KR20210056212A - Method, apparatus and system for X-ray images acquisition and processing using hybrid pulses - Google Patents

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KR20210056212A
KR20210056212A KR1020200066998A KR20200066998A KR20210056212A KR 20210056212 A KR20210056212 A KR 20210056212A KR 1020200066998 A KR1020200066998 A KR 1020200066998A KR 20200066998 A KR20200066998 A KR 20200066998A KR 20210056212 A KR20210056212 A KR 20210056212A
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KR
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KR1020200066998A
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강동구
최재구
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한국전기연구원
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    • GPHYSICS
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Abstract

The present invention relates to a method, an apparatus and a system for acquiring and processing an X-ray image and, more specifically, to a method, an apparatus and a system for acquiring and processing an X-ray image using a hybrid pulse, which can use the hybrid pulse with sequential emission of an ultra-short pulse (USP) and a coded pulse (CP) to effectively prevent the deterioration of the quality of X-ray image such as motion blur caused by the motion of a subject in the image. According to the present invention, a method for generating, by an X-ray image generation system, the X-ray image for the subject comprises: an X-ray emission step of controlling an X-ray source to sequentially emit, to the subject, X-rays of the USP and the CP in which a waveform takes the predetermined code form, wherein the USP is emitted for a shorter time than the CP; a reference image generation step of generating a reference image by detecting the X-ray of the USP which has passed through the subject; a code motion blur image generation step of generating a code motion blur image by detecting the X-rays of the CP which has passed through the subject; and an X-ray image generation step of generating a deblurred X-ray image with respect to the code motion blur image by using the reference image and the code motion blur image.

Description

하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템 {Method, apparatus and system for X-ray images acquisition and processing using hybrid pulses}[Method, apparatus and system for X-ray images acquisition and processing using hybrid pulses}

본 발명은 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 초단 펄스(Ultra Short Pulse)와 코드 펄스(Coded Pulse)가 순차 조사되는 하이브리드 펄스를 이용해 영상에서 대상체의 움직임(motion)에 따른 모션 블러(motion blur) 등 엑스선 영상의 품질 저하를 효과적으로 개선할 수 있는 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method, apparatus, and system for acquiring and processing an X-ray image, and more specifically, a motion of an object in an image using a hybrid pulse in which an ultra short pulse and a coded pulse are sequentially irradiated. A method, apparatus, and system for obtaining and processing an X-ray image using hybrid pulses capable of effectively improving the quality deterioration of an X-ray image such as motion blur according to ).

종래부터 엑스선(X-ray) 등을 이용한 영상 기반 진단법이 폭넓게 활용되고 있으며, 이를 위한 다양한 엑스선 장치들이 개발되어 폭넓게 사용되고 있다. Conventionally, an image-based diagnosis method using X-rays or the like has been widely used, and various X-ray devices for this have been developed and used widely.

보다 구체적으로, 엑스선 장치에서 사용되는 엑스선원(X-ray source)은 아날로그 엑스선원과 디지털 엑스선원으로 구분될 수 있다. 여기서, 상기 아날로그 엑스선원(X-ray source)은 텅스텐 필라멘트와 같은 전자원을 고온으로 가열하여 방출된 전자를 타겟에 충돌시켜 열전자를 발생하는 방식이며, 디지털 엑스선원(X-ray source)은 에미터(음극)에 고압의 전류를 가해 방출되는 전자를 타겟에 충돌시켜 엑스선(X-ray)을 발생시키는 방식을 사용한다. More specifically, an X-ray source used in an X-ray apparatus may be divided into an analog X-ray source and a digital X-ray source. Here, the analog X-ray source is a method of generating hot electrons by heating an electron source such as a tungsten filament at a high temperature and colliding the emitted electrons with the target, and the digital X-ray source is an Emmy It uses a method of generating X-rays by applying a high-voltage current to the generator (cathode) and colliding the emitted electrons with the target.

또한, 일반적으로 엑스선원을 구현하기 위해서는 고휘도, 대전류의 전자원을 필요로 하며, 특히 디지털 엑스선원은 아날로그 방식에 비해 방사선량이 작고, 화질 전명도가 우수하며, 연속 촬영이 가능하고 소형화가 가능하다는 장점이 있어 많은 연구가 이루어져 왔다. In addition, in order to implement an X-ray source in general, a high-brightness, high-current electron source is required. In particular, a digital X-ray source has a smaller amount of radiation than an analog method, has excellent image quality, and is capable of continuous shooting and miniaturization. Due to its advantages, many studies have been conducted.

보다 구체적으로, 디지털 엑스선원과 관련하여, 탄소 나노 튜브(Carbon Nano-Tube, CNT) 방식은 원자 구조에서의 결함, 낮은 진공도에 의한 열화 또는 파괴 등의 문제가 있어, 실제 소자 응용 단계에서 큰 걸림돌로 작용하고 있으며, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 에미터(음극)의 내마모성 및 방열 특성을 향상시켜 장수명, 고안정 출력특성을 갖는 새로운 음극 기술을 적용하고자 하는 연구도 진행되고 있다.More specifically, with regard to digital X-ray sources, the Carbon Nano-Tube (CNT) method has problems such as defects in the atomic structure, deterioration or destruction due to low vacuum degree, and is a major obstacle in the actual device application stage. In order to solve such a problem, research to apply a new cathode technology having long life and high stability output by improving the wear resistance and heat dissipation properties of the emitter (cathode) is also underway.

또한, 종래의 엑스선 기반 영상 시스템에서는, 진단형광투시법(Fluoroscopy), CT(Computed Tomography), 단층영상합성법(Tomosynthesis) 등 기법을 이용하여 이미지를 획득하는 과정에서 다양한 종류의 움직임(motion)이 발생할 수 있고, 이에 따라 이미지 데이터 내에 발생하는 모션 블러(motion blur)에 의해 엑스선 영상의 품질이 저하되는 문제점이 발생할 수 있었다.In addition, in a conventional X-ray-based imaging system, various types of motion may occur in the process of acquiring an image using techniques such as Fluoroscopy, Computed Tomography (CT), and Tomosynthesis. Accordingly, there may be a problem in that the quality of the X-ray image is deteriorated due to motion blur occurring in the image data.

보다 구체적으로, 상기 모션 블러에 의한 문제점으로 엑스선 영상의 고주파 특징들(예를 들어, 이미지 내의 에지(edge) 등)이 뭉개지는 점 등을 들 수 있고, 이러한 모션 블러를 발생시키는 움직임(motion)의 종류는 환자/조직의 움직임(예를 들어, 심장, 호흡기의 움직임 등), 엑스선 영상 시스템에서의 기구 움직임, 디텍터 움직임, 지지대(gantry) 움직임 및 엑스선원의 움직임 등을 들 수 있다.More specifically, as a problem due to the motion blur, the high frequency characteristics of the X-ray image (for example, edges in the image) may be crushed, and the motion that causes such motion blur. Types of the patient/tissue movements (eg, heart, respiratory movements, etc.), instrument movements in the X-ray imaging system, detector movements, gantry movements, and movements of X-ray sources.

이에 따라, 종래부터 엑스선 영상의 모션 블러를 개선하기 위한 다양한 기술들이 시도되어 왔으나 이러한 기술들은 이미지 획득 시간의 장기화, 영상 처리를 위한 기계 장치 등의 추가, 이미지 노이즈의 증가, 및/또는 이미지 처리 중 이미지 정보의 손실 등과 같은 문제점들이 있었다.Accordingly, various techniques have been tried to improve motion blur of X-ray images in the past, but these techniques extend image acquisition time, add mechanical devices for image processing, increase image noise, and/or during image processing. There were problems such as loss of image information.

이에 대하여, 제너럴 일렉트릭社(General Electric Company)에서는, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 코드 노출(Coded exposure) 기법을 방사선 촬영(Radiography)에 적용하는 방법을 제안한 바 있다.On the other hand, General Electric Company has proposed a method of applying a coded exposure technique to radiography, as shown in FIG. 1.

그러나, 위와 같은 종래 기술에서도 상기 모션 블러를 유발하는 움직임(motion)을 사용자가 직접 측정하여 입력하거나, 심전도(electrocardiogram) 등을 이용하여 산출하는 정도에 그쳐, 상기 엑스선 영상의 모션 블러를 초래하는 움직임의 방향, 속도, 궤적 등을 정확하게 반영하기 어려웠으며, 이에 따라 엑스선 영상의 모션 블러가 효과적으로 보정되지 못하는 한계가 따랐다.However, even in the prior art as described above, the motion that causes the motion blur of the X-ray image is limited to the extent that the user directly measures and inputs the motion that causes the motion blur or is calculated using an electrocardiogram, etc. It was difficult to accurately reflect the direction, speed, and trajectory of X-rays, and accordingly, there was a limitation in that the motion blur of the X-ray image could not be effectively corrected.

미국 등록특허공보 US9194965 (2012.11.24)US patent publication US9194965 (2012.11.24)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 엑스선 영상의 모션 블러(motion blur)를 유발하는 움직임을 자동으로 정확히 파악하여 상기 엑스선 영상의 모션 블러를 효과적으로 보정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention was invented to solve the problems of the prior art, and is capable of effectively correcting the motion blur of the X-ray image by automatically accurately grasping the motion that causes the motion blur of the X-ray image. It is aimed at.

또한, 본 발명에서는 상기 엑스선 영상의 모션 블러(motion blur)에 대한 점 확산 함수(Point Spread Function, PSF)를 자동으로 획득할 수 있도록 하여 사용 편의성을 증대하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to increase the convenience of use by automatically obtaining a point spread function (PSF) for motion blur of the X-ray image.

나아가, 본 발명에서는 상기 엑스선 영상에서의 움직임(motion)에 따른 고정밀 모션 점 확산 함수(PSF)를 산출하여 고품질 고해상도의 영상 복원 등 엑스선 영상의 품질을 효과적으로 개선할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.Further, an object of the present invention is to calculate a high-precision motion point spread function (PSF) according to motion in the X-ray image to effectively improve the quality of an X-ray image, such as reconstructing a high-quality, high-resolution image.

본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 생성 방법은, 엑스선 영상 생성 시스템이 대상체에 대한 엑스선 영상을 생성하는 방법에 있어서, 엑스선원을 제어하여 상기 대상체로 초단 펄스(USP, Ultra Short Pulse)와, 파형이 미리 정해진 코드의 형태를 이루는 코드 펄스(CP, Coded Pulse)의 엑스선을 순차 조사하는 엑스선 조사 단계(여기서, 상기 초단 펄스는 상기 코드 펄스보다 짧은 시간 동안 조사됨); 상기 대상체를 투과한 상기 초단 펄스의 엑스선을 검출하여 참조 이미지(reference image)를 생성하는 참조 이미지 생성 단계; 상기 대상체를 투과한 상기 코드 펄스의 엑스선을 검출하여 코드 모션 블러 이미지(coded motion blur image)를 생성하는 코드 모션 블러 이미지 생성 단계; 및 상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여, 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of generating an X-ray image according to an embodiment of the present invention, in a method of generating an X-ray image of an object by an X-ray image generating system, an X-ray source is controlled to transmit an ultra short pulse (USP) to the object, An X-ray irradiation step of sequentially irradiating X-rays of coded pulses (CP) whose waveforms form a predetermined code (here, the first short pulse is irradiated for a shorter time than the code pulse); A reference image generating step of generating a reference image by detecting X-rays of the ultrashort pulses that have passed through the object; Generating a coded motion blur image by detecting X-rays of the code pulses passing through the object; And generating an X-ray image deblurred with respect to the code motion blur image by using the reference image and the code motion blur image.

이때, 상기 엑스선 영상 생성 단계는, 상기 참조 이미지 및 상기 코드 모션 블러 이미지로부터 상기 대상체의 영상에서의 움직임에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 산출하는 모션 블러 점 확산 함수 산출 단계; 및 상기 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 이용하여 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 단계;를 포함할 수 있다.In this case, in the step of generating the X-ray image, a motion blur point spread function is calculated for calculating a motion blur point spread function corresponding to the motion in the image of the object from the reference image and the code motion blur image. step; And generating an X-ray image deblurred with respect to the code motion blur image using the motion blur point spread function.

또한, 상기 엑스선 조사 단계에서는, 제1 노출 주기에 상기 초단펄스를 조사한 후, 상기 제1 노출 주기에 후속하는 제2 노출 주기에 상기 코드 펄스를 조사할 수 있다.Further, in the X-ray irradiation step, after irradiating the ultrashort pulse in a first exposure period, the code pulse may be irradiated in a second exposure period following the first exposure period.

또한, 상기 모션 블러 점 확산 함수 산출 단계는, 상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여 상기 대상체의 블러 방향을 산출하는 블러 방향 산출 단계; 상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여 상기 대상체의 블러 크기를 산출하는 블러 크기 산출 단계;를 포함할 수 있다.Further, the calculating of the motion blur point spreading function may include: calculating a blur direction of the object using the reference image and the code motion blur image; And calculating a blur size of the object using the reference image and the code motion blur image.

여기서, 상기 블러 방향 산출 단계에서는, 상기 참조 이미지과 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 상기 대상체의 블러 방향을 산출할 수 있다.Here, in the step of calculating the blur direction, the blur direction of the object may be calculated using a fast Fourier transform (FFT) of the reference image and the code motion blur image.

또한, 상기 블러 크기 산출 단계에서는, 미리 정해진 복수의 블러 크기 후보값에 대하여, 상기 참조 이미지를 이용하여 복수의 후보 블러 이미지를 산출한 후, 상기 코드 모션 블러 이미지와의 유사도를 비교하여 상기 대상체의 블러 크기를 산출할 수 있다.In addition, in the blur size calculation step, after calculating a plurality of candidate blur images using the reference image for a plurality of predetermined blur size candidate values, the similarity with the code motion blur image is compared, You can calculate the blur size.

또한, 상기 모션 블러 점 확산 함수 산출 단계에서는, 기계 학습된 제1 신경망 회로를 이용하여 상기 참조 이미지 및 상기 코드 모션 블러 이미지로부터 상기 대상체에 대한 모션 블러 점 확산 함수를 산출할 수 있다.In addition, in the calculating of the motion blur point spreading function, a motion blur point spreading function for the object may be calculated from the reference image and the code motion blur image using a machine-learned first neural network circuit.

또한, 상기 엑스선 영상 생성 단계는, 상기 코드 펄스(CP)에 대한 코드 점 확산 함수(Code Point Spread Function)를 산출하는 단계; 상기 코드 점 확산 함수(Code Point Spread Function)와 상기 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)가 결합된 결합 점 확산 함수를 산출하는 단계; 및 상기 결합 점 확산 함수를 이용하여 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 디블러링(deblurring)을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the generating of the X-ray image may include calculating a code point spread function for the code pulse CP; Calculating a combined point spread function in which the code point spread function and the motion blur point spread function are combined; And performing deblurring on the code motion blur image using the combined point spread function.

또한, 상기 엑스선 조사 단계에서는, 제2 노출 주기에 상기 코드 펄스를 조사한 후, 상기 제2 노출 주기에 후속하는 제3 노출 주기에 제2 초단 펄스를 더 조사할 수 있다.In addition, in the X-ray irradiation step, after irradiating the code pulse in a second exposure period, a second ultrashort pulse may be further irradiated in a third exposure period following the second exposure period.

여기서, 상기 엑스선 영상 생성 단계에서는, 상기 참조 이미지 및 상기 제2 초단 펄스에 의한 제2 참조 이미지에 대한 보간(interpolation)을 통해 상기 제2 노출 주기에서의 임의의 시점에서의 가상 참조 이미지를 산출하고, 상기 가상 참조 이미지를 이용하여 상기 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성할 수 있다.Here, in the step of generating the X-ray image, a virtual reference image at an arbitrary point in the second exposure period is calculated through interpolation of the reference image and the second reference image by the second ultrashort pulse. , An X-ray image deblurred with respect to the blur image may be generated using the virtual reference image.

또한, 상기 엑스선 조사 단계에서는, 제1 노출 주기에 상기 초단펄스를 조사하고 미리 정해진 관심 영역(ROI)에 대해서만 검출된 엑스선 데이터를 판독한 후, 상기 제2 노출 주기에 상기 코드 펄스를 조사하여 상기 제1 노출 주기와 상기 제2 노출 주기의 시간 간격을 최소화할 수 있다.Further, in the X-ray irradiation step, after irradiating the ultrashort pulse in a first exposure period and reading detected X-ray data only for a predetermined region of interest (ROI), the code pulse is irradiated in the second exposure period, and the The time interval between the first exposure period and the second exposure period may be minimized.

또한, 상기 대상체에 대한 시험(preshot) 엑스선 영상으로부터 상기 대상체의 움직임(motion)을 추정하여 상기 대상체의 움직임에 대응하는 코드 펄스(CP)를 산출하는 시험 영상 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, a test image step of calculating a code pulse CP corresponding to the motion of the object by estimating the motion of the object from a preshot X-ray image of the object may be further included.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스선 영상 생성 시스템은, 대상체에 대한 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 시스템에 있어서, 엑스선을 방출하는 엑스선원; 상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부; 상기 엑스선원에서 상기 대상체로 초단 펄스(USP, Ultra Short Pulse)와, 파형이 미리 정해진 코드의 형태를 이루는 코드 펄스(CP, Coded Pulse)의 엑스선을 순차 조사하도록 제어하는 제어부(여기서, 상기 초단 펄스는 상기 코드 펄스보다 짧은 시간 동안 조사됨); 및 상기 초단 펄스의 엑스선으로부터 생성된 참조 이미지와, 상기 코드 펄스의 엑스선으로부터 생성된 코드 모션 블러 이미지(coded motion blur image)를 이용하여, 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, an X-ray image generating system according to another embodiment of the present invention is an X-ray image generating system for generating an X-ray image of an object, comprising: an X-ray source emitting X-rays; An X-ray detector configured to detect X-rays transmitted through the object; A control unit for controlling to sequentially irradiate X-rays of an ultra short pulse (USP) and a coded pulse (CP) having a shape of a predetermined code from the X-ray source to the object (here, the ultra short pulse) Is irradiated for a shorter time than the code pulse); And an X-ray image deblurred with respect to the code motion blur image using a reference image generated from the X-ray of the ultrashort pulse and a coded motion blur image generated from the X-ray of the code pulse. It characterized in that it comprises a; X-ray image generator for generating.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템에서는, 엑스선 영상의 모션 블러(Motion Blur)를 유발하는 움직임을 정확히 파악하고 이에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 자동으로 획득할 수 있도록 함으로써, 사용 편의성을 증대하고 고정밀 모션 점 확산 함수(PSF)를 산출하여 고품질 고해상도의 영상 복원 등 엑스선 영상의 품질을 효과적으로 개선할 수 있게 한다.Accordingly, in the method, apparatus, and system for acquiring and processing an X-ray image using a hybrid pulse according to an embodiment of the present invention, a motion that causes motion blur of an X-ray image is accurately identified and a motion blur point corresponding thereto. By allowing automatic acquisition of the Motion Blur Point Spread Function, convenience of use is increased, and the high-precision motion point spread function (PSF) is calculated to effectively improve the quality of X-ray images such as high-quality, high-resolution image restoration. do.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템에서는, 엑스선 영상의 모션 블러(Motion Blur)를 유발하는 움직임을 정확히 파악하고 이에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 자동으로 획득할 수 있도록 함으로써, 사용 편의성을 증대하고 고정밀 모션 점 확산 함수(PSF)를 산출하여 고품질 고해상도의 영상 복원 등 엑스선 영상의 품질을 효과적으로 개선할 수 있게 한다.Accordingly, in the method, apparatus, and system for acquiring and processing an X-ray image using a hybrid pulse according to an embodiment of the present invention, a motion that causes motion blur of an X-ray image is accurately identified and a motion blur point corresponding thereto. By allowing automatic acquisition of the Motion Blur Point Spread Function, convenience of use is increased, and the high-precision motion point spread function (PSF) is calculated to effectively improve the quality of X-ray images such as high-quality, high-resolution image restoration. do.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.The present invention may apply various transformations and may have various embodiments. Hereinafter, specific embodiments will be described in detail based on the accompanying drawings.

이하의 실시예는 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.The following examples are provided to aid in a comprehensive understanding of the methods, apparatus and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다. In describing the embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the present specification. The terms used in the detailed description are only for describing the embodiments of the present invention, and should not be limiting. Unless explicitly used otherwise, expressions in the singular form include the meaning of the plural form. In the present description, expressions such as "comprising" or "feature" are intended to refer to certain features, numbers, steps, actions, elements, some or combination thereof, and one or more It should not be construed to exclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, actions, elements, any part or combination thereof.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are used to distinguish one component from other components. Is only used.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 생성 방법, 장치 및 시스템(100)에 대한 예시적인 실시 형태들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a method, apparatus, and system 100 for generating an X-ray image according to an exemplary embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 생성 방법의 순서도를 도시하고 있다. First, FIG. 2 shows a flowchart of a method of generating an X-ray image according to an embodiment of the present invention.

이때, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 생성 방법은, 엑스선 영상 생성 시스템(100)이 대상체(A)에 대한 엑스선 영상을 생성하는 방법으로서, 엑스선원(110)을 제어하여 상기 대상체(A)로 초단 펄스(USP, Ultra Short Pulse)와, 파형이 미리 정해진 코드의 형태를 이루는 코드 펄스(CP, Coded Pulse)의 엑스선을 순차 조사하는 엑스선 조사 단계(여기서, 상기 초단 펄스는 상기 코드 펄스보다 짧은 시간 동안 조사됨)(S10), 상기 대상체(A)를 투과한 상기 초단 펄스의 엑스선을 검출하여 참조 이미지(reference image)를 생성하는 참조 이미지 생성 단계(S20), 상기 대상체(A)를 투과한 상기 코드 펄스의 엑스선을 검출하여 코드 모션 블러 이미지(coded motion blur image)를 생성하는 코드 모션 블러 이미지 생성 단계(S30) 및 상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여, 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 단계(S40)를 포함할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 2, in the method of generating an X-ray image according to an exemplary embodiment of the present invention, the X-ray image generating system 100 generates an X-ray image of the object A. 110) to sequentially irradiate X-rays of an ultra short pulse (USP) and a coded pulse (CP) having a shape of a predetermined code to the object A (here , The first short pulse is irradiated for a shorter time than the code pulse) (S10), a reference image generation step of generating a reference image by detecting X-rays of the first short pulse transmitted through the object A (S20) ), generating a coded motion blur image by detecting X-rays of the code pulses passing through the object A (S30), and the reference image and the coded motion blur image By using, an X-ray image generation step S40 of generating an X-ray image deblurred with respect to the code motion blur image may be included.

또한, 도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 생성 시스템(100)의 구성도를 예시하고 있다. In addition, FIG. 3 illustrates a configuration diagram of an X-ray image generating system 100 according to an embodiment of the present invention.

이때, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 이미지 생성 장치(100)는, 대상체(A)에 대한 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 시스템(100)으로서, 엑스선을 방출하는 엑스선원(110), 상기 대상체(A)를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부(130), 상기 엑스선원(110)에서 상기 대상체(A)로 초단 펄스(USP, Ultra Short Pulse)와, 파형이 미리 정해진 코드의 형태를 이루는 코드 펄스(CP, Coded Pulse)의 엑스선을 순차 조사하도록 제어하는 제어부(여기서, 상기 초단 펄스는 상기 코드 펄스보다 짧은 시간 동안 조사됨)(120); 및 상기 초단 펄스의 엑스선으로부터 생성된 참조 이미지와, 상기 코드 펄스의 엑스선으로부터 생성된 코드 모션 블러 이미지(coded motion blur image)를 이용하여, 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.In this case, as can be seen in FIG. 3, the X-ray image generating apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention is an X-ray image generating system 100 that generates an X-ray image of an object A. An X-ray source 110 that emits, an X-ray detector 130 that detects X-rays that have passed through the object A, an ultra short pulse (USP) from the X-ray source 110 to the object A, and A control unit for controlling to sequentially irradiate X-rays of coded pulses (CP) whose waveforms form a predetermined code (here, the first short pulse is irradiated for a shorter time than the code pulse) 120; And an X-ray image deblurred with respect to the code motion blur image using a reference image generated from the X-ray of the ultrashort pulse and a coded motion blur image generated from the X-ray of the code pulse. It may be configured to include an X-ray image generator 140 that generates.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스(hybrid pulse)를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템(100)에서는, 엑스선 영상의 모션 블러(Motion Blur)를 유발하는 움직임을 정확히 파악하고 이에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 자동으로 획득하여 엑스선 영상을 디블러링(Deblurring)으로써, 사용 편의성을 증대하고 고정밀 모션 점 확산 함수(PSF)를 산출하여 고품질 고해상도의 영상 복원 등 엑스선 영상의 품질을 효과적으로 개선할 수 있게 한다.Accordingly, in the X-ray image acquisition and processing method, apparatus, and system 100 using a hybrid pulse according to an embodiment of the present invention, a motion that causes motion blur of an X-ray image is accurately identified. And, by deblurring the X-ray image by automatically acquiring the corresponding Motion Blur Point Spread Function, the convenience of use is increased and the high-precision motion point spread function (PSF) is calculated to provide high quality and high resolution. It is possible to effectively improve the quality of an X-ray image, such as image restoration.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템(100)을 구성 요소 별로 나누어 보다 자세하게 살핀다.Hereinafter, a method of acquiring and processing an X-ray image using a hybrid pulse, an apparatus and a system 100 using a hybrid pulse according to an exemplary embodiment of the present invention will be divided into components and examined in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

먼저, 상기 엑스선 조사 단계(S10)에서는, 상기 제어부(120)가 상기 엑스선원(110)을 제어하여 상기 대상체(A)로 초단 펄스(USP, Ultra Short Pulse)와, 파형이 미리 정해진 코드의 형태를 이루는 코드 펄스(CP, Coded Pulse)의 엑스선을 순차 조사하게 된다. First, in the X-ray irradiation step (S10), the controller 120 controls the X-ray source 110 to transmit an ultra short pulse (USP) to the object A, and a waveform in the form of a predetermined code. The X-rays of the coded pulses (CP) constituting the are sequentially irradiated.

이때, 상기 초단 펄스(USP)는 제1 노출 주기에 상기 코드 펄스(CP)보다 짧은 시간 동안 조사된다. 보다 구체적으로, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 초단 펄스(예를 들어, 도 4의 USP_1)는 상기 초단 펄스의 엑스선을 검출하여 생성되는 참조 이미지에서 상기 대상체(A)의 움직임에 의한 블러(Blur)가 억제될 수 있도록 (노이즈 등이 발생하더라도) 충분히 짧은 시간 동안 상기 초단 펄스를 조사하는 것이 바람직하다.In this case, the first short pulse USP is irradiated for a shorter time than the code pulse CP in the first exposure period. More specifically, as can be seen in FIG. 4, the ultra-short pulse (for example, USP_1 in FIG. 4) is a blur caused by the movement of the object A in a reference image generated by detecting the X-ray of the ultra-short pulse. It is preferable to irradiate the ultrashort pulse for a sufficiently short time (even if noise or the like occurs) so that (Blur) can be suppressed.

또한, 상기 제어부(120)는 초단 펄스를 제1 노출 주기에 상기 대상체(A)로 조사한 후, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 제2 노출 주기에 파형이 미리 정해진 코드의 형태를 이루는 코드 펄스(예를 들어, 도 4의 CP_1)를 상기 대상체(A)로 조사할 수 있다.In addition, the control unit 120 irradiates the first pulse to the object A in the first exposure period, and then, as shown in FIG. 4, the code pulse in which the waveform forms a predetermined code in the second exposure period. (For example, CP_1 of FIG. 4) may be irradiated to the object A.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템(100)에서, 상기 엑스선원(110)은, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 미리 정해진 코드의 형태로 엑스선을 조사할 수 있는 디지털 엑스선원인 것이 바람직하나, 본 발명에서 상기 엑스선원(110)의 구체적인 종류나 구조가 한정되는 것은 아니다.Further, in the method, apparatus, and system 100 for obtaining and processing an X-ray image using a hybrid pulse according to an embodiment of the present invention, the X-ray source 110 is in the form of a predetermined code as shown in FIG. 4. Although it is preferable that it is a digital X-ray source capable of irradiating X-rays, the specific type or structure of the X-ray source 110 is not limited in the present invention.

또한, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제어부(120)는 제2 노출 주기에 상기 코드 펄스를 상기 대상체(A)로 조사한 후에, 상기 제2 노출 주기에 후속하는 제3 노출 주기에 제2 초단 펄스를 상기 대상체(A)로 추가 조사할 수도 있다.In addition, as can be seen in FIG. 4, after irradiating the code pulse to the object A in a second exposure period, the control unit 120 performs a second exposure period in a third exposure period following the second exposure period. An ultra-short pulse may be additionally irradiated to the object A.

나아가, 본 발명에서는, 상기 상기 엑스선 조사 단계(S10)에 앞서, 상기 대상체(A)에 대한 시험(preshot) 엑스선 영상으로부터 상기 대상체의 움직임(motion)을 추정하여 상기 대상체(A)의 움직임에 대응하는 코드 펄스(CP)를 산출하는 시험 영상 단계를 더 포함할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 상기 대상체(A)의 움직임을 고려한 최적의 코드 펄스(CP)를 사용하여 이후 일련의 단계를 수행할 수 있다.Further, in the present invention, prior to the X-ray irradiation step (S10), a motion of the object is estimated from a preshot X-ray image of the object A to correspond to the motion of the object A. It may further include a test image step of calculating the code pulse CP. Accordingly, in the present invention, a series of steps may be performed after using the optimal code pulse CP in consideration of the movement of the object A.

또한, 상기 참조 이미지 생성 단계(S20)에서는, 상기 엑스선 검출부(130)에서 상기 대상체(A)를 투과한 상기 초단 펄스의 엑스선을 검출하여 참조 이미지(reference image)를 생성하게 된다.In addition, in the reference image generation step S20, the X-ray detector 130 detects the X-ray of the ultrashort pulse that has passed through the object A to generate a reference image.

이때, 상기 초단 펄스는 짧은 시간 동안만 조사되므로 상기 초단 펄스를 검출하여 생성되는 참조 이미지에는 노이즈 등이 발생할 수도 있으나, 상기 대상체(A)의 움직임에 의한 블러(Blur)가 억제된 엑스선 영상을 얻을 수 있게 된다.At this time, since the first short pulse is irradiated only for a short period of time, noise may occur in the reference image generated by detecting the first short pulse, but an X-ray image in which blur caused by the movement of the object A is suppressed is obtained. You will be able to.

또한, 상기 코드 모션 블러 이미지 생성 단계(S30)에서는, 상기 엑스선 검출부(130)에서 상기 대상체(A)를 투과한 상기 코드 펄스의 엑스선을 검출하여 코드 모션 블러 이미지(coded motion blur image)를 생성하게 된다.In addition, in the coded motion blur image generation step (S30), the X-ray detector 130 detects X-rays of the code pulses that have passed through the object A to generate a coded motion blur image. do.

이때, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 코드 펄스는 상당한 시간 동안 조사되므로 상기 코드 펄스를 검출하여 생성되는 엑스선 이미지(=코드 모션 블러 이미지)에는 상기 대상체(A)의 움직임 등에 의한 모션 블러(motion blur)가 나타날 수 있다.At this time, as can be seen in FIG. 4, since the code pulse is irradiated for a considerable period of time, the X-ray image (= code motion blur image) generated by detecting the code pulse has a motion blur due to the movement of the object A ( motion blur) may appear.

나아가, 상기 코드 모션 블러 이미지에서의 모션 블러(motion blur)는 상기 대상체(A)의 움직임(예를 들어, 심장, 호흡기의 움직임 등) 뿐만 아니라, 엑스선 영상 생성 시스템(100)의 엑스선원(110), 엑스선 감지부(130)나 지지대(gantry) 기타 여러 기구물 등의 움직임 등 다양한 원인으로 발생할 수 있다.Furthermore, motion blur in the coded motion blur image is not only the movement of the object A (for example, movement of the heart, respiratory tract, etc.), but also the X-ray source 110 of the X-ray image generating system 100 ), movement of the X-ray detector 130, the gantry, and other various devices.

또한, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 종래 기술에 따라 엑스선원(110)에서 엑스선을 연속 조사하면서(도 5의 (a1)), 엑스선 검출부(130)에서 연속 조사되는 엑스선을 검출하는 경우(도 5의 (a2)), 상기 엑스선 이미지의 특정 주파수에서 제로-크로싱(zero-crossing)이 나타날 수 있어 효율적인 디블러링(deblurring)이 어려울 수 있으나, 본 발명의 경우에는 엑스선원(110)에서 미리 정해진 코드의 형태를 이루는 코드 펄스를 조사하며(도 5의 (b1)), 엑스선 검출부(130)에서 상기 코드 펄스의 엑스선을 검출하는 경우(도 5의 (b2)), 상기 엑스선 이미지에서 제로-크로싱(zero-crossing)을 억제할 수 있어 효율적인 디블러링(deblurring)이 가능하게 된다.In addition, as can be seen in FIG. 5, in the case of detecting X-rays continuously irradiated by the X-ray detector 130 while continuously irradiating X-rays from the X-ray source 110 (Fig. 5 (a1)) according to the prior art ( 5(a2)), since zero-crossing may appear at a specific frequency of the X-ray image, efficient deblurring may be difficult, but in the case of the present invention, in the X-ray source 110 When the code pulse forming a predetermined code shape is irradiated (FIG. 5(b1)), and the X-ray detector 130 detects the X-ray of the code pulse (FIG. 5(b2)), zero in the X-ray image -Since zero-crossing can be suppressed, efficient deblurring is possible.

이어서, 상기 엑스선 영상 생성 단계(S40)에서는, 상기 엑스선 영상 생성부(140)가 상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 코드 모션 블러 이미지(예를 들어, 도 6의 (a))에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성(예를 들어, 도 6의 (b))하게 된다.Subsequently, in the X-ray image generating step (S40), the X-ray image generator 140 uses the reference image and the code motion blur image, as shown in FIG. 6, the code motion blur image (for example, For example, an X-ray image deblurred with respect to (a) of FIG. 6 is generated (eg, (b) of FIG. 6).

보다 구체적으로, 상기 엑스선 영상 생성 단계(S40)는, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 참조 이미지 및 상기 코드 모션 블러 이미지로부터 상기 대상체(A)의 영상에서의 움직임에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 산출하는 모션 블러 점 확산 함수 산출 단계(S41) 및 상기 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 이용하여 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 단계(S42)를 포함할 수 있다.More specifically, in the step of generating the X-ray image (S40), as shown in FIG. 7, a motion blur point corresponding to a motion in the image of the object A is spread from the reference image and the code motion blur image. The code motion blur image is deblurred using the motion blur point spread function calculation step (S41) of calculating a motion blur point spread function and the motion blur point spread function. It may include an X-ray image generating step (S42) of generating an X-ray image.

이때, 상기 모션 블러 점 확산 함수는 상기 대상체(A) 등의 움직임에 의하여 발생하는 블러(blur)를 모델링하며, 2차원 배열의 형태를 가지는 엑스선 영상에 대하여 매트릭스(matrix) 형태로 구현될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the motion blur point spreading function models a blur caused by motion of the object A, etc., and may be implemented in a matrix form for an X-ray image having a form of a two-dimensional array. , The present invention is not necessarily limited thereto.

또한, 본 발명에서 코드 점 확산 함수(Code Blur Point Spread Function)는 상기 코드 펄스의 코드 형태에 따른 점 확산 함수를 의미하며, 상기 모션 블러 점 확산 함수와 같이 2차원 배열의 형태를 가지는 엑스선 영상에 대하여 매트릭스(matrix) 형태로 구현될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the code blur point spread function refers to a point spread function according to the code shape of the code pulse, and is applied to an X-ray image having a form of a two-dimensional array like the motion blur point spread function. On the other hand, it may be implemented in a matrix form, but the present invention is not necessarily limited thereto.

나아가, 본 발명에서 결합 점 확산 함수는, 상기 코드 모션 블러 이미지(coded motion blur image)에서의 상기 코드 펄스의 형태 및 상기 대상체(A) 등의 움직임에 따른 모션 블러(motion blur)를 함께 모델링하며, 마찬가지로 2차원 배열의 형태를 가지는 엑스선 영상에 대하여 매트릭스(matrix) 형태로 구현될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Further, in the present invention, the combined point spreading function models the shape of the code pulse in the coded motion blur image and motion blur according to the movement of the object A, etc. Likewise, an X-ray image having a two-dimensional array may be implemented in a matrix form, but the present invention is not limited thereto.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템(100)에서는, 상기 상기 대상체(A)의 영상에서의 움직임에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수와 상기 코드 펄스의 형태에 따른 코드 점 확산 함수를 구하고 이를 결합한 결합 점 확산 함수를 산출한 후, 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 매트릭스 인버젼(matrix inversion) 등의 기법을 통해 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성할 수 있다.Accordingly, in the method, apparatus, and system 100 for obtaining and processing an X-ray image using a hybrid pulse according to an embodiment of the present invention, a motion blur point spread function corresponding to a motion in the image of the object A and X-rays deblurred through a technique such as matrix inversion on the code motion blur image after obtaining a code point spreading function according to the shape of the code pulse and combining the combined point spreading function You can create an image.

나아가, 상기 모션 블러 점 확산 함수 산출 단계(S41)는, 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여 상기 대상체(A)의 블러 방향을 산출하는 블러 방향 산출 단계(S411) 및 상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여 상기 대상체(A)의 블러 크기를 산출하는 블러 크기 산출 단계(S412)를 포함할 수 있다.Further, in the motion blur point spreading function calculation step (S41), as shown in FIG. 8, a blur direction calculation for calculating a blur direction of the object A using the reference image and the code motion blur image Step S411 and a blur size calculation step S412 of calculating a blur size of the object A using the reference image and the code motion blur image.

이때, 상기 블러 방향 산출 단계(S411)에서는, 상기 참조 이미지과 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 상기 대상체의 블러 방향을 산출할 수 있다.In this case, in the calculating of the blur direction (S411), the blur direction of the object may be calculated using a fast Fourier transform (FFT) of the reference image and the code motion blur image.

보다 구체적인 예를 들어, 상기 블러 방향 산출 단계(S411)에서는, 먼저 상기 초단 펄스(USP)에 의한 참조 이미지에 대하여 2차원 고속 푸리에 변환(2D FFT) 매트릭스를 계산하여 이를 저장하고(FFT_USP), 상기 코드 펄스(CP)에 의한 코드 모션 블러 이미지에 대하여 2차원 고속 푸리에 변환(2D FFT) 매트릭스를 계산하여 이를 저장한 후(FFT_CP), {Conjugate of FFT_USP x FFP_CP} / {Conjugate of FFT_USP x FFP_USP}를 계산하고 그 결과치에 대하여 역고속 푸리에 변환(IFFT)을 통해 상기 대상치(A)의 블러 방향을 산출할 수 있다.For a more specific example, in the blur direction calculation step (S411), first, a two-dimensional fast Fourier transform (2D FFT) matrix is calculated and stored for a reference image by the ultrashort pulse (USP) (FFT_USP), After calculating a two-dimensional fast Fourier transform (2D FFT) matrix for the code motion blur image by the code pulse (CP) and storing it (FFT_CP), {Conjugate of FFT_USP x FFP_CP} / {Conjugate of FFT_USP x FFP_USP} It is possible to calculate the blur direction of the target value A through an inverse fast Fourier transform (IFFT) for the result value.

또한, 상기 블러 크기 산출 단계(S412)에서는, 미리 정해진 복수의 블러 크기 후보값에 대하여, 상기 참조 이미지를 이용하여 복수의 후보 블러 이미지를 산출한 후, 상기 코드 모션 블러 이미지와의 유사도(image similarity measure)를 비교하여 상기 대상체의 블러 크기(대상체(A) 등의 움직임 속도에 비례)를 산출할 수 있다.Further, in the blur size calculation step (S412), after calculating a plurality of candidate blur images using the reference image for a plurality of predetermined blur size candidate values, image similarity with the code motion blur image measure) to calculate the blur size of the object (in proportion to the moving speed of the object A).

이에 따라, 상기 엑스선 영상 생성 단계(S40)에서는, 상기 산출된 블러 방향과 블러 크기을 고려하여 상기 모션 블러 점 확산 함수를 산출할 수 있다.Accordingly, in the generating of the X-ray image (S40), the motion blur point spreading function may be calculated in consideration of the calculated blur direction and blur size.

더 나아가, 상기 모션 블러 점 확산 함수 산출 단계(S41)에서는, 기계 학습된 제1 신경망 회로를 이용하여 상기 참조 이미지 및 상기 코드 모션 블러 이미지로부터 상기 대상체(A)에 대한 모션 블러 점 확산 함수를 산출하는 것도 가능하다.Further, in the motion blur point spread function calculation step (S41), a motion blur point spread function for the object A is calculated from the reference image and the code motion blur image using a machine-learned first neural network circuit. It is also possible to do it.

이때, 상기 제1 신경망 회로로서 일반적으로 잘 알려져 있는 U-net 구조 등을 사용하는 것이 가능하나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, it is possible to use a generally well-known U-net structure or the like as the first neural network circuit, but the present invention is not necessarily limited thereto.

이에 따라, 상기 제1 신경망 회로에서는 상기 초단 펄스에 의한 참조 이미지와 상기 코드 펄스에 의한 코드 모션 블러 이미지를 입력받아 상기 대상체(A)에 대한 모션 블러 점 확산 함수를 출력하도록 구성될 수 있다.Accordingly, the first neural network circuit may be configured to receive a reference image based on the first short pulse and a code motion blur image based on the code pulse and output a motion blur point spread function for the object A.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템(100)에서, 상기 엑스선 영상 생성 단계(S40)는, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 코드 펄스(CP)에 대한 코드 점 확산 함수(Code Point Spread Function)를 산출하는 단계(S43), 상기 코드 점 확산 함수(Code Point Spread Function)와 상기 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)가 결합된 결합 점 확산 함수를 산출하는 단계(S44) 및 상기 결합 점 확산 함수를 이용하여 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 디블러링(deblurring)을 수행하는 단계(S45)를 포함할 수 있다.In addition, in the method, apparatus, and system 100 for acquiring and processing an X-ray image using a hybrid pulse according to an embodiment of the present invention, the step of generating the X-ray image (S40) includes the code Calculating a code point spread function for a pulse CP (S43), the code point spread function and the motion blur point spread function It may include calculating a combined combined point spreading function (S44) and performing deblurring on the code motion blur image using the combined point spreading function (S45).

여기서, 상기 S43 단계에서는 상기 코드 펄스(CP)에 대한 코드 점 확산 함수(Code Point Spread Function)를 산출하게 된다.Here, in step S43, a code point spread function for the code pulse CP is calculated.

이때, 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 코드 펄스(CP)는 미리 준비된 여러 코드 펄스 중 상기 대상체(A)의 움직임 등을 고려하여 선정된 최적의 코드 펄스(CP)를 사용하는 것이 바람직하다.In this case, as can be seen in FIG. 10, it is preferable to use the optimal code pulse CP selected in consideration of the movement of the object A among several code pulses prepared in advance. .

이에 따라, 상기 S43 단계에서는 상기 선정된 코드 펄스(CP)에 대응하는 코드 점 확산 함수(Code Point Spread Function)를 산출한다.Accordingly, in step S43, a code point spread function corresponding to the selected code pulse CP is calculated.

다음으로, 상기 S44 단계에서는 미리 산출된 상기 모션 블러 점 확산 함수와 상기 코드 점 확산 함수가 결합된 결합 점 확산 함수를 산출하게 된다.Next, in step S44, a combined point spreading function in which the motion blur point spreading function calculated in advance and the code point spreading function are combined is calculated.

보다 구체적인 예를 들어, 상기 모션 블러 점 확산 함수와 상기 코드 점 확산 함수가 각각 매트릭스(matrix) 형태로 구현되는 경우, 상기 결합 점 확산 함수는각 매트릭스의 곱을 통해 산출될 수 있다.For a more specific example, when the motion blur point spreading function and the code point spreading function are each implemented in a matrix form, the combined point spreading function may be calculated by multiplying each matrix.

이어서, 상기 S45 단계에서는 상기 결합 점 확산 함수를 이용하여 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 디블러링(deblurring)을 수행하게 된다.Subsequently, in step S45, deblurring is performed on the code motion blur image using the combined point spread function.

보다 구체적인 예를 들어, 상기 결합 점 확산 함수가 매트릭스 형태로 구현되는 경우, 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 매트릭스 인버젼(matrix inversion) 기법을 통해 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 산출하게 된다.For a more specific example, when the coupling point spreading function is implemented in a matrix form, a deblurred X-ray image is calculated for the code motion blur image through a matrix inversion technique.

나아가, 상기 엑스선 영상 생성 단계(S40)에서는, 상기 참조 이미지 및 상기 제2 초단 펄스에 의한 제2 참조 이미지에 대한 보간(interpolation)을 통해 상기 제2 노출 주기에서의 임의의 시점에서의 가상 참조 이미지를 산출하고, 상기 가상 참조 이미지를 이용하여 상기 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성할 수도 있다.Further, in the X-ray image generation step (S40), a virtual reference image at a certain point in the second exposure period through interpolation with respect to the reference image and the second reference image by the second ultrashort pulse May be calculated, and an X-ray image deblurred with respect to the blur image may be generated using the virtual reference image.

즉, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 초단 펄스에 의한 참조 이미지는 상기 코드 펄스에 의한 코드 모션 블러 이미지와 일정한 시간차를 두고 생성되므로(도 4의 △t), 상기 시간차에 의한 오차를 줄이기 위하여 상기 참조 이미지와 상기 제2 참조 이미지에 대한 보간(interpolation)을 이용해 상기 코드 모션 블러 이미지가 생성되는 제2 노출 주기에서의 가상 참조 이미지를 생성하여 줌으로써, 보다 효율적으로 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 디블러링(deblurring)을 수행할 수 있게 된다.That is, as shown in Fig. 4, since the reference image by the first short pulse is generated with a certain time difference from the code motion blur image by the code pulse (Δt in Fig. 4), the error due to the time difference is reduced. In order to generate a virtual reference image in the second exposure period in which the code motion blur image is generated by using interpolation between the reference image and the second reference image, Deblurring can be performed.

또한, 본 발명에서는 상기 참조 이미지와 상기 제2 참조 이미지에 대한 이미지 정합(image registration)을 통해 상기 대상체(A)의 모션 블러 방향을 산출하는 것도 가능하다.In addition, in the present invention, it is possible to calculate the motion blur direction of the object A through image registration of the reference image and the second reference image.

나아가, 상기 엑스선 조사 단계(S10)에서, 제1 노출 주기에 상기 초단펄스를 조사하고 미리 정해진 관심 영역(ROI)에 대해서만 검출된 엑스선 데이터를 판독한 후, 상기 제2 노출 주기에 상기 코드 펄스를 조사하여 상기 제1 노출 주기와 상기 제2 노출 주기의 시간차(도 4의 △t)를 최소화하여, 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 디블러링(deblurring)을 효과적으로 수행할 수도 있다.Further, in the X-ray irradiation step (S10), after irradiating the ultra-short pulse in a first exposure period and reading detected X-ray data only for a predetermined region of interest (ROI), the code pulse is applied in the second exposure period. By minimizing the time difference (Δt in FIG. 4) between the first exposure period and the second exposure period by irradiation, deblurring of the code motion blur image may be effectively performed.

나아가, 앞서 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템(100)에서, 도 11의 (a)에서 볼 수 있는 HIGH/LOW의 2 레벨로 상기 코드 펄스를 구성하는 경우를 들어 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 도 11의 (b)에서 볼 수 있는 바와 같이, HIGH/MIDDLE/LOW의 3 레벨 또는 4 레벨 이상으로 상기 코드 펄스를 구성하는 것도 가능하며, 이를 통해 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 디블러링(deblurring)을 보다 효과적으로 수행하는 것도 가능하다.Further, in the method, apparatus, and system 100 for obtaining and processing an X-ray image using a hybrid pulse according to an embodiment of the present invention, the code pulse is at two levels of HIGH/LOW as shown in FIG. 11A. Although the case of configuring is described, the present invention is not necessarily limited thereto, and as shown in FIG. 11(b), the code pulse is configured at 3 levels or 4 levels or more of HIGH/MIDDLE/LOW. It is also possible to perform deblurring on the code motion blur image more effectively through this.

이에 따라, 본 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 획득 및 처리 방법, 장치 및 시스템(100)에서는, 엑스선 영상의 모션 블러(Motion Blur)를 유발하는 움직임을 정확히 파악하고 이에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 자동으로 획득할 수 있도록 함으로써, 사용 편의성을 증대하고 고정밀 모션 점 확산 함수(PSF)를 산출하여, 도 12 및 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이, 고품질 고해상도의 영상 복원 등 엑스선 영상의 품질을 효과적으로 개선할 수 있게 된다Accordingly, in the method, apparatus, and system 100 for obtaining and processing an X-ray image using a hybrid pulse according to an embodiment of the present invention, a motion that causes motion blur of an X-ray image is accurately identified and responded to it. By automatically obtaining a Motion Blur Point Spread Function, convenience of use is increased, and a high-precision motion point spread function (PSF) is calculated, as shown in FIGS. 12 and 13. , It is possible to effectively improve the quality of X-ray images such as high-quality and high-resolution image restoration.

보다 구체적으로, 도 12의 (a)에서는 엑스선원(110)에서 엑스선을 연속 조사하면서(도 5의 (a1) 참조) 생성한 엑스선 영상을 예시하고 있으며, 도 12의 (b)에서는 상기 도 12의 (a) 영상을 디블러링(deblurring)한 경우의 엑스선 영상을 예시하고 있다.More specifically, FIG. 12(a) illustrates an X-ray image generated while continuously irradiating X-rays from the X-ray source 110 (see FIG. 5(a1)). An X-ray image in the case of deblurring the image in (a) is illustrated.

반면, 도 13의 (a)에서는 엑스선원(110)에서 초단 펄스로 엑스선을 조사하여 생성한 엑스선 영상을 예시하고 있고, 도 13의 (b)에서는 엑스선원(110)에서 코드 펄스로 엑스선을 조사하여 생성한 엑스선 영상을 예시하고 있으며, 도 13의 (c)에서는 본 발명에 따라 상기 도 13의 (b) 영상을 디블러링(deblurring)한 경우의 엑스선 영상을 예시하고 있다(본 발명의 기능을 설명하기 위해 모든 영상은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 생성되었다).On the other hand, in (a) of FIG. 13, an X-ray image generated by irradiating X-rays with an ultra-short pulse from the X-ray source 110 is illustrated, and in (b) of FIG. 13, X-rays are irradiated with code pulses from the X-ray source 110. The resulting X-ray image is illustrated, and FIG. 13 (c) illustrates an X-ray image when the image (b) of FIG. 13 is deblurred according to the present invention (function of the present invention). To illustrate, all images were generated through computer simulation).

도 12 및 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 디블러링(deblurring)된 엑스선 영상(도 13의 (c))의 영상 품질이 확연히 개선되었음을 명확히 확인할 수 있다.As can be seen in FIGS. 12 and 13, it can be clearly confirmed that the image quality of the deblurred X-ray image (FIG. 13C) according to the present invention has been significantly improved.

또한, 도 14에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 생성 방법의 구체적인 순서도를 예시하고 있다.In addition, FIG. 14 illustrates a specific flow chart of a method for generating an X-ray image according to an embodiment of the present invention.

도 14에서 볼 수 있는 바와 같이, 먼저 S100 단계에서는 엑스원(110)을 제어하여, 제1 노출 주기에 엑스선을 초단 펄스의 형태로 대상체(A)에 노출시키게 된다.As can be seen in FIG. 14, first, in step S100, the X-rays 110 are controlled to expose the X-rays to the object A in the form of an ultra-short pulse in the first exposure period.

이어서, S200 단계에서는 상기 초단 펄스의 엑스선을 검출하여 참조 이미지를 생성하게 된다.Subsequently, in step S200, a reference image is generated by detecting X-rays of the ultrashort pulse.

또한, S300 단계에서는 상기 엑스선원(110)을 제어하여, 제2 노출 주기에 엑스선을 기 설정된 패턴을 갖는 코드 펄스(Coded pulse) 형태로 상기 대상체(A)에 노출시키게 된다.Further, in step S300, the X-ray source 110 is controlled to expose X-rays to the object A in the form of a coded pulse having a preset pattern in a second exposure period.

또한, S400 단계에서는 상기 코드 펄스의 엑스선을 검출하여 코드 모션 블러 이미지(blur image)를 생성하게 된다.Further, in step S400, an X-ray of the code pulse is detected to generate a code motion blur image.

이때, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 하이브리드 듀얼 프레임(Hybrid Dual Frame) 영상 (USP_1 + CP_1)을 획득하거나, 하이브리드 트리플 프레임(Hybrid Triple Frame) 영상 (USP_1 + CP_1 + USP_2)을 획득할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 4, a hybrid dual frame image (USP_1 + CP_1) or a hybrid triple frame image (USP_1 + CP_1 + USP_2) may be obtained. .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 영상 생성 방법, 장치 및 시스템(100)에서는, 제어부(120)가 엑스선원(110)을 반복적으로 온/오프하여 노출 패턴을 모듈레이트(modulate)하지 않는 방식으로 구동하는 것도 가능하다.In addition, in the method, apparatus, and system 100 for generating an X-ray image according to an embodiment of the present invention, the controller 120 does not modulate the exposure pattern by repeatedly turning on/off the X-ray source 110. It is also possible to drive in a way.

나아가, 디텍터(Detector) 관심 영역(Region of Interest, ROI)를 설정하여 판독 시간(readout time)을 최소화하는 것도 가능하다.Furthermore, it is possible to minimize readout time by setting a detector region of interest (ROI).

또한, S500 단계에서는 상기 참조 이미지 및 코드 모션 블러 이미지로부터 상기 대상체(A)의 움직임에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수(Point Spread Function)를 연산하게 된다.Further, in step S500, a motion blur point spread function corresponding to the motion of the object A is calculated from the reference image and the code motion blur image.

보다 구체적으로, 모션 블러 점 확산 함수(PSF)를 산출하는 방법으로 듀얼 또는 트리플(2/3) 프레임으로부터 모션 블러 방향 및 블러 크기를 산출하고 이를 통해 모션 블러 점 확산 함수(PSF)를 산출하는 것이 가능하다.More specifically, as a method of calculating the motion blur point spreading function (PSF), it is possible to calculate the motion blur direction and blur size from a dual or triple (2/3) frame, and calculate the motion blur point spreading function (PSF) through this. It is possible.

또한 구체적인 다른 방법으로서, 기계 학습(machine learning) 회귀(regression) 기법의 적용이 가능하며, 이를 통해 듀얼 또는 트리플(2/3) 프레임으로부터 모션 블러 점 확산 함수(PSF)를 산출하는 것이 가능하다.In addition, as another specific method, a machine learning regression technique can be applied, and through this, it is possible to calculate a motion blur point spreading function (PSF) from a dual or triple (2/3) frame.

또한, S600 단계에서는 상기 코드 모션 블러 이미지로부터 추출한 코드 점 확산 함수(PSF)와 상기 모션 블러 점 확산 함수(PSF)를 결합하여 결합 점 확산 함수(PSF)를 생성하고, 상기 코드 모션 블러 이미지를 상기 결합 점 확산 함수(PSF)로 디컨볼루션(Deconvolution)하여 엑스선 영상을 생성하게 된다.In addition, in step S600, a combined point spreading function (PSF) is generated by combining the code point spreading function (PSF) extracted from the code motion blur image and the motion blur point spreading function (PSF), and the code motion blur image is An X-ray image is generated by deconvolution with a combined point spread function (PSF).

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 펄스를 이용한 엑스선 영상 생성 방법, 장치 및 시스템(100)에서는, 엑스선 영상의 모션 블러(Motion Blur)를 유발하는 움직임을 정확히 파악하고 이에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 자동으로 획득할 수 있도록 함으로써, 사용 편의성을 증대하고 고정밀 모션 점 확산 함수(PSF)를 산출하여 고품질 고해상도의 영상 복원 등 엑스선 영상의 품질을 효과적으로 개선할 수 있게 한다.Accordingly, in the method, apparatus, and system 100 for generating an X-ray image using a hybrid pulse according to an embodiment of the present invention, a motion that causes motion blur of an X-ray image is accurately identified and motion blur corresponding thereto. By allowing automatic acquisition of the Motion Blur Point Spread Function, convenience of use can be increased and the quality of X-ray images can be effectively improved such as high-quality, high-resolution image restoration by calculating a high-precision motion point spread function (PSF). To be.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and are not limited to these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 엑스선 영상 생성 시스템
110 : 엑스선원
120 : 제어부
130 : 엑스선 검출부
140 : 엑스선 영상 생성부
100: X-ray image generation system
110: X-ray source
120: control unit
130: X-ray detection unit
140: X-ray image generator

Claims (13)

엑스선 영상 생성 시스템이 대상체에 대한 엑스선 영상을 생성하는 방법에 있어서,
엑스선원을 제어하여 상기 대상체로 초단 펄스(USP, Ultra Short Pulse)와, 파형이 미리 정해진 코드의 형태를 이루는 코드 펄스(CP, Coded Pulse)의 엑스선을 순차 조사하는 엑스선 조사 단계(여기서, 상기 초단 펄스는 상기 코드 펄스보다 짧은 시간 동안 조사됨);
상기 대상체를 투과한 상기 초단 펄스의 엑스선을 검출하여 참조 이미지(reference image)를 생성하는 참조 이미지 생성 단계;
상기 대상체를 투과한 상기 코드 펄스의 엑스선을 검출하여 코드 모션 블러 이미지(coded motion blur image)를 생성하는 코드 모션 블러 이미지 생성 단계; 및
상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여, 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
In a method for generating an X-ray image of an object by an X-ray image generating system,
An X-ray irradiation step of sequentially irradiating X-rays of an ultra short pulse (USP) and a coded pulse (CP) having a shape of a predetermined code to the object by controlling the X-ray source (here, the first The pulse is irradiated for a shorter time than the code pulse);
A reference image generation step of generating a reference image by detecting X-rays of the ultrashort pulses that have passed through the object;
Generating a coded motion blur image by detecting X-rays of the code pulses passing through the object; And
And generating an X-ray image deblurred with respect to the code motion blur image by using the reference image and the code motion blur image.
제1항에 있어서,
상기 엑스선 영상 생성 단계는,
상기 참조 이미지 및 상기 코드 모션 블러 이미지로부터 상기 대상체의 영상에서의 움직임에 대응하는 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 산출하는 모션 블러 점 확산 함수 산출 단계; 및
상기 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)를 이용하여 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 1,
In the step of generating the X-ray image,
Calculating a motion blur point spread function corresponding to a motion in the image of the object from the reference image and the code motion blur image; And
An X-ray image generating method comprising: generating an X-ray image deblurred with respect to the code motion blur image using the motion blur point spread function. .
제1항에 있어서,
상기 엑스선 조사 단계에서는,
제1 노출 주기에 상기 초단펄스를 조사한 후,
상기 제1 노출 주기에 후속하는 제2 노출 주기에 상기 코드 펄스를 조사하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 1,
In the X-ray irradiation step,
After irradiating the ultrashort pulse in the first exposure cycle,
The method of generating an X-ray image, comprising irradiating the code pulse in a second exposure period following the first exposure period.
제2항에 있어서,
상기 모션 블러 점 확산 함수 산출 단계는,
상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여 상기 대상체의 블러 방향을 산출하는 블러 방향 산출 단계;
상기 참조 이미지와 상기 코드 모션 블러 이미지를 이용하여 상기 대상체의 블러 크기를 산출하는 블러 크기 산출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 2,
The motion blur point spread function calculation step,
A blur direction calculation step of calculating a blur direction of the object using the reference image and the code motion blur image;
And calculating a blur size of the object using the reference image and the code motion blur image.
제4항에 있어서,
상기 블러 방향 산출 단계에서는,
상기 참조 이미지과 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 상기 대상체의 블러 방향을 산출하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 4,
In the step of calculating the blur direction,
A method of generating an X-ray image, comprising calculating a blur direction of the object by using a fast Fourier transform (FFT) of the reference image and the code motion blur image.
제4항에 있어서,
상기 블러 크기 산출 단계에서는,
미리 정해진 복수의 블러 크기 후보값에 대하여, 상기 참조 이미지를 이용하여 복수의 후보 블러 이미지를 산출한 후, 상기 코드 모션 블러 이미지와의 유사도를 비교하여 상기 대상체의 블러 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 4,
In the step of calculating the blur size,
For a plurality of predetermined blur size candidate values, after calculating a plurality of candidate blur images using the reference image, comparing the similarity with the code motion blur image to calculate the blur size of the object. How to create an X-ray image.
제2항에 있어서,
상기 모션 블러 점 확산 함수 산출 단계에서는,
기계 학습된 제1 신경망 회로를 이용하여 상기 참조 이미지 및 상기 코드 모션 블러 이미지로부터 상기 대상체에 대한 모션 블러 점 확산 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 2,
In the motion blur point spreading function calculation step,
A method of generating an X-ray image, comprising calculating a motion blur point spreading function for the object from the reference image and the code motion blur image using a machine-learned first neural network circuit.
제2항에 있어서,
상기 엑스선 영상 생성 단계는,
상기 코드 펄스(CP)에 대한 코드 점 확산 함수(Code Point Spread Function)를 산출하는 단계;
상기 코드 점 확산 함수(Code Point Spread Function)와 상기 모션 블러 점 확산 함수(Motion Blur Point Spread Function)가 결합된 결합 점 확산 함수를 산출하는 단계; 및
상기 결합 점 확산 함수를 이용하여 상기 코드 모션 블러 이미지에 대한 디블러링(deblurring)을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 2,
In the step of generating the X-ray image,
Calculating a code point spread function for the code pulse CP;
Calculating a combined point spread function in which the code point spread function and the motion blur point spread function are combined; And
And performing deblurring on the code motion blur image using the combined point spread function.
제3항에 있어서,
상기 엑스선 조사 단계에서는,
제2 노출 주기에 상기 코드 펄스를 조사한 후,
상기 제2 노출 주기에 후속하는 제3 노출 주기에 제2 초단 펄스를 더 조사하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 3,
In the X-ray irradiation step,
After irradiating the code pulse in the second exposure period,
The method of generating an X-ray image, comprising further irradiating a second ultrashort pulse in a third exposure period following the second exposure period.
제9항에 있어서,
상기 엑스선 영상 생성 단계에서는,
상기 참조 이미지 및 상기 제2 초단 펄스에 의한 제2 참조 이미지에 대한 보간(interpolation)을 통해 상기 제2 노출 주기에서의 임의의 시점에서의 가상 참조 이미지를 산출하고,
상기 가상 참조 이미지를 이용하여 상기 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 9,
In the step of generating the X-ray image,
Calculate a virtual reference image at an arbitrary point in the second exposure period through interpolation of the reference image and the second reference image by the second ultrashort pulse,
And generating an X-ray image deblurred with respect to the blur image by using the virtual reference image.
제3항에 있어서,
상기 엑스선 조사 단계에서는,
제1 노출 주기에 상기 초단펄스를 조사하고 미리 정해진 관심 영역(ROI)에 대해서만 검출된 엑스선 데이터를 판독한 후,
상기 제2 노출 주기에 상기 코드 펄스를 조사하여 상기 제1 노출 주기와 상기 제2 노출 주기의 시간 간격을 최소화하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 3,
In the X-ray irradiation step,
After irradiating the ultrashort pulse in a first exposure period and reading detected X-ray data only for a predetermined region of interest (ROI),
The method of generating an X-ray image, wherein a time interval between the first exposure period and the second exposure period is minimized by irradiating the code pulse in the second exposure period.
제1항에 있어서,
상기 대상체에 대한 시험(preshot) 엑스선 영상으로부터 상기 대상체의 움직임(motion)을 추정하여 상기 대상체의 움직임에 대응하는 코드 펄스(CP)를 산출하는 시험 영상 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
The method of claim 1,
Generating an X-ray image, further comprising a test image step of calculating a code pulse CP corresponding to the motion of the object by estimating motion of the object from a preshot X-ray image of the object Way.
대상체에 대한 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성 시스템에 있어서,
엑스선을 방출하는 엑스선원;
상기 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출부;
상기 엑스선원에서 상기 대상체로 초단 펄스(USP, Ultra Short Pulse)와, 파형이 미리 정해진 코드의 형태를 이루는 코드 펄스(CP, Coded Pulse)의 엑스선을 순차 조사하도록 제어하는 제어부(여기서, 상기 초단 펄스는 상기 코드 펄스보다 짧은 시간 동안 조사됨); 및
상기 초단 펄스의 엑스선으로부터 생성된 참조 이미지와, 상기 코드 펄스의 엑스선으로부터 생성된 코드 모션 블러 이미지(coded motion blur image)를 이용하여, 상기 코드 모션 블러 이미지에 대하여 디블러드(deblurred)된 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 영상 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 시스템.
In an X-ray image generation system for generating an X-ray image of an object,
An X-ray source that emits X-rays;
An X-ray detector configured to detect X-rays transmitted through the object;
A control unit that controls to sequentially irradiate X-rays of an ultra short pulse (USP) and a coded pulse (CP) having a shape of a predetermined code from the X-ray source to the object (here, the ultra short pulse) Is irradiated for a shorter time than the code pulse); And
An X-ray image deblurred with respect to the code motion blur image is obtained using a reference image generated from the X-ray of the ultrashort pulse and a coded motion blur image generated from the X-ray of the code pulse. An X-ray image generating system comprising: an X-ray image generating unit that generates.
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9194965B2 (en) 2012-11-02 2015-11-24 General Electric Company System and method for X-ray image acquisition and processing

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