KR20210077427A - Method for revising fundus photographing image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 안저 촬영 이미지의 보정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 안저에서 반사되는 반사광의 이미지를 보정하여, 색상별 편차 및 밝기 편차가 감소된 안저 이미지를 얻는 안저 촬영 이미지의 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for correcting a photographed fundus image, and more particularly, to a method for correcting a photographed fundus image by correcting an image of reflected light reflected from the fundus to obtain a fundus image with reduced color deviation and brightness deviation will be.
안저 촬영 장치는 피검안의 동공을 통해 안구 내부로 강한 조명광을 조사하고, 안구 내부의 안저(眼底, fundus)에서 반사되는 미약한 반사광을 촬영하여, 망막의 황반, 옵틱디스크, 혈관 상태 등의 안구 병변을 관찰하는 안과용 검사 장치이다. 도 1은 통상적인 안저 촬영 장치의 구성을 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 안저 촬영 장치는 조명 광학계(10) 및 촬영 광학계(20)을 구비한다. 조명 광학계(10)는 조명광을 생성하는 조명 광원(12), 마스크(mask)에 링(ring) 형상의 슬릿(slit)이 형성되어 조명 광원(12)에서 조사된 조명광을 링 형상으로 조정하는 환형 마스크(14), 외주의 미러(mirror)부에 의해 상기 링 형상 조명광을 반사하고, 중앙의 구멍을 통해 안저에서 반사된 반사광을 투과시키는 홀(hole) 미러(16) 및 상기 홀 미러(16)에서 반사된 링 형상 조명광을 피검안(E)의 안저로 조사하는 대물 렌즈(22)을 포함한다. 상기 조명 광학계(10)는 링 형상 조명광을 피검안(E)의 망막에 결상하는 집속 렌즈(18) 등을 더욱 포함할 수 있다. 상기 촬영 광학계(20)는 피검안의 안저에서 반사되는 반사광을 결상하는 대물 렌즈(22), 결상된 반사광을 통과시키는 조리개(24) 및 상기 조리개(24)를 통과한 반사광의 이미지를 검출하는 이미지 센서(26)를 포함한다. 상기 촬영 광학계(20)는 반사광의 초점을 조절하기 위하여 좌우로 이동 가능한 집속 렌즈(28)을 더욱 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(26)는 주로 2차원 이미지 소자로서, 이미지 센서(26)에서 결상된 이미지 신호는 USB, Camera Link, GigaNet, Wifi, Bluetooth 등의 다양한 인터페이스를 통해 PC 등의 연산부로 전달되며, 연산부에서 디지털화된 이미지 정보를 얻을 수 있다.The fundus imaging device irradiates strong illumination light into the eyeball through the pupil of the eye to be examined, and captures the weak reflected light reflected from the fundus inside the eyeball. It is an ophthalmic examination device for observing 1 is a view showing the configuration of a conventional fundus imaging apparatus. As shown in FIG. 1 , a typical fundus imaging apparatus includes an illumination
도 1에 도시된 안저 촬영 장치에서 얻은 안저 이미지는 다음과 같은 몇 가지 단점이 있다. 첫째, 환자 마다 안저(망막)의 빛 반사율이 다르고, 동공의 크기도 다르므로, 안저 이미지의 밝기가 상이하다. 예를 들어, 환자의 동공 크기가 작고 안저(망막)의 빛 반사율이 낮으면, 안저 이미지가 어둡거나 명확하지 않은 영역을 포함한다. 둘째, 피사체인 안구 망막의 반사 대비율을 이미지 센서(26)가 현실적으로 반영할 수 없다. 구체적으로, 상기 이미지 센서(26)에서 검출되는 안저 이미지의 밝기 범위(Dynamic Range)가 매우 넓으므로, 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분을 동시에 선명하게 표현하는 이미지를 얻기 어렵다. 특히 빛의 반사가 심한 옵틱디스크 내의 혈관 또는 빛의 흡수가 심한 황반 부분의 미세한 변화가 제대로 표현되지 못하는 경우가 많다. 망막의 옵틱디스크의 빛 반사율은 다른 망막 영역에 비해 수 천배 높지만, 그 영역은 전체 망막 영역의 극히 일부에 불과하다. 따라서, 이미지 센서(26)에서 검출된 이미지는 옵틱디스크 영역만 하얗게 보이고, 나머지 부분은 검고 어둡게 보여, 망막 상태를 용이하게 확인하기 어려운 문제가 있다. The fundus image obtained by the fundus photographing apparatus shown in FIG. 1 has several disadvantages as follows. First, since the light reflectance of the fundus (retina) is different for each patient and the size of the pupil is also different, the brightness of the fundus image is different. For example, if the patient's pupil size is small and the light reflectance of the fundus (retina) is low, the fundus image contains dark or unclear areas. Second, the
본 발명의 목적은, 색상별 편차 및 밝기 편차가 감소되어, 색상 및 밝기가 균일하게 분포된 안저 이미지를 얻는 안저 촬영 이미지의 보정 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for correcting a fundus photographed image in which color deviation and brightness deviation are reduced to obtain a fundus image in which color and brightness are uniformly distributed.
본 발명의 다른 목적은, 안저의 상태를 보다 용이하게 진단할 수 있는 안저 촬영 이미지의 보정 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of correcting a photographed fundus image capable of more easily diagnosing the condition of the fundus.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 안저 촬영 장치의 이미지 센서로부터 안저의 컬러 이미지를 얻는 단계; 상기 컬러 이미지를 R, G, B 채널 이미지로 분리하는 단계; 분리된 각각의 R, G, B 채널 이미지에 대하여, 밝기 분포를 확대하여 R, G, B 채널 이미지의 대비를 증가시키는 단계; 및 증가된 대비를 가지는 R, G, B 채널의 이미지를 하나의 컬러 이미지로 다시 통합하는 단계를 포함하는 안저 촬영 이미지의 보정 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the step of obtaining a color image of the fundus from the image sensor of the fundus photographing apparatus; separating the color image into R, G, and B channel images; increasing the contrast of the R, G, and B channel images by enlarging the brightness distribution for each of the separated R, G, and B channel images; and re-integrating the R, G, and B channel images having the increased contrast into one color image.
본 발명에 따른 안저 촬영 이미지의 보정 방법에 의하면, 색상별 편차 및 밝기 편차가 감소되어, 색상 및 밝기가 균일하게 분포된 안저 이미지를 얻을 수 있으므로, 안저의 상태를 보다 용이하게 진단할 수 있다.According to the method for correcting a photographed fundus image according to the present invention, since the color deviation and brightness deviation are reduced, it is possible to obtain a fundus image in which color and brightness are uniformly distributed, so that the condition of the fundus can be more easily diagnosed.
도 1은 통상적인 안저 촬영 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안저 촬영 이미지의 보정 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트.
도 3은 안저 촬영 장치의 이미지 센서로부터 얻은 안저의 컬러 이미지를 보여주는 사진.
도 4는 안저의 컬러 이미지를 R, G, B 채널 이미지로 분리한 사진.
도 5는 분리된 R, G, B 채널 이미지의 대비를 증가시키는 과정을 설명하기 위한 밝기 분포 히스토그램.
도 6은 증가된 대비를 가지는 R, G, B 채널의 이미지를 보여주는 사진.
도 7은 증가된 대비를 가지는 R, G, B 채널의 이미지를 통합하여 대비가 향상된 안저 이미지를 보여주는 사진.
도 8은 안저 촬영 장치의 이미지 센서로부터 얻은 보정 전의 안저 이미지의 일 예를 보여주는 사진.
도 9는 보정 전의 안저 이미지에 스캔 라인을 작성하는 과정을 보여주는 사진.
도 10은 보정 전 및 후의 안저 이미지의 스캔 라인 상의 밝기 변화를 보여주는 사진.1 is a view showing the configuration of a conventional fundus imaging apparatus.
2 is a flow chart for explaining a method of correcting a photographed fundus image according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing a color image of the fundus obtained from the image sensor of the fundus photographing apparatus.
4 is a photograph in which the color image of the fundus is separated into R, G, and B channel images.
5 is a brightness distribution histogram for explaining a process of increasing the contrast of separated R, G, and B channel images.
6 is a photograph showing images of R, G, and B channels with increased contrast.
7 is a photograph showing a fundus image with improved contrast by integrating images of R, G, and B channels with increased contrast.
8 is a photograph showing an example of the fundus image before correction obtained from the image sensor of the fundus photographing apparatus.
9 is a photograph showing a process of creating a scan line on the fundus image before correction.
10 is a photograph showing the change in brightness on the scan line of the fundus image before and after correction.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안저 촬영 이미지의 보정 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 안저 촬영 이미지의 보정 방법에 의하면, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같은 통상의 안저 촬영 장치의 이미지 센서(26)로부터 안저의 컬러 이미지를 얻는다(S 10). 이러한 안저의 디지털 이미지의 일 예를 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 환자의 동공이 작거나, 안저의 빛 반사율이 낮은 경우, 이미지 센서(26)로부터 얻은 안저의 디지털 이미지는, 어둡거나 명확하지 않은 영역을 포함한다. 다음으로, 상기 컬러 이미지를 도 4에 나타낸 바와 같이, R, G, B 채널(channel) 이미지로 각각 분리한다(S 20, split). 2 is a flowchart for explaining a method of correcting a fundus photographed image according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 , according to the method for correcting a photographed fundus image according to the present invention, first, a color image of the fundus is obtained from the
다음으로, 분리된 각각의 R, G, B 채널 이미지에 대하여, 밝기(intensity) 분포를 확대하여(stretching), R, G, B 채널의 대비(contrast)를 증가시킨다(S 30). 밝기 분포를 확대는, 각각의 R, G, B 채널 이미지에서, 각 화소의 밝기에 따라, 각 화소의 밝기를 비례적으로 조절하여, 밝기가 작은 화소의 밝기와 밝기가 큰 화소의 밝기 차이를 확대하는 것이다. 단계 S 20에서 분리된 각각의 R, G, B 채널 이미지는 각각 소정의 밝기 분포를 가지며, 이를 밝기 분포 히스토그램(intensity histogram)이라 한다. 이러한 특정 채널(R, G 또는 B)에 대한 밝기 분포 히스토그램의 일 예를 도 5의 (A)에 나타내었다. 도 5의 (A)에 나타낸 밝기 분포 히스토그램에서, 해당 채널의 화소들은 주로 중간 밝기(x ~ y)를 가지고 있으며, 밝기가 작은 영역(x 미만)이나 밝기가 큰 영역(y 초과)의 화소는 거의 존재하지 않는다. 즉, 해당 채널은 중간 밝기를 가지지만, 화소들의 밝기 차이가 적으므로, 화소들의 지역적 대비는 낮다. 따라서, 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 각각의 R, G, B 채널 별로 밝기 분포를 확대한다(stretch). 이와 같이 밝기 분포를 스트래칭하면, 밝기의 대비가 커지므로, 보다 선명한 식별이 가능하다. 도 5의 (B)에 나타낸 예에서는, 밝기가 낮은 화소의 밝기(예를 들면, x)를 감소시키고, 밝기가 큰 화소의 밝기(예를 들면, y)를 증가시켜, 화소의 밝기 차이(contrast)를 확대한 것이다. 이와 같은 방식으로 증가된 대비(contrast)를 가지는 R, G, B 채널의 이미지를 도 6에 나타내었다. 만일 해당 채널의 평균 밝기가 작다면(도 4의 경우), 밝기 분포 스트래칭에 의해 평균 밝기 및 대비가 모두 커지고(도 6의 경우), 만일 해당 채널의 평균 밝기가 크다면, 밝기 분포 스트래칭에 의해 평균 밝기는 작아지고, 대비는 커지게 된다. 밝기 분포 히스토그램에서, 밝기 분포 정도를 결정하는 것을 "커널(Kernel) 사이즈"를 결정한다고 한다. "커널 사이즈"가 작으면 스트래칭 레벨(Stretch Level)이 작고, "커널 사이즈"가 크면 스트래칭 레벨이 크게 적용된다. Next, for each of the separated R, G, and B channel images, the intensity distribution is expanded (stretching) to increase the contrast of the R, G, and B channels (S 30). To expand the brightness distribution, in each R, G, and B channel image, the brightness of each pixel is proportionally adjusted according to the brightness of each pixel, so that the difference between the brightness of the pixel with low brightness and the brightness of the pixel with high brightness is reduced. is to expand Each of the R, G, and B channel images separated in
다음으로, 증가된 대비(contrast)를 가지는 R, G, B 채널의 이미지를 하나의 컬러 이미지로 다시 통합하면(S 40, merge), 지역적 대비가 향상된 안저 이미지를 얻을 수 있다. 이와 같이 컬러 안저 이미지가 보정된 후의 안저 이미지를 도 7에 나타내었다. 이를 정리하면, 도 3에 도시된 보정 전의 컬러 안저 이미지를 도 4에 나타낸 바와 같이, R, G, B 채널로 각각 분리하고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 분리된 각각의 R, G, B 채널에 대하여, 밝기 분포를 확대하여, R, G, B 채널의 대비를 증가시켜, 도 6에 도시된 보정된 R, G, B 채널의 이미지를 얻은 다음, 이를 통합하여 도 7에 도시된 바와 같이, 각 채널의 대비가 증가하여, 채널별 편차가 감소한 보정된 컬러 안저 이미지를 얻을 수 있다.Next, when images of R, G, and B channels having increased contrast are re-integrated into one color image (S 40, merge), a fundus image with improved regional contrast can be obtained. The fundus image after the color fundus image is corrected in this way is shown in FIG. 7 . To summarize, the color fundus image before correction shown in FIG. 3 is divided into R, G, and B channels, respectively, as shown in FIG. 4, and as shown in FIG. 5, each of the separated R, G, B channels , by expanding the brightness distribution, increasing the contrast of the R, G, and B channels to obtain the corrected R, G, and B channel images shown in FIG. 6, and then integrating them as shown in FIG. , the contrast of each channel is increased to obtain a corrected color fundus image in which the deviation for each channel is reduced.
본 발명에 따른 안저 촬영 이미지의 보정 방법은 안저 촬영 이미지의 밝기 차이가 위치 별로 매우 커서, 실제 관찰 영역의 대비차가 감소하는 것을 방지하기 위한 보정을 추가로 수행할 수 있다. 도 8은 안저 촬영 장치의 이미지 센서(26)로부터 얻은 보정 전의 안저 이미지의 일 예를 보여주는 사진이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 보정 전의 안저 이미지에서는, 옵틱디스크를 제외한 대부분의 영역의 밝기가 너무 어두워 안저 이미지를 식별하기 어렵다. 이와 같은 밝기 차이에 의한 문제를 해소하기 위하여, 도 9에 나타낸 바와 같이, 옵틱디스크를 통과하는 스캔 라인을 작성하고, 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 스캔 라인 상의 밝기(Intensity) 변화를 프로파일링한다. 상기 스캔 라인 상에 옵틱디스크와 황반이 존재하므로, 상기 스캔 라인은 가장 밝은 옵틱디스크와 가장 어두운 황반 및 그 밖의 영역으로 나눠질 수 있다(도 10 참조). 본 실시예에 따른 안저 이미지 보정에 있어서, 상기 스캔 라인을 따라, 각 화소의 밝기를 보정하되, 옵틱디스크가 위치하는 영역과 옵틱디스크가 위치하지 않은 영역을 비선형적으로 보정한다. 예를 들면, 옵틱디스크가 위치하는 영역으로부터 멀어질수록 각 화소의 밝기를 증폭시키면, 도 10의 보정 후 밝기 프로파일에 나타낸 바와 같이, 옵틱디스크가 위치하는 영역과 옵틱디스크가 위치하지 않은 영역의 상대적인 밝기 차이를 감소시킬 수 있다. 즉, 옵틱디스크가 위치하는 영역의 밝기를 상대적으로 감소시킴으로서, 옵틱디스크가 위치하는 영역과 옵틱디스크가 위치하지 않은 영역의 상대적인 밝기 차이를 감소시킬 수 있다. 옵틱디스크를 중심으로 소정 각도로 상기 스캔 라인을 작성하고, 상술한 비선형 보정을 순차적으로 수행하면, 안저 전체에 대하여 대비차가 감소된 안저 이미지를 얻을 수 있다. 이러한 안저 위치 별 비선형 보정은 상술한 R, G, B 채널 분리를 통한 보정 단계 전에 수행될 수 있다. In the method for correcting a photographed fundus image according to the present invention, since the difference in brightness of the photographed fundus image is very large for each location, correction may be additionally performed to prevent a decrease in the contrast difference between the actual observation area. 8 is a photograph showing an example of the fundus image before correction obtained from the
본 발명은 안저 촬영 장치의 이미지 센서(26)에서 얻은 안저의 컬러 이미지를 소프트웨어적으로 보정하여 안저 촬영 장치 고유의 한계를 극복하고, 안과 전문가가 안저의 병변 진단을 보다 정확하게 수행할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명에 따른 안저 촬영 이미지의 보정 방법은 안저의 이미지를 처리하는 소프트웨어 모듈에 의하여 구현될 수 있다.The present invention overcomes the inherent limitations of the fundus imaging device by correcting the color image of the fundus obtained by the
이상 예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예들로 한정되지 않는다. 하기 청구항들의 범위는 예시적인 실시예의 변형들, 등가의 구성들 및 기능들을 모두 포괄하도록 해석되어야 한다.Although the present invention has been described with reference to exemplary embodiments above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. The scope of the following claims should be construed to cover all modifications, equivalent constructions and functions of the exemplary embodiment.
Claims (5)
상기 컬러 이미지를 R, G, B 채널 이미지로 분리하는 단계;
분리된 각각의 R, G, B 채널 이미지에 대하여, 밝기 분포를 확대하여 R, G, B 채널 이미지의 대비를 증가시키는 단계; 및
증가된 대비를 가지는 R, G, B 채널의 이미지를 하나의 컬러 이미지로 다시 통합하는 단계를 포함하는 안저 촬영 이미지의 보정 방법.obtaining a color image of the fundus from the image sensor of the fundus photographing apparatus;
separating the color image into R, G, and B channel images;
increasing the contrast of the R, G, and B channel images by enlarging the brightness distribution for each of the separated R, G, and B channel images; and
A method of correcting a fundus photographed image, comprising the step of re-integrating images of R, G, and B channels with increased contrast into one color image.
상기 스캔 라인을 따라, 각 화소의 밝기를 보정하되, 옵틱디스크가 위치하는 영역과 옵틱디스크가 위치하지 않은 영역을 비선형적으로 보정하는 단계를 더욱 포함하는, 안저 촬영 이미지의 보정 방법.The method of claim 1, further comprising: creating a scan line passing through an optic disc in the color image of the fundus, and profiling a change in brightness on the scan line; and
The method of claim 1 , further comprising correcting the brightness of each pixel along the scan line, but non-linearly correcting an area in which the optical disk is located and an area in which the optical disk is not located.
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KR1020190169071A KR102280365B1 (en) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | Method for revising fundus photographing image |
Country Status (1)
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---|---|
KR (1) | KR102280365B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7248736B2 (en) | 2004-04-19 | 2007-07-24 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Enhancing images superimposed on uneven or partially obscured background |
KR20120083671A (en) * | 2011-01-18 | 2012-07-26 | 위버브릿지(주) | Low illumination intensity image enhancement method and apparatus using histogram normalization and gamma correction |
-
2019
- 2019-12-17 KR KR1020190169071A patent/KR102280365B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7248736B2 (en) | 2004-04-19 | 2007-07-24 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Enhancing images superimposed on uneven or partially obscured background |
KR20120083671A (en) * | 2011-01-18 | 2012-07-26 | 위버브릿지(주) | Low illumination intensity image enhancement method and apparatus using histogram normalization and gamma correction |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102280365B1 (en) | 2021-07-22 |
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