만을 가지고 선명한 파노라마 영상을 얻을 수 있다. 특히, 치아 치근단, 전악 부위 등을 포함한 전체 상태의 손실 없이 모든 치아 구조물을 확인할 수 있다. 또한, CT 영상만으로도 파노라마 촬영장비 수준의 파노라마 영상을 획득할 수 있어서, CT 촬영 및 파노라마 촬영을 포함한 2번의 촬영을 할 필요가 없다. 나아가, 파노라마 영상의 선명도를 높임에 따라 사용자가 CT 영상을 가지고 전체적인 모습을 보기 위해 CT 영상을 여기저기 움직이면서 봐야 하는 불편함을 해소할 수 있고, 선명한 파노라마 영상을 가지고 정확한 진단 및 상담이 가능하다.A method for generating a panoramic image using a CT image and an apparatus according to an embodiment may obtain a clear panoramic image using only the CT image. In particular, all tooth structures can be identified without loss of the entire condition, including the tooth root apex and the maxillary region. In addition, it is possible to obtain a panoramic image at the level of a panoramic photographing device using only a CT image, so there is no need to perform two shots, including CT and panoramic shots. Furthermore, as the clarity of the panoramic image is increased, the inconvenience of viewing the CT image as the user moves around the CT image to view the overall image with the CT image can be resolved, and accurate diagnosis and consultation are possible with the clear panoramic image.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용하여 파노라마 영상을 생성하는 영상 처리장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법의 흐름을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치 라인에 의한 렌더링 테크닉 방법의 흐름을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그레이 레벨 및 불투명도 조정을 통한 렌더링 테크닉 방법의 흐름을 도시한 도면,
도 5는 렌더링 테크닉의 적용 없이 CT 영상들 또는 재구성된 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 경우 그레이 스케일 분포 그래프와 불투명도 그래프를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌더링 테크닉이 적용된 그레이 스케일 분포 그래프와 불투명도 그래프를 도시한 도면,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 후 처리 프로세스를 설명하기 위한 도면들,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 후 처리가 이루어진 파노라마 영상을 그렇지 않은 파노라마 영상과 비교한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치 라인 위치에 따른 렌더링 테크닉 적용 예를 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of an image processing apparatus for generating a panoramic image using a CT image according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing a flow of a method for generating a panoramic image using a CT image according to an embodiment of the present invention,
3 is a view showing a flow of a rendering technique method by an arch line according to an embodiment of the present invention,
4 is a diagram illustrating a flow of a rendering technique method through gray level and opacity adjustment according to an embodiment of the present invention,
5 is a view showing a gray scale distribution graph and an opacity graph when generating a final panoramic image by matching CT images or reconstructed panoramic images without applying a rendering technique;
6 is a diagram illustrating a gray scale distribution graph and an opacity graph to which a rendering technique is applied according to an embodiment of the present invention;
7 to 9 are views for explaining an image post-processing process according to an embodiment of the present invention,
10 is a view comparing a panoramic image with post-processing image according to an embodiment of the present invention with a panoramic image without,
11 is a diagram illustrating an example of applying a rendering technique according to an arch line position according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the description of the embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted, and terms to be described later in the embodiments of the present invention These terms are defined in consideration of the functions of the user, and may vary depending on the user's or operator's intention or customs. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.Combinations of each block in the accompanying block diagrams and steps of the flow charts may be performed by computer program instructions (execution engines), these computer program instructions being incorporated into a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing device. Since it can be mounted, its instructions, which are executed through a processor of a computer or other programmable data processing device, create a means to perform the functions described in each block of the block diagram or in each step of the flowchart.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.These computer program instructions can also be stored in computer readable or computer readable memory that can be oriented to a computer or other programmable data processing device to implement a function in a particular way, so that computer readable or computer readable memory The instructions stored in it are also possible to produce an article of manufacture containing instructions means for performing the functions described in each block of the block diagram or in each step of the flowchart.

그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.And since computer program instructions may be mounted on a computer or other programmable data processing device, a series of operation steps are performed on the computer or other programmable data processing device to create a process that is executed by the computer to generate a computer or other programmable It is also possible for instructions to perform the data processing apparatus to provide steps for executing the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block or each step can represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical functions, and in some alternative embodiments referred to in blocks or steps It should be noted that it is possible for functions to occur out of sequence. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially simultaneously, and it is also possible that the blocks or steps are performed in the reverse order of the corresponding function as necessary.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention exemplified below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용하여 파노라마 영상을 생성하는 영상 처리장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of an image processing apparatus for generating a panoramic image using a CT image according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 영상 처리장치(1)는 CT 영상을 가지고 영상처리를 하여 파노라마 영상을 생성(CT to Panorama)하는 전자장치이다. 전자장치는 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) PC, 스마트폰, 휴대폰, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등이 있다. 영상 처리장치(1)는 외부의 CT 촬영장치로부터 CT 영상을 획득할 수 있고, 획득된 CT 영상을 처리하기 위한 영상처리 프로그램을 가질 수 있다. CT 촬영장치는 치과용 콘빔 CT(Cone Beam CT: CBCT) 장치일 수 있다. 이렇게 획득된 CT 영상은 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일 형대로 저장될 수 있다. CT 촬영으로 얻은 DICOM 파일을 영상 처리장치(1)로 옮긴 후 영상처리 프로그램을 이용하여 파노라마 영상을 구성한다. 파노라마 영상의 경우, 임플란트 등과 같은 시술 시에 해부학적 구조물에 대한 3차원적 정보를 획득할 수 있다. 본 발명에서는 치과용 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 구성을 위주로 설명하고 있으나, 치과뿐만 아니라 의료영상을 다루는 분야에 확장 적용될 수 있음을 명시한다.Referring to FIG. 1, the image processing device 1 is an electronic device that generates a panoramic image by performing image processing with a CT image (CT to Panorama). Electronic devices include computers, notebook computers, laptop computers, tablet PCs, smart phones, cell phones, personal media players (PMPs), and personal digital assistants (PDAs). The image processing apparatus 1 may acquire a CT image from an external CT imaging apparatus, and may have an image processing program for processing the acquired CT image. The CT imaging device may be a dental cone beam CT (CBCT) device. The CT image thus obtained may be stored in the form of a DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) file. After the DICOM file obtained by CT imaging is transferred to the image processing device 1, a panoramic image is constructed using an image processing program. In the case of a panoramic image, 3D information about an anatomical structure can be obtained during a procedure such as an implant. In the present invention, the composition of the panoramic image using the dental CT image is mainly described, but it is stated that it can be applied to the field of handling medical images as well as dentistry.

일 실시 예에 따른 영상 처리장치(1)는 파노라마 촬영장치를 통해 얻는 파노라마 영상의 단점과 CT 촬영장치를 통해 얻는 CT 영상의 단점을 모두 극복하면서, 동시에 서로 간에 가지는 장점만을 최대한 활용하고자 한다. 일반 파노라마 영상의 경우, 구조물에 대한 전체적인 모습을 확인할 수는 있으나 상의 중첩 및 왜곡이라는 문제점이 발생한다. 예를 들어, 파노라마 영상은, 구강 및 주위 조직을 하나의 연속된 영상으로 형성하기 위해 CT 영상과는 달리 필름과 X 선이 회전 운동한다는 특징이 있다. 이로 인해 상의 왜곡과 확대, 구조물의 중첩 및 허상 등에 의해서 주요 해부학적 구조물들의 정확한 크기와 위치를 평가하기 어렵다. CT 영상의 경우, 치과 구조물의 깊이(depth)를 파악할 수 있으나 치주골의 상태, 과거 치아 병력에 대한 상태, 다수의 치아 및 잇몸 상태 등을 정확하게 확인하기 어렵다. 일 실시 예에 따른 영상 처리장치(1)는 CT 영상으로부터 입체적인 파노라마 영상을 생성한다. 이때, 치아 치근단, 전악 부위 등을 포함한 전체 상태의 손실 없이 모든 치아 구조물을 확인할 수 있도록 선명도를 증가시킨 파노라마 영상을 생성한다. 이에 따라, CT 영상만으로도 파노라마 촬영장비 수준의 파노라마 영상을 획득할 수 있어 CT 촬영 및 파노라마 촬영을 포함한 2번의 촬영을 할 필요가 없다. 나아가, 파노라마 영상의 선명도를 높임에 따라 사용자가 CT 영상을 가지고 전체적인 모습을 보기 위해 CT 영상을 여기저기 움직이면서 봐야 하는 불편함을 해소할 수 있다. 선명한 파노라마 영상을 가지고 정확한 진단 및 상담이 가능하다.The image processing apparatus 1 according to an embodiment seeks to overcome both the disadvantages of the panoramic image obtained through the panoramic imaging apparatus and the disadvantages of the CT image obtained through the CT imaging apparatus, while simultaneously maximizing the advantages of each other. In the case of general panoramic images, it is possible to check the overall appearance of the structure, but there is a problem of image overlap and distortion. For example, a panoramic image has a feature that a film and an X-ray rotate in motion, unlike a CT image, to form oral and surrounding tissues as one continuous image. Due to this, it is difficult to evaluate the exact size and position of major anatomical structures due to image distortion and enlargement, structure overlap and virtual images. In the case of a CT image, it is possible to determine the depth of the dental structure, but it is difficult to accurately check the state of the periodontal bone, the state of the past dental history, and the state of multiple teeth and gums. The image processing apparatus 1 according to an embodiment generates a stereoscopic panoramic image from a CT image. At this time, a panoramic image with increased clarity is generated so that all dental structures can be identified without loss of the entire condition including the tooth root apex and the maxillary region. Accordingly, it is possible to obtain a panoramic image at the level of a panoramic photographing device using only a CT image, so there is no need to perform two shots, including CT and panoramic shots. Furthermore, as the clarity of the panoramic image is increased, it is possible to eliminate the inconvenience of viewing the CT image as the user moves the CT image up and down to view the overall image with the CT image. Accurate diagnosis and consultation are possible with clear panoramic images.

이하, 도 1을 참조로 하여 영상 처리장치(1)의 각 구성요소에 대해 상세히 후술한다. 도 1을 참조하면, 영상 처리장치(1)는 CT 수신부(10), 제어부(12), 디스플레이(14) 및 저장부(16)를 포함한다.Hereinafter, each component of the image processing apparatus 1 will be described in detail with reference to FIG. 1. Referring to FIG. 1, the image processing apparatus 1 includes a CT receiving unit 10, a control unit 12, a display 14, and a storage unit 16.

CT 수신부(10)는 CT 영상을 획득한다. 외부의 CT 촬영장치로부터 CT 영상을 수신할 수 있고, 직접 CT 영상을 촬영할 수도 있다. CT 영상은 환자의 치아 구조물을 대상으로 촬영을 통해 생성된 2차원(2D) 단면 영상이다. CT 수신부(10)는 외부 전자장치와 유무선 수신할 수 있는 통신모듈을 구비하여 네트워크에 연결될 수 있으며, 네트워크에 연결된 외부의 CT 촬영장치로부터 CT 영상을 수신할 수 있다. 다른 예로서, CT 수신부(10)는 CT 영상이 인화된 필름을 스캔할 수 있는 스캔 모듈을 구비하여 CT 영상이 인화된 복수 개의 필름들을 스캔할 수 있다. 또한, CT 영상을 저장하고 있는 저장장치로부터 CT 영상을 수신할 수도 있다. CT 수신부(10)는 수신된 CT 영상을 제어부(12)로 전달할 수 있고, 저장부(16)에 저장할 수도 있다. 저장된 CT 영상들은 향후 파노라마 영상 재구성의 대상이 된다.The CT receiver 10 acquires a CT image. A CT image can be received from an external CT imaging device, or a CT image can be taken directly. The CT image is a two-dimensional (2D) cross-sectional image generated through imaging of a patient's dental structure. The CT receiver 10 may be connected to a network by providing an external electronic device and a communication module capable of receiving wired or wireless communication, and may receive a CT image from an external CT imaging device connected to the network. As another example, the CT receiver 10 may include a scan module capable of scanning a film printed with a CT image, and scan a plurality of films printed with a CT image. Also, a CT image may be received from a storage device storing a CT image. The CT receiving unit 10 may transmit the received CT image to the control unit 12 or may store it in the storage unit 16. The stored CT images are subject to reconstruction of panoramic images in the future.

제어부(12)는 CT 수신부(10)로부터 전달받은 CT 영상을 영상처리하여 파노라마 영상을 생성한다. 영상처리의 예로, 제어부(12)는 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성한다. 그리고 재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링(adaptive rendering)을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉(rendering technique)을 적용한다. 예를 들어, 치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시킨다. 여기서, 관심영역은 치아, 치근단, 신경단 등이 될 수 있고, 비 관심영역은 지방(fat)과 같은 배경이 될 수 있다. 선명도가 증가한 관심영역은 뚜렷하게 보이게 되고, 선명도가 감소한 비 관심영역은 감쳐진다(hide). 렌더링 테크닉의 예로는 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨(Gray level) 조정, 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity) 조정 등이 있다. 제어부(12)는 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 하나의 최종 파노라마 영상을 생성한다. 최종 파노라마 영상은 영상 손실 및 흐릿한 부분이 없이 선명한 영상이다.The control unit 12 processes the CT image received from the CT receiving unit 10 to generate a panoramic image. As an example of image processing, the controller 12 reconstructs the obtained CT images into panoramic images through a locus trajectory. In addition, a rendering technique is applied to the reconstructed panoramic images to increase sharpness by performing different adaptive rendering according to the structure of the tooth structure. For example, a region of interest in a dental structure increases sharpness and a non-region of interest decreases sharpness. Here, the region of interest may be a tooth, apical end, nerve group, etc., and the non-region of interest may be a background such as fat. The region of interest with increased sharpness is clearly visible, and the non-region of interest with reduced sharpness is hidden. Examples of rendering techniques include adjusting the gray level for each block of the reconstructed panoramic image, and adjusting the opacity for each slice of the reconstructed panoramic images to be matched. The controller 12 matches the reconstructed panoramic images to which the rendering technique is applied to generate one final panoramic image. The final panoramic image is a clear image without image loss and blurring.

디스플레이(14)는 각종 정보를 출력한다. 일 실시 예에 따른 디스플레이(14)는 제어부(12)를 통해 생성된 파노라마 영상을 사용자가 인지할 수 있도록 출력한다. 또한, 디스플레이(14)는 특정 부위를 볼 수 있는 확대 기능 및 축 지정 기능, 명암 대조 기능 등을 제공할 수 있다. 디스플레이(14)는 방전광 디스플레이(ELD), 진공 형광 디스플레이(VFD), 발광 다이오드 디스플레이(LED), 음극선관(CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT LCD), 플라스마 디스플레이 패널 (PDP), 표면 얼터네이트 라이팅(ALiS), 디지털 광원 처리(DLP), 실리콘 액정 (LCoS), 유기 발광 다이오드(OLED), 표면 전도형 전자 방출 소자 디스플레이(SED), 전계 방출 디스플레이(FED), 레이저 TV(양자 점 레이저, 액정 레이저), 광유전성 액체 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(iMoD), 두꺼운 필름 유전체 전기 (TDEL), 양자 점 디스플레이(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기 발광 트랜지스터(OLET) 및 레이저 형광 디스플레이(LPD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The display 14 outputs various information. The display 14 according to an embodiment outputs the panoramic image generated through the controller 12 so that the user can recognize it. In addition, the display 14 may provide an enlargement function, an axis designation function, a contrast function, and the like to view a specific area. The display 14 includes discharge light display (ELD), vacuum fluorescent display (VFD), light emitting diode display (LED), cathode ray tube (CRT), liquid crystal display (LCD), thin film transistor liquid crystal display (TFT LCD), plasma display panel (PDP), surface alternating lighting (ALiS), digital light source processing (DLP), silicon liquid crystal (LCoS), organic light emitting diode (OLED), surface conduction electron emitting device display (SED), field emission display (FED), Laser TV (quantum dot laser, liquid crystal laser), photoelectric liquid display (FLD), interferometric modulator display (iMoD), thick film dielectric electrical (TDEL), quantum dot display (QD-LED), telescopic pixel display (TPD), It may include at least one of an organic light emitting transistor (OLET) and a laser fluorescent display (LPD).

저장부(16)는 제어부(12)의 영상처리를 위해 필요한 프로그램 및 데이터가 저장된다. 예를 들어, 저장부(16)에는 영상처리를 위한 인스트럭션들이 저장된다. 인스트럭션들은 예를 들어, CT 수신부(10)를 통해 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하기 위한 인스트럭션, 재구성 파노라마 영상들에 대한 적응적 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션, 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 인스트럭션, 영상 처리가 이루어진 영상을 디스플레이(14)에 표시하도록 하는 인스트럭션 등이 될 수 있다. 저장부(16)는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있도록 프로그램 및 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록매체를 포함한다. 그 예로는, 롬(ROM: Read Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory), CD(Compact Disk), DVD(Digital Video Disk)―ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치, 임베디드 멀티미디어 카드(eMMC), HDD(Hard Disk Drive), Micro SD Card 및 USB Memory 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The storage unit 16 stores programs and data necessary for image processing by the control unit 12. For example, instructions for image processing are stored in the storage unit 16. Instructions, for example, instructions for reconstructing CT images obtained through the CT receiver 10 into panoramic images through a trajectory trajectory, instructions for applying adaptive rendering techniques for reconstructed panoramic images, and rendering techniques applied It may be an instruction to match the reconstructed panoramic images to generate a final panoramic image, an instruction to display the processed image on the display 14 or the like. The storage unit 16 includes all kinds of recording media in which programs and data are stored so that they can be read by a computer system. Examples include ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), CD (Compact Disk), DVD (Digital Video Disk)-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, embedded multimedia It may include at least one of a card (eMMC), HDD (Hard Disk Drive), Micro SD Card and USB Memory.

일 실시 예에 따른 제어부(12)는 파노라마 재구성부(120), 렌더링부(122) 및 정합부(124)를 포함하며, 후 처리부(126)를 더 포함할 수 있다.The control unit 12 according to an embodiment includes a panorama reconstruction unit 120, a rendering unit 122, and a matching unit 124, and may further include a post-processing unit 126.

파노라마 재구성부(120)는 CT 영상에서 상악 또는 하악을 따라 아치 라인(arch line)을 설정 및 조정한다. 아치 라인 설정 및 조정은 초점 층을 아치 곡선(arch curve)으로 설정하는 것으로, 모든 상하악 치아의 치근단에서부터 치관까지 다 나올 수 있도록 기준 아치 라인을 설정한 후, CT 영상을 위아래(협 측, 설 측)로 움직여 보면서 아치 라인을 조정하여 CT 영상이 파노라마 영상의 형태로 보이도록 하는 것이다. 이때, 치관과 치근단이 모두 나타날 수 있도록 치관과 치근단의 협설적인 중간지점을 기준 아치 라인을 설정할 수 있다. 재구성 파노라마 영상들의 두께(thickness)가 커질수록 파노라마 영상이 흐려지고, 작아질수록 협설적인 초점층의 두께가 작아져서 치관과 치근단이 모두 나타나지 않을 수 있다. 따라서, 흐려지거나 모두 보이지 않는 문제가 발생하지 않을 정도의 두께를 설정하고자 한다. 예를 들어, 20~30mm로 설정하여 파노라마 영상을 재구성한다. 파노라마 재구성부(120)는 재구성 연산의 수행결과로서 생성된 재구성 파노라마 영상을 렌더링부(122)로 전달한다.The panoramic reconstruction unit 120 sets and adjusts an arch line along the upper or lower jaw in the CT image. Arch line setting and adjustment is to set the focal layer as an arch curve. After setting the reference arch line so that it can extend from the apical end to the crown of all the maxillary and mandibular teeth, the CT image is moved up and down (narrow, set up). Side) to adjust the arch line so that the CT image appears in the form of a panoramic image. At this time, it is possible to set the reference arch line based on the narrow midpoint between the crown and the root so that both the crown and the root canal appear. As the thickness of the reconstructed panoramic images increases, the panoramic image becomes blurred, and as the thickness decreases, the thickness of the narrow focal layer may decrease, so that both the crown and the root apex may not appear. Therefore, it is desired to set the thickness to such a degree that the problem of blurring or invisibility does not occur. For example, a panoramic image is reconstructed by setting 20 to 30 mm. The panoramic reconstruction unit 120 transmits the reconstructed panoramic image generated as a result of performing the reconstruction operation to the rendering unit 122.

파노라마 재구성부(120)의 아치 라인을 이용한 파노라마 재구성만으로는 선명도가 높은 파노라마 영상을 얻기 어렵다. 예를 들어, 아치 라인을 이용한 재구성 파노라마 영상의 경우 치근단과 전치부 부위의 치아가 손실되는 문제가 발생한다. 모든 치아 구조물을 보기 위해 두께를 변경하는 경우, 재구성된 파노라마 영상이 흐르게 보이는 문제가 발생한다. 전술한 문제들을 해결하기 위해 렌더링부(122)를 통한 적응적 렌더링을 수행한다. 렌더링부(122)는 파노라마 재구성부(120)로부터 전달받은 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 적응적 렌더링을 통해 선명한 파노라마 영상을 생성한다.It is difficult to obtain a high-definition panoramic image only by using the panoramic reconstruction using the arch line of the panoramic reconstruction unit 120. For example, in the case of a reconstructed panoramic image using an arch line, a problem occurs in which teeth in the apical and anterior regions are lost. When the thickness is changed to view all the dental structures, a problem occurs in which the reconstructed panoramic image flows. In order to solve the above-described problems, adaptive rendering is performed through the rendering unit 122. The rendering unit 122 generates a clear panoramic image through adaptive rendering on the reconstructed panoramic images received from the panoramic reconstruction unit 120.

일 실시 예에 따른 렌더링부(122)는 파노라마 재구성부(120)를 통해 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택한다. 예를 들어, 기준 아치 라인을 기준으로 앞 뒤(협 측 및 설 측) 방향으로 아치 라인을 추가로 생성한다. 그리고 추가 생성된 각 아치 라인에 기반하여 재구성 파노라마 영상들을 생성한다. 이때, 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인의 위치에 따라 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역을 선택한다. 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인 위치에 따라 잘 보이는 치아가 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역이 된다. 그리고 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 예를 들어, 협 측 방향으로 조정된 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 상악 전치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 다른 예로, 설 측 방향으로 조정된 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 하악 전치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 또 다른 예로, 기준 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 상악 또는 하악의 구치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 이에 대한 실시 예는 도 11을 참조로 하여 후술한다.The rendering unit 122 according to an embodiment selects a region of interest to perform a rendering technique according to the position of the arch line, on the reconstructed panoramic images generated by each arch line through the panorama reconstruction unit 120. For example, an arch line is additionally generated in the front-back (narrow and lingual) direction based on the reference arch line. Then, reconstructed panoramic images are generated based on each additional arch line. At this time, the area to which the rendering technique is applied is selected according to the position of each reconstructed panoramic image and the arch line. Depending on the position of each reconstructed panoramic image and the arch line, the visible teeth become an area to apply the rendering technique intensively. Also, the rendering technique is intensively applied to the selected region of interest. For example, the reconstructed panoramic image generated by the arch line adjusted in the lateral direction focuses on rendering techniques for the maxillary anterior region. As another example, the reconstructed panoramic image generated by the arch line adjusted in the lingual direction intensively applies a rendering technique to the mandibular anterior region. As another example, the reconstructed panoramic image generated by the reference arch line intensively applies a rendering technique to the posterior region of the maxilla or mandible. An embodiment of this will be described later with reference to FIG. 11.

일 실시 예에 따른 렌더링부(122)는 렌더링을 위해 각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할한다. 이때, 저장부(16)에 미리 저장된 해부학적 정보를 이용하여 재구성된 파노라마 영상을 블록 별로 분할할 수 있다. 예를 들어, 치아, 신경관, 치근, 상악, 하악, 전치부 및 구치부 등의 각각의 구조에 맞게 치아 구조 영상정보, 신경관 구조 영상정보, 치근 구조 영상정보, 상악 구조 영상정보, 하악 구조 영상정보, 전치부 구조 영상정보 및 후치부 구조 영상정보 등으로 분할한다. 그리고 분할된 블록 별로 서로 상이한 렌더링 테크닉을 적용한다. 예를 들어, 관심 블록들은 선명도를 증가시키고 비 관심 블록들은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 수행한다. 관심 블록은 치아, 신경관, 치근 등이 될 수 있다. 관심 블록은 아치 라인(arch line)의 위치에 따라 상이해질 수 있다.The rendering unit 122 according to an embodiment divides each reconstructed panoramic image into a plurality of blocks for rendering. At this time, the reconstructed panoramic image may be divided for each block using anatomical information stored in advance in the storage unit 16. For example, tooth structure image information, neural tube structure image information, root structure image information, maxillary structure image information, mandibular structure image information, mandibular structure image information, anterior part, according to respective structures such as teeth, neural tube, root, maxilla, mandible, anterior and posterior parts It is divided into structural image information and posterior structure image information. In addition, different rendering techniques are applied to each divided block. For example, blocks of interest increase the sharpness and non-interesting blocks perform a rendering technique that reduces the sharpness. The block of interest can be a tooth, a neural tube, a root, or the like. The block of interest may be different depending on the position of the arch line.

일 실시 예에 따른 렌더링부(122)는 각 재구성 파노라마 영상에 대해 각 블록 별 밀도 값을 기준으로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 그레이 레벨을 상이하게 조정한다. 예를 들어, 관심영역을 비 관심영역에 비해 그레이 스케일 간격을 더 세분화하여 조정한다. 간격이 세분화된 그레이 스케일 구간은, 치아, 치근단 및 신경단 등일 수 있다. 이때, 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하는 방법, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 방법 등을 사용할 수 있다. 이를 통해 관심영역은 선명도를 증가하고, 비 관심영역은 선명도가 감소한다. 이에 대한 실시 예는 도 6의 좌측 그래프를 참조로 하여 후술한다.The rendering unit 122 according to an embodiment adjusts the gray level for the region of interest and the region of interest differently based on the density value of each block for each reconstructed panoramic image. For example, the region of interest is adjusted by subdividing the gray scale interval more than the region of interest. The gray scale section in which the interval is subdivided may be a tooth, apical end, and nerve end. At this time, a method of adjusting a gradient of a gray scale change graph for blocks constituting each reconstructed panoramic image, and a contrast transfer function (CTF) for a region of interest and a non-region of interest based on a density value A method of adjusting differently from each other can be used. Through this, the region of interest increases the sharpness, and the non-region of interest decreases. An example of this will be described later with reference to the left graph of FIG. 6.

일 실시 예에 따른 렌더링부(122)는 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 불투명도(opacity)를 서로 상이하게 조정한다. 예를 들어, 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버(slice number)를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정한다. 이때, 렌더링부(122)는 정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값(HU average) 및 표준편차(Standard Deviation) 중 적어도 하나를 계산하고, 평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시킬 수 있다. 이에 대한 실시 예는 도 6의 우측 그래프를 참조로 하여 후술한다.The rendering unit 122 according to an embodiment adjusts opacity of reconstructed panoramic images to be matched differently. For example, opacity is adjusted differently by adjusting an opacity transfer function (OTF) based on a slice number as a target of reconstructed panoramic images to be matched. At this time, the rendering unit 122 calculates at least one of an average density value (HU average) and a standard deviation (Standard Deviation) of each reconstructed panoramic image to be matched, and the average density exceeds a first threshold or a standard deviation is second. When the threshold is exceeded, the opacity of the reconstructed panoramic image having the corresponding slice number can be increased. An example of this will be described later with reference to the right graph of FIG. 6.

정합부(124)는 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성한다. 또한, 정합된 최종 파노라마 영상을 디스플레이(14)에 전달할 수 있다.The matching unit 124 generates the final panoramic image by matching the reconstructed panoramic images to which the rendering technique is applied. In addition, the matched final panoramic image may be delivered to the display 14.

후 처리부(126)는 정합부(124)를 통해 정합된 최종 파노라마 영상을 대상으로 이미지 후 처리를 수행한다. 이때, 후 처리부(126)는 언샵 마스크 필터(Unsharpen mask filter)를 이용하여 영상에 대한 전체적인 선명도를 높이고 경계 부분을 선명하게 처리할 수 있다. 언샵 마스크 필터는 하운스필드 단위(HU) 경계 부분 간의 경계 처리에 용이하다. 예를 들어, 후 처리부(126)는 흐릿한 원본 영상(original image)을 공간 스무딩(spatial smoothing) 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상(smoothing image)을 생성하고, 원본 영상에서 스무딩 영상을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상(edge image)을 획득한다. 이어서, 획득된 에지 영상을 원본 영상과 정합하여 선명해진 영상을 생성한다. 이미지 후 처리에 대한 실시 예는 도 7 내지 도 9를 참조로 하여 후술한다.The post-processing unit 126 performs post-image processing on the final panoramic image matched through the matching unit 124. In this case, the post-processing unit 126 may increase the overall sharpness of the image and sharply process the boundary portion using an unsharpen mask filter. The unsharp mask filter is easy to process the boundary between the boundary parts of the Hounsfield unit (HU). For example, the post-processing unit 126 generates a more blurred smoothing image by spatially smoothing the blurry original image, and subtracts the smoothing image from the original image so that the blurry original image is not blurred. Acquire an edge image. Subsequently, the obtained edge image is matched with the original image to generate a sharpened image. An example of post-processing of an image will be described later with reference to FIGS. 7 to 9.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CT 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법의 흐름을 도시한 도면이다.2 is a flowchart illustrating a method for generating a panoramic image using a CT image according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 영상 처리장치(1)는 CT 영상들을 획득(S210)하고, 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성한다(S220). 이어서, 영상 처리장치(1)는 재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용한다(S230). 예를 들어, 치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용한다. 렌더링 테크닉의 예로는 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨(Gray level) 조정, 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity) 조정 등이 있다.1 and 2, the image processing apparatus 1 acquires CT images (S210), and reconstructs the obtained CT images into panoramic images through a locus trajectory (S220). Subsequently, the image processing apparatus 1 applies a rendering technique to increase sharpness by performing adaptive rendering different from each other on the reconstructed panoramic images according to the structure of the tooth structure (S230). For example, a rendering technique in which the region of interest of the dental structure increases sharpness and the region of non-interest decreases sharpness is applied. Examples of rendering techniques include adjusting the gray level for each block of the reconstructed panoramic image, and adjusting the opacity for each slice of the reconstructed panoramic images to be matched.

이어서, 영상 처리장치(1)는 렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성(S240) 하고, 생성된 최종 파노라마 영상을 출력한다(S260). 최종 파노라마 영상 출력 단계(S260)에 앞서, 이미지 후 처리 단계(S250)를 더 포함할 수 있다. 이미지 후 처리 단계(S250)에서, 영상 처리장치(1)는 흐릿한 원본 영상을 공간 스무딩 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상을 생성하고, 원본 영상에서 스무딩 영상을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상을 획득하며, 획득된 에지 영상을 원본 영상과 정합함에 따라 선명해진 영상을 생성할 수 있다.Subsequently, the image processing apparatus 1 matches the reconstructed panoramic images to which the rendering technique is applied to generate the final panoramic image (S240), and outputs the generated final panoramic image (S260). Before the final panoramic image output step S260, a post-image processing step S250 may be further included. In the post-image processing step (S250), the image processing apparatus 1 spatially smooths the blurred original image to generate a more blurred smoothing image, and subtracts the smoothing image from the original image to obtain a non-blurred edge image, A sharpened image may be generated by matching the acquired edge image with the original image.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치 라인에 의한 렌더링 테크닉 방법의 흐름을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a flow of a rendering technique method by an arch line according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 3을 참조하면, 영상 처리장치(1)는 상악 또는 하악을 따라 기준 아치 라인(arch line)을 설정한다(S310). 기준 아치 라인은 사용자로부터 입력받을 수 있다. 이어서, 설정된 기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 자동으로 조정한다(S320). 이에 따라, 조정된 아치 라인들이 위아래로 생성된다. 그리고 설정 및 조정된 아치 라인들에 기반한 재구성 파노라마 영상들을 생성한다(S330).1 and 3, the image processing apparatus 1 sets a reference arch line along the upper or lower jaw (S310). The reference arch line can be input by the user. Subsequently, the arch line is automatically adjusted in the narrow and lingual directions based on the set reference arch line (S320). Accordingly, adjusted arch lines are created up and down. Then, reconstructed panoramic images based on the set and adjusted arch lines are generated (S330).

이어서, 영상 처리장치(1)는 재구성 파노라마 영상들에 대해 아치 라인의 위치에 따른 적응적 렌더링 테크닉을 적용한다(S340). 이를 위해, 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하고, 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용할 수 있다. 이에 대한 실시 예는 도 11을 참조로 하여 후술한다.Subsequently, the image processing apparatus 1 applies an adaptive rendering technique according to the position of the arch line for the reconstructed panoramic images (S340). To this end, the region of interest to perform the rendering technique may be selected according to the location of the arch line for the reconstructed panoramic images generated by each arch line, and the rendering technique may be intensively applied to the selected region of interest. An embodiment of this will be described later with reference to FIG. 11.

이어서, 영상 처리장치(1)는 조정된 아치 라인 생성 개수가 미리 설정된 개수(N)에 도달하는지 확인(S350)하고, 미리 설정된 개수가 될 때까지 아치 라인 조정(S320), 재구성 파노라마 영상 생성(S330) 및 적응적 렌더링 테크닉 적용(S340)을 반복 수행한다. 미리 설정된 개수(N)는 예를 들어, 10개일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Subsequently, the image processing apparatus 1 checks whether the adjusted number of arch line generations reaches the preset number N (S350), adjusts the arch line until the preset number (S320), and generates a reconstructed panoramic image ( S330) and adaptive rendering technique application (S340) are repeatedly performed. The preset number N may be, for example, ten, but is not limited thereto.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그레이 레벨 및 불투명도 조정을 통한 렌더링 테크닉 방법의 흐름을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a flow of a rendering technique method through gray level and opacity adjustment according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 4를 참조하면, 영상 처리장치(1)는 각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할한다(S410). 그리고 각 재구성 파노라마 영상을 대상으로 각 블록 별 밀도 값(HU)을 기준으로 그레이 레벨을 조정한다(S420). 예를 들어, 최종 파노라마 영상 구성 시 필요한 그레이 스케일(gray scale) 구간의 간격을, 최종 파노라마 영상 구성 시 필요없는 그레이 스케일 구간보다 세분화하여 그레이 레벨을 조정한다. 이때, 간격이 세분화된 그레이 스케일 구간은, 치아, 치근단, 신경단 등일 수 있다.1 and 4, the image processing apparatus 1 divides each reconstructed panoramic image into a plurality of blocks (S410). Then, the gray level is adjusted based on the density value HU for each block for each reconstructed panoramic image (S420). For example, the gray level is adjusted by subdividing the intervals of gray scale sections required when constructing the final panoramic image from those of gray scales not required when constructing the final panoramic image. In this case, the gray scale section in which the interval is subdivided may be a tooth, apical end, a nerve end, or the like.

그레이 레벨 조정 단계(S420)에서, 영상 처리장치(1)는 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 그레이 스케일 변화 그래프에서 변화량(gradient)을 조정하거나, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정함으로써 그레이 레벨을 조정할 수 있다. 이때, 밀도 값이 높은 블록 또는 이웃하는 블록과의 밀도 값 변화량(gradient)이 높은 블록들의 선명도가 증가한다.In the gray level adjustment step (S420), the image processing apparatus 1 adjusts a gradient in the gray scale change graph with respect to blocks constituting each reconstructed panoramic image, or a region of interest and non-interest based on the density value. The gray level can be adjusted by adjusting the contrast transfer function (CTF) for the regions different from each other. At this time, the sharpness of blocks having a high density value or blocks having a high density value gradient with neighboring blocks increases.

이어서, 영상 처리장치(1)는 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 불투명도(opacity)를 서로 상이하게 조정한다(S430). 예를 들어, 정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정한다. 이때, 정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값(HU average) 및 표준편차(Standard Deviation) 중 적어도 하나를 계산하고, 평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차(Standard Deviation)가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시킬 수 있다.Subsequently, the image processing apparatus 1 adjusts the opacity of the reconstructed panoramic images to be matched differently from each other (S430). For example, by adjusting the opacity transfer function (OTF) based on the slice number as a target of reconstructed panoramic images to be matched, the opacity is adjusted differently. At this time, at least one of the average density value (HU average) and the standard deviation (Standard Deviation) of each reconstructed panoramic image to be matched is calculated, and the average density exceeds the first threshold or the standard deviation (Standard Deviation) is the second threshold. If it exceeds, the opacity of the reconstructed panoramic image with the corresponding slice number can be increased.

도 5는 렌더링 테크닉의 적용 없이 CT 영상들 또는 재구성된 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 경우 그레이 스케일 분포 그래프와 불투명도 그래프를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a gray scale distribution graph and an opacity graph when generating a final panoramic image by matching CT images or reconstructed panoramic images without applying a rendering technique.

도 5를 참조하면, CT 영상은 기본적으로 물과 뼈 그리고 공기를 표준으로 하여 설정된 픽셀의 상대적인 선감약계수(linear attenuation coefficient)인 CT 넘버(CT number)를 이용하여 흑·백의 여러 단계를 나타낼 수 있다. 여기서, 창 너비(WW)는 흑백의 여러 단계인 그레이 스케일(gray scale)로 표현할 수 있는 CT 넘버의 범위를 의미하며, 창 수준(WL)은 그레이 스케일의 중앙값을 의미한다. 예를 들어, 소정 영상의 창 너비(WW)를 +300으로 설정하고 창 수준(WL)을 0으로 설정하면, 영상에 나타나는 하운스필드 유닛(hounsfield unit: HU)의 범위는 -150에서 +150이다. 그러므로 흡수치가 -150보다 낮은 물질은 검게 나타나고, 흡수치가 +150보다 높은 물질을 밝게 나타나며, -149에서 +149 사이의 HU를 갖는 물질은 흑과 백 사이의 레벨로 표시될 수 있다.Referring to FIG. 5, the CT image can basically show various stages of black and white using a CT number, which is a relative linear attenuation coefficient of pixels set based on water, bone, and air as standard. have. Here, the window width (WW) refers to a range of CT numbers that can be expressed in gray scales, which are various stages of black and white, and the window level (WL) refers to a median value of gray scale. For example, if the window width (WW) of a given image is set to +300 and the window level (WL) is set to 0, the range of the hounsfield unit (HU) appearing in the image ranges from -150 to +150. to be. Therefore, a substance whose absorption value is lower than -150 appears black, a substance whose absorption value is higher than +150 appears bright, and a substance having a HU between -149 and +149 can be displayed at a level between black and white.

렌더링 테크닉 적용 없이 CT 영상들 또는 재구성된 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 경우, 그레이 스케일 변화 그래프에서 밀도(HU) 당 그레이 스케일(Gray Scale)은 일정하게 증가함을 확인할 수 있다. 또한, 불투명도 그래프에서 파노라마 슬라이스(slice) 당 불투명도(Opacity)도 일정하게 증가함을 확인할 수 있다. 이렇게 렌더링 테크닉이 적용되지 않은 경우 정합 영상은 영상 손실이 발생하게 되며, 정합 영상의 슬라이스 두께(thickness)를 조절할 경우 영상이 흐리게 재구성된다.When the CT images or the reconstructed panoramic images are matched and the final panoramic image is generated without applying the rendering technique, it can be seen that the gray scale per density (HU) in the gray scale change graph is constantly increased. In addition, it can be seen from the opacity graph that the opacity per panorama slice also increases constantly. If the rendering technique is not applied in this way, the matched image will experience image loss, and if the slice thickness of the matched image is adjusted, the image will be reconstructed blurry.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 렌더링 테크닉이 적용된 그레이 스케일 분포 그래프와 불투명도 그래프를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a gray scale distribution graph and an opacity graph to which a rendering technique is applied according to an embodiment of the present invention.

도 5와 비교할 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 렌더링 테크닉 방법이 적용되는 경우, 각 재구성 파노라마 영상을 대상으로 블록 별 그레이 스케일(Gray Scale)이 조정되고 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity)가 조정된다.When compared to FIG. 5, as illustrated in FIG. 6, when a rendering technique method is applied, gray scale of each block is adjusted for each reconstructed panoramic image and opacity per slice of reconstructed panoramic images to be matched ( Opacity) is adjusted.

렌더링 테크닉 방법이 적용된 그레이 스케일 변화 그래프(도 6의 좌측 그래프)의 경우, 밀도((HU)) 값에 따라 그레이 스케일이 조정된다. 그레이 스케일 변화 그래프는 밀도(HU) 당 그레이 스케일(Gray Scale) 분포를 나타낸 것이다. 일 실시 예에 따른 영상 처리장치는 각 재구성 파노라마 영상에 대해 각 블록 별 밀도 값을 기준으로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 그레이 레벨을 상이하게 조정한다. 예를 들어, 관심영역을 비 관심영역에 비해 그레이 스케일 간격을 세분화하여 조정할 수 있다. 도 6의 그레이 스케일 변화 그래프에서, 제1 밀도 값(A) 미만을 가진 블록들(비 관심영역)에 비해, 제1 밀도 값(A) 이상을 가진 블록들(관심영역)에 대해서 그레이 스케일 구간의 간격이 더 세분화됨을 알 수 있다.In the case of the gray scale change graph to which the rendering technique method is applied (left graph in FIG. 6), the gray scale is adjusted according to the density ((HU)) value. The gray scale change graph shows the gray scale distribution per density (HU). The image processing apparatus according to an embodiment adjusts the gray level for the region of interest and the region of interest differently based on the density value of each block for each reconstructed panoramic image. For example, the region of interest may be adjusted by subdividing the gray scale interval compared to the region of non-interest. In the gray scale change graph of FIG. 6, the gray scale interval for blocks (region of interest) having a first density value (A) or higher, compared to blocks having a first density value (A) or less (area of interest) It can be seen that the interval of is further subdivided.

일 실시 예에 따른 영상 처리장치는 그레이 스케일 조정 시에, 각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하는 방법, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 방법 등을 사용할 수 있다. 이때, 관심영역은 선명도를 증가하고, 비 관심영역은 선명도가 감소한다. 도 6을 예로 들면, 밀도 값이 A 이상을 가지거나, 밀도 값 변화량(gradient)이 B 이상에 해당하는 구간이 파노라마 영상 구성시 렌더링 테크닉이 집중 적용되는 구간으로서, 해당 구간의 선명도가 증가한다.When adjusting the gray scale, the image processing apparatus according to an embodiment adjusts a gradient of a gray scale change graph with respect to blocks constituting each reconstructed panoramic image, and a region of interest and non-interest based on a density value. A method of adjusting the contrast transfer function (CTF) for a region differently from each other may be used. At this time, the region of interest increases the sharpness, and the non-region of interest decreases the sharpness. For example, in the example of FIG. 6, a section in which a density value has A or more, or a section in which a density value gradient corresponds to B or more is a section in which rendering techniques are intensively applied when constructing a panoramic image, and the sharpness of the section increases.

한편, 렌더링 테크닉 방법이 적용된 불투명도 그래프(도 6의 우측 그래프)의 경우, 슬라이스(slice)의 두께에 따라 불투명도(Opacity)가 상이하게 조정된다. 불투명도 그래프는 파노라마 슬라이스 당 불투명도를 나타낸다. 불투명도가 높은 슬라이스(투명도가 낮은 슬라이스)의 경우는 선명도가 증가하고, 불투명도가 낮은 슬라이스(투명도가 높은 슬라이스)의 경우는 선명도가 감소하게 된다. 이에 따라, 파노라마 슬라이스 여러 장을 정합했을 때, 흐려지는 문제를 해결할 수 있다. 파노라마 슬라이스의 투명도 조절은, 정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값(HU average) 및 표준편차(Standard Deviation) 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 예를 들어, 평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시킨다.On the other hand, in the case of the opacity graph to which the rendering technique method is applied (right graph in FIG. 6), the opacity (Opacity) is adjusted differently according to the thickness of the slice. The opacity graph represents the opacity per panoramic slice. In the case of slices with high opacity (slices with low transparency), the sharpness increases, and in the case of slices with low opacity (slices with high transparency), sharpness decreases. Accordingly, it is possible to solve the problem of blurring when multiple panoramic slices are matched. For adjusting the transparency of the panoramic slice, at least one of an average density value (HU average) and standard deviation (Standard Deviation) of each reconstructed panoramic image to be matched may be used. For example, when the average density exceeds the first threshold or the standard deviation exceeds the second threshold, the opacity of the reconstructed panoramic image having the corresponding slice number is increased.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 후 처리 프로세스를 설명하기 위한 도면들이다.7 to 9 are diagrams for describing an image post-processing process according to an embodiment of the present invention.

보다 세부적으로, 도 7은 이미지 후 처리 프로세스 중 공간 스무딩 프로세스를 도시한 것이고, 도 8은 이미지 후 처리 프로세스 중 에지 영상을 이용하여 원본 영상을 선명하게(sharpening) 하는 프로세스까지를 도시한 것이며, 도 9는 이미지 후 처리 프로세스 수행에 따라 생성되는 각 신호의 파형을 도시한 것이다.More specifically, FIG. 7 shows a spatial smoothing process during the image post-processing process, and FIG. 8 shows a process of sharpening the original image using an edge image during the image post-processing process. 9 shows the waveform of each signal generated according to the performance of the image post-processing process.

도 1 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 후 처리부(126)는 정합부(124)를 통해 정합된 최종 파노라마 영상을 대상으로 이미지 후 처리를 수행한다. 이때, 후 처리부(126)는 언샵 마스크 필터(Unsharpen mask filter)를 이용하여 영상에 대한 전체적인 선명도를 높이고 경계 부분을 선명하게 처리할 수 있다. 언샵 마스크 필터는 하운스필드 단위(HU) 경계 부분 간의 경계 처리에 용이하다. 예를 들어, 후 처리부(126)는 흐릿한 원본 영상 f(x,y)을 도 7에 도시된 바와 같이 공간 스무딩(spatial smoothing) 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상 fsmooth(x,y)을 생성하고, 원본 영상 f(x,y)에서 스무딩 영상 fsmooth(x,y)을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상 g(x,y)을 획득한다. 이를 위한 수식은 g(x,y) = f(x,y) - fsmooth(x,y)이다.1 and 7 to 9, the post-processing unit 126 performs post-image processing on the final panoramic image matched through the matching unit 124. In this case, the post-processing unit 126 may increase the overall sharpness of the image and sharply process the boundary portion using an unsharpen mask filter. The unsharp mask filter is easy to process the boundary between the boundary parts of the Hounsfield unit (HU). For example, the post-processing unit 126 generates a more blurred smoothed image f smooth (x, y) by processing the spatially smoothed original image f (x, y) as shown in FIG. 7. , Subtract the smoothing image f smooth (x, y) from the original image f (x, y) to obtain a non-blurred edge image g (x, y). The formula for this is g (x, y) = f (x, y)-f smooth (x, y).

이어서, 도 8에 도시된 바와 같이 획득된 에지 영상 g(x,y)을 원본 영상 f(x,y)과 정합하여 선명해진 파노라마 영상 fsharp(x,y)을 생성한다. 이를 위한 수식은 fsharp(x,y) = g(x,y) + f(x,y)이다.Subsequently, the edge image g (x, y) obtained as shown in FIG. 8 is matched with the original image f (x, y) to generate a sharpened panoramic image f sharp (x, y). The formula for this is f sharp (x, y) = g (x, y) + f (x, y).

도 9의 (a)는 원본 영상신호 f(x,y)를, (b)는 흐릿해진 스무딩 영상신호 fsmooth(x,y)을, (c)는 에지 영상신호 g(x,y)를, (d)는 최종 선명해진 파노라마 영상신호 fsharp(x,y)의 파형을 각각 도시한 것이다.9 (a) shows the original video signal f (x, y), (b) the blurred smoothing video signal f smooth (x, y), and (c) the edge video signal g (x, y). , (d) shows the waveforms of the final sharpened panoramic image signal f sharp (x, y), respectively.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지 후 처리가 이루어진 파노라마 영상을 그렇지 않은 파노라마 영상과 비교한 도면이다.FIG. 10 is a view comparing a panoramic image with post-processing images according to an embodiment of the present invention with a panoramic image without.

도 10을 참조하면, 도 9를 참조로 하여 전술한 이미지 후 처리를 통해 흐릿하지 않은 선명한 파노라마 영상을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10, it can be confirmed that a clear panoramic image that is not blurry can be obtained through the above-described image post-processing with reference to FIG. 9.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 아치 라인 위치에 따른 렌더링 테크닉 적용 예를 도시한 도면이다.11 is a diagram illustrating an example of applying a rendering technique according to an arch line position according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 11을 참조하면, 영상 처리장치(1)는 재구성 파노라마 영상들에 대해 아치 라인의 위치에 따른 적응적 렌더링 테크닉을 적용한다. 이를 위해, 각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택한다. 예를 들어, 기준 아치 라인을 기준으로 앞 뒤(협 측 및 설 측) 방향으로 아치 라인을 추가로 생성한다. 그리고 추가 생성된 각 아치 라인에 기반하여 재구성 파노라마 영상들을 생성한다. 이때, 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인의 위치에 따라 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역을 선택한다. 각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인 위치에 따라 잘 보이는 치아가 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역이 된다.1 and 11, the image processing apparatus 1 applies adaptive rendering techniques according to the position of the arch line for reconstructed panoramic images. To this end, the region of interest to perform the rendering technique is selected according to the position of the arch line for the reconstructed panoramic images generated by each arch line. For example, an arch line is additionally generated in the front-back (narrow and lingual) direction based on the reference arch line. Then, reconstructed panoramic images are generated based on each additional arch line. At this time, the area to which the rendering technique is applied is selected according to the position of each reconstructed panoramic image and the arch line. Depending on the position of each reconstructed panoramic image and the arch line, the visible teeth become an area to apply the rendering technique intensively.

이어서, 선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용할 수 있다. 예를 들어, 협 측 방향으로 조정된 아치 라인(1100)에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 상악 전치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다(1102). 다른 예로, 설 측 방향으로 조정된 아치 라인(1110)에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 하악 전치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다(1112). 또 다른 예로, 기준 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상은 상악 또는 하악의 구치부 영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용한다. 도면부호 1120 및 1222는 아치 라인들의 경계선들이다.Subsequently, a rendering technique can be intensively applied to the selected region of interest. For example, the reconstructed panoramic image generated by the arch line 1100 adjusted in the lateral direction intensively applies a rendering technique to the maxillary anterior region (1102). As another example, the reconstructed panoramic image generated by the arch line 1110 adjusted in the lingual direction intensively applies a rendering technique to the mandibular anterior region (1112). As another example, the reconstructed panoramic image generated by the reference arch line intensively applies a rendering technique to the posterior region of the maxilla or mandible. Reference numerals 1120 and 1222 are boundary lines of the arch lines.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 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.So far, the present invention has been focused on the embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in terms of explanation, not limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent range should be interpreted as being included in the present invention.

Claims (17)

치과용 컴퓨터 단층(Computed Tomography: CT, 이하, 'CT'라 칭함) 영상들을 획득하는 단계;
획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하는 단계;
재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용하는 단계;
렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 단계; 및
최종 파노라마 영상을 출력하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.Obtaining dental computed tomography (Computed Tomography: CT, hereinafter referred to as 'CT') images;
Reconstructing the obtained CT images into panoramic images through a locus trajectory;
Applying a rendering technique to increase sharpness by performing adaptive rendering different from each other on the reconstructed panoramic images according to the structure of the tooth structure;
Generating a final panoramic image by matching the reconstructed panoramic images to which the rendering technique is applied; And
Outputting a final panoramic image;
Method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that it comprises a. 제 1 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 단계는
치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용하고,
렌더링 테크닉은 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨(Gray level) 조정 및 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도(Opacity) 조정 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.The method of claim 1, wherein applying the rendering technique
The area of interest of the dental structure increases the clarity and the non-interest area reduces the sharpness, applying a rendering technique.
The rendering technique includes at least one of adjusting gray level for each block of the reconstructed panoramic image and adjusting opacity for each slice of the reconstructed panoramic images to be matched, thereby generating a panoramic image using a computed tomography image. 제 1 항에 있어서, 파노라마 영상들로 재구성하는 단계는
상악 또는 하악을 따라 기준 아치 라인(arch line)을 설정하는 단계;
설정된 기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 조정하는 단계;
설정 및 조정된 아치 라인들에 기반한 재구성 파노라마 영상들을 생성하는 단계; 및
조정된 아치 라인의 개수가 미리 설정된 개수에 도달하는지 확인하여 미리 설정된 개수가 될 때까지 아치 라인 조정 및 재구성 파노라마 영상 생성을 반복하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.The method of claim 1, wherein reconstructing the panoramic images
Setting a reference arch line along the maxilla or mandible;
Adjusting the arch lines in the narrow and lingual directions based on the set reference arch lines;
Generating reconstructed panoramic images based on the set and adjusted arch lines; And
Checking whether the number of adjusted arch lines reaches a preset number and repeating arch line adjustment and reconstruction panorama image generation until the preset number is reached;
Method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that it comprises a. 제 1 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 단계는
각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하는 단계; 및
선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.The method of claim 1, wherein applying the rendering technique
Selecting a region of interest to perform a rendering technique according to the position of the arch line on the reconstructed panoramic images generated by each arch line; And
Intensively applying a rendering technique to the selected region of interest;
Method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that it comprises a. 제 4 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하는 단계는
기준 아치 라인을 기준으로 협 측 및 설 측 방향으로 아치 라인을 추가로 생성하는 단계;
추가 생성된 각 아치 라인에 기반하여 재구성 파노라마 영상들을 생성하는 단계; 및
각 재구성 파노라마 영상 및 아치 라인의 위치에 따라 렌더링 테크닉을 집중 적용할 영역을 선택하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.The method of claim 4, wherein the step of selecting the region of interest to perform the rendering technique is
Additionally generating arch lines in the lateral and lingual directions based on the reference arch line;
Generating reconstructed panoramic images based on each additional arch line; And
Selecting an area to intensively apply rendering techniques according to the position of each reconstructed panoramic image and arch line;
Method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that it comprises a. 제 1 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 단계는
각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할하는 단계; 및
각 재구성 파노라마 영상에 대해 각 블록 별 밀도 값을 기준으로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.The method of claim 1, wherein applying the rendering technique
Dividing each reconstructed panoramic image into a plurality of blocks; And
Adjusting a gray level for a region of interest and a region of interest differently based on a density value for each block for each reconstructed panoramic image;
Method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that it comprises a. 제 6 항에 있어서, 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계는
관심영역을 비 관심영역에 비해 그레이 스케일 간격을 세분화하여 조정하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.7. The method of claim 6, wherein adjusting the gray level differently
A method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that the region of interest is adjusted by subdividing the gray scale interval compared to the region of interest. 제 6 항에 있어서, 그레이 레벨을 상이하게 조정하는 단계는
각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 밀도 값 당 그레이 레벨을 나타내는 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하는 단계; 및
밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 단계;
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.7. The method of claim 6, wherein adjusting the gray level differently
Adjusting a gradient of a gray scale change graph representing a gray level per density value for blocks constituting each reconstructed panoramic image; And
Adjusting a contrast transfer function (CTF) for a region of interest and a region of interest different from each other based on a density value;
Method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that it comprises at least one of. 제 1 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 단계는
정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.The method of claim 1, wherein applying the rendering technique
Adjusting the opacity to be different from each other by adjusting the opacity transfer function (OTF) based on the slice number as a target of reconstructed panoramic images to be matched;
Method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that it comprises a. 제 9 항에 있어서, 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 단계는
정합할 각 재구성 파노라마 영상들의 평균 밀도 값 및 표준편차 중 적어도 하나를 계산하는 단계; 및
평균 밀도가 제1 임계치를 넘거나 표준편차가 제2 임계치를 넘는 경우 해당 슬라이스 넘버를 가진 재구성 파노라마 영상의 불투명도를 증가시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.The method of claim 9, wherein the step of adjusting the opacity to be different from each other is
Calculating at least one of an average density value and a standard deviation of each reconstructed panoramic image to be matched; And
If the average density exceeds the first threshold or the standard deviation exceeds the second threshold, increasing the opacity of the reconstructed panoramic image with the corresponding slice number;
Method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that it comprises a. 제 1 항에 있어서, 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법은
최종 파노라마 영상을 대상으로 이미지 후 처리를 수행하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.The method of claim 1, wherein the method of generating a panoramic image using computed tomography
Performing post-image processing on the final panoramic image;
A method of generating a panoramic image using a computed tomography image, further comprising a. 제 11 항에 있어서, 이미지 후 처리를 수행하는 단계는
흐릿한 원본 영상을 공간 스무딩 처리하여 더 흐릿해진 스무딩 영상을 생성하는 단계;
원본 영상에서 스무딩 영상을 차감하여 흐릿하지 않은 에지 영상을 획득하는 단계; 및
획득된 에지 영상을 원본 영상과 정합하여 선명해진 영상을 생성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 단층 영상을 이용한 파노라마 영상 생성방법.The method of claim 11, wherein the step of performing post-image processing is
Generating a blurred smoothing image by spatially smoothing the blurry original image;
Obtaining a non-blurred edge image by subtracting a smoothing image from the original image; And
Generating a sharpened image by matching the obtained edge image with the original image;
Method of generating a panoramic image using a computed tomography image, characterized in that it comprises a. 디스플레이;
CT 영상들을 획득하는 CT 수신부;
디스플레이 및 통신부와 전기적으로 연결된 제어부; 및
제어부와 전기적으로 연결되고, 디스플레이에 표시 가능한 영상을 저장하는 메모리를 포함하며,
상기 메모리는, 실행 시에, 상기 제어부가,
CT 수신부를 통해 획득된 CT 영상들을 악궁 궤적을 통해 파노라마 영상들로 재구성하고,
재구성 파노라마 영상들에 대해 치아 구조물의 구조에 따라 서로 상이한 적응적 렌더링을 수행하여 선명도를 높이는 렌더링 테크닉을 적용하며,
렌더링 테크닉이 적용된 재구성 파노라마 영상들을 정합하여 최종 파노라마 영상을 생성하는 영상 처리를 수행하며,
영상 처리가 이루어진 영상을 상기 디스플레이에 표시하도록 하는 인스트럭션들(instructions)을 저장하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.display;
CT receiving unit for acquiring CT images;
A control unit electrically connected to the display and communication unit; And
It is electrically connected to the control unit, and includes a memory that stores images that can be displayed on the display.
The memory, when executed, the control unit,
The CT images obtained through the CT receiver are reconstructed into panoramic images through the locus trajectory,
For the reconstructed panoramic images, different rendering is applied according to the structure of the tooth structure, and a rendering technique is applied to increase the clarity.
Image processing is performed to match the reconstructed panoramic images to which the rendering technique has been applied to generate the final panoramic image,
An image processing apparatus characterized by storing instructions for displaying an image on which the image processing has been performed on the display. 제 13 항에 있어서, 상기 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은
치아 구조물의 관심영역은 선명도를 증가시키고 비 관심영역은 선명도를 감소시키는 렌더링 테크닉을 적용하고,
렌더링 테크닉은 재구성 파노라마 영상의 블록 별 그레이 레벨조정 및 정합할 재구성 파노라마 영상들의 슬라이스 별 불투명도 조정 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.14. The method of claim 13, wherein the instruction applying the rendering technique is
The area of interest of the dental structure increases the clarity and the non-interest area reduces the sharpness, applying a rendering technique.
The rendering technique includes at least one of gray level adjustment for each block of the reconstructed panoramic image and opacity adjustment for each slice of the reconstructed panoramic images to be matched. 제 13 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은
각 아치 라인에 의해 생성된 재구성 파노라마 영상들을 대상으로 아치 라인 위치에 따라 렌더링 테크닉을 수행할 관심영역을 선택하고,
선택된 관심영역에 대해 렌더링 테크닉을 집중 적용하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.14. The method of claim 13, wherein the instruction applying the rendering technique is
Based on the reconstructed panoramic images generated by each arch line, the region of interest to perform the rendering technique is selected according to the position of the arch line,
An image processing apparatus characterized by intensively applying a rendering technique to a selected region of interest. 제 13 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은
각 재구성 파노라마 영상을 다수의 블록으로 분할하고,
각 재구성 파노라마 영상을 구성하는 블록들을 대상으로 밀도 값 당 그레이 레벨을 나타내는 그레이 스케일 변화 그래프의 변화량(gradient)을 조정하거나, 밀도 값을 기초로 관심영역 및 비 관심영역에 대한 콘트라스트 전이함수(contrast transfer function: CTF)를 서로 상이하게 조정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.14. The method of claim 13, wherein the instruction applying the rendering technique is
Divide each reconstructed panoramic image into multiple blocks,
Adjust the gradient of the gray scale change graph representing the gray level per density value for the blocks constituting each reconstructed panoramic image, or contrast transfer function for the region of interest and non-region of interest based on the density value. function: CTF) to adjust differently from each other. 제 13 항에 있어서, 렌더링 테크닉을 적용하는 인스트럭션은
정합시킬 재구성 파노라마 영상들의 대상으로 슬라이스 넘버를 기초로 불투명도 전이함수(opacity transfer function: OTF)를 조절하여 불투명도를 서로 상이하게 조정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리장치.14. The method of claim 13, wherein the instruction applying the rendering technique is
An image processing apparatus characterized by adjusting the opacity transfer function (OTF) differently based on the slice number as a target of reconstructed panoramic images to be matched.
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