KR20220060746A - Method and apparatus for generating medical image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 의료 영상 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for generating a medical image.
입력 의료 영상의 특징 벡터를 추출하고, 이에 기반하여 특징 벡터에 대응하는 결과물(예를 들어, 질환의 악성도 등)을 산출하는 인공 신경망의 경우, 준비된 학습 데이터에 기반하여 학습될 수 있다. 이 경우, 일부 학습 데이터가 누락되는 연령에 대해서는 성능이 떨어질 가능성이 높다.An artificial neural network that extracts a feature vector of an input medical image and calculates a result (eg, malignancy of a disease, etc.) corresponding to the feature vector based thereon may be learned based on prepared learning data. In this case, there is a high possibility that the performance will decrease for the age at which some training data is omitted.
특히, 시계열적으로 연속된 의료 영상을 학습 데이터로 이용하는 경우, 대표 의료 영상에 존재하지 않는 구간, 즉 중간 단계에 해당하는 구간 (예를 들어, 당뇨성망막병증의 악성도에 따라 대표 영상으로 자연수 등급(1등급, 2등급 ?? 등)의 안저 영상만이 존재하는 경우, 1.2 등급, 2.3 등급 등)에 대해서는 학습 데이터가 누락되어 있기 때문에 인공 신경망의 판독 정확도가 감소할 수 있다.In particular, when using time-series continuous medical images as learning data, a section that does not exist in the representative medical image, that is, a section corresponding to an intermediate stage (eg, a natural number as a representative image according to the malignancy of diabetic retinopathy) When only fundus images of grades (
본 발명은 미리 저장된 등급화된 의료 영상을 이용하여, 데이터베이스화되어있지 않은 등급에 대응되는 의료 영상을 생성함으로써, 의료 영상에 대한 판독을 보조할 수 있는 수단을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a means for assisting in reading a medical image by generating a medical image corresponding to a non-databaseized grade using a pre-stored graded medical image.
또한, 의료 영상으로부터 특징 벡터를 추출하는 판독 모델의 판독 정확성을 향상시킬 수 있는 판독 모델 학습 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a reading model learning method capable of improving the reading accuracy of a reading model for extracting feature vectors from a medical image.
또한, 본 발명에 따른 영상 합성 방식은 각각의 의료 영상에 소정의 등급(예를 들어, 연령, 질환 진행 정도 등 임의의 수치화된 요소)이 부여된 임의의 의료 영상에 적용될 수 있다. 이를 통해 본 발명은 다양한 의료 영상 이용 분야에서 기 존재하는 의료 영상으로부터 존재하지 않는 등급에 해당하는 의료 영상을 생성하는 수단을 제공할 수 있다.Also, the image synthesis method according to the present invention may be applied to any medical image to which a predetermined grade (eg, an arbitrary numerical factor such as age or disease progression) is assigned to each medical image. Through this, the present invention can provide a means for generating a medical image corresponding to a non-existent grade from existing medical images in various fields of using medical images.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.The characteristic configuration of the present invention for achieving the object of the present invention as described above and for realizing the characteristic effects of the present invention to be described later is as follows.
일 실시예에 따른 의료 영상 생성 방법은 제1 후보 의료 영상 및 제2 후보 의료 영상 각각으로부터 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 획득하는 단계; 상기 획득된 제1 특징 벡터와 상기 제2 특징 벡터를 합성하여 타깃 등급에 대응되는 제3 특징 벡터를 생성하되, 상기 타깃 등급은 상기 제1 후보 의료 영상에 대응되는 제1 등급과 상기 제2 후보 의료 영상에 대응되는 제2 등급 사이에 위치하는 단계; 및 상기 제3 특징 벡터에 기초하여 상기 타깃 등급에 대응되는 타깃 의료 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, a method of generating a medical image includes: obtaining a first feature vector and a second feature vector from each of a first candidate medical image and a second candidate medical image; A third feature vector corresponding to a target class is generated by synthesizing the obtained first feature vector and the second feature vector, wherein the target class is a first class corresponding to the first candidate medical image and the second candidate locating between second grades corresponding to medical images; and generating a target medical image corresponding to the target class based on the third feature vector.
상기 제3 특징 벡터를 생성하는 단계에서 컴퓨팅 장치는 상기 제1 후보 의료 영상의 등급에 대응되는 제1 레이블과, 상기 제2 후보 의료 영상의 등급에 대응되는 제2 레이블의 가중 합에 기초하여 생성되는 제3 레이블이 상기 타깃 등급에 대응되도록 상기 제1 레이블에 대응되는 제1 가중치 및 상기 제2 레이블에 대응되는 제2 가중치를 결정하고, 상기 제1 가중치가 부여된 상기 제1 특징 벡터 및 상기 제2 가중치가 부여된 제2 특징 벡터의 합에 기초하여 상기 제3 특징 벡터를 생성할 수 있다.In the generating of the third feature vector, the computing device generates based on a weighted sum of a first label corresponding to the grade of the first candidate medical image and a second label corresponding to the grade of the second candidate medical image. A first weight corresponding to the first label and a second weight corresponding to the second label are determined so that a third label to be used corresponds to the target class, and the first feature vector to which the first weight is given and the second weight corresponding to the second label are determined. The third feature vector may be generated based on the sum of the second feature vectors to which the second weight is assigned.
상기 제3 특징 벡터를 생성하는 단계에서 상기 제1 등급 및 제2 등급 사이의 간격은 미리 설정된 소정의 간격보다 작거나 같도록 선택될 수 있다.In the step of generating the third feature vector, an interval between the first grade and the second grade may be selected to be less than or equal to a predetermined interval.
상기 타깃 의료 영상을 생성하는 단계에서 컴퓨팅 장치는 상기 제3 특징 벡터와 더불어, 상기 제1 후보 의료 영상 또는 상기 제2 후보 영상 중 어느 하나에 기초하여 상기 타깃 의료 영상을 생성할 수 있다.In the generating of the target medical image, the computing device may generate the target medical image based on either the first candidate medical image or the second candidate image along with the third feature vector.
상기 제1 특징 벡터 및 상기 제2 특징 벡터는, 미리 학습된 제1 판독 모델에 제1 후보 의료 영상 및 상기 제2 후보 의료 영상의 입력함으로써 추출되고, 상기 제1 판독 모델은, 대응되는 등급이 레이블링된 학습 의료 영상에 기초하여, 입력 의료 영상에 대한 특징 벡터를 추출하고, 추출한 특징 벡터에 기초하여 상기 입력 의료 영상에 대응되는 골 연령을 판독하도록 학습될 수 있다.The first feature vector and the second feature vector are extracted by inputting a first candidate medical image and the second candidate medical image to a pre-trained first reading model, and the first reading model has a corresponding grade. It may be learned to extract a feature vector for the input medical image based on the labeled training medical image, and to read a bone age corresponding to the input medical image based on the extracted feature vector.
상기 제1 판독 모델은, 기 존재하는 둘 이상의 상기 학습 의료 영상이 합성된 합성 학습 의료 영상에 기초하여 추가적으로 학습되고, 상기 합성 학습 의료 영상은, 상기 학습 의료 영상에 존재하지 않는 등급에 대응될 수 있다.The first reading model may be additionally learned based on a synthetic training medical image in which two or more existing medical training images are synthesized, and the composite training medical image may correspond to a grade that does not exist in the training medical image. there is.
상기 타깃 의료 영상은, 미리 학습된 제2 판독 모델에 상기 제3 특징 벡터를 입력하여 출력된 영상일 수 있다.The target medical image may be an image output by inputting the third feature vector to a pre-trained second reading model.
의료 영상을 생성하는 컴퓨팅 장치는 통신부; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 입력된 타깃 등급에 대응되는 의료 영상을 생성하기 위해 획득된 제1 후보 의료 영상 및 제2 후보 의료 영상에 각각으로부터 획득한 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 합성하여 상기 타깃 등급에 대응되는 제3 특징 벡터를 생성하고, 상기 제3 특징 벡터에 기초하여 상기 타깃 등급에 대응되는 타깃 의료 영상을 생성하고, 상기 타깃 등급은 상기 제1 후보 의료 영상에 대응되는 제1 등급과 상기 제2 후보 의료 영상에 대응되는 제2 등급 사이에 위치할 수 있다.A computing device for generating a medical image may include: a communication unit; and a processor, wherein the processor includes a first feature vector and a second feature vector obtained from each of the first candidate medical image and the second candidate medical image obtained to generate a medical image corresponding to the input target class. to generate a third feature vector corresponding to the target class by combining It may be located between a first grade that is a given medical image and a second grade corresponding to the second candidate medical image.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 데이터베이스화 되어 있지 않는 등급에 대응되는 의료 영상을 추가적으로 제공함으로써, 의료 영상에 대한 등급(질환의 악성도 등)에 대한 판독의 정확도를 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by additionally providing a medical image corresponding to a grade that is not in a database, it is possible to improve the accuracy of reading a grade (such as a malignancy of a disease) of the medical image.
또한, 가공된 학습 데이터를 이용하는 개선된 학습 방법에 기반하여, 의료 영상에서 특징 벡터를 추출하도록 학습되는 판독 모델의 성능을 향상시킬 수 있는 현저한 효과를 제공할 수 있다.In addition, based on the improved learning method using the processed learning data, it is possible to provide a remarkable effect of improving the performance of a reading model that is trained to extract a feature vector from a medical image.
본 발명에 따르면 궁극적으로 의료진의 진단의 정확도를 향상시키고, 개별 등급에 대응하는 참조 의료 영상을 제공함으로써, 의료 현장에서의 워크플로(workflow)를 혁신할 수 있게 되는 잠재적 효과가 있다.According to the present invention, there is a potential effect of ultimately improving the diagnosis accuracy of medical personnel and providing a reference medical image corresponding to an individual grade, thereby innovating a workflow in a medical field.
그리고 본 발명은, 종래에 병원에서 이용하고 있는 의료 영상이 그대로 활용될 수 있는 바, 본 발명의 방법이 특정 형식의 영상이나 플랫폼에 종속되지 않음은 물론이다.In addition, in the present invention, since the conventional medical image used in hospitals can be used as it is, it goes without saying that the method of the present invention is not dependent on a specific type of image or platform.
본 발명의 실시 예의 설명에 이용되기 위하여 첨부된 아래 도면들은 본 발명의 실시 예들 중 단지 일부일 뿐이며, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 "통상의 기술자"라고 함)에게 있어서는 발명에 이르는 노력 없이 이 도면들에 기초하여 다른 도면들이 얻어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 의료 영상 생성 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2은 본 발명에 따른 의료 영상 생성 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소를 도시한 예시적 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 의료 영상 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 골 영상 생성 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소를 도시한 예시적 블록도이다.
도 5은 일 실시 예에 따른 골 영상 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 골 영상 생성 방법이 수행되는 일례를 도시하는 도면이다.
도 7는 연령에 따른 특징 벡터의 분포를 도시하는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 골 영상 생성 방법이 적용된 인터페이스의 일례를 도시하는 도면이다.The accompanying drawings for use in the description of the embodiments of the present invention are only a part of the embodiments of the present invention, and for those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs (hereinafter referred to as "those skilled in the art") Other drawings may be obtained based on these drawings without an effort to arrive at the invention.
1 is a conceptual diagram schematically illustrating an exemplary configuration of a computing device performing a method for generating a medical image according to the present invention.
2 is an exemplary block diagram illustrating hardware or software components of a computing device performing a method for generating a medical image according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of generating a medical image according to an exemplary embodiment.
4 is an exemplary block diagram illustrating hardware or software components of a computing device performing a method for generating a bone image according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method for generating a bone image according to an embodiment.
6 is a diagram illustrating an example in which a method for generating a bone image according to an embodiment is performed.
7 is a diagram illustrating a distribution of feature vectors according to age.
8 is a diagram illustrating an example of an interface to which a method for generating a bone image according to an embodiment is applied.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description of the present invention refers to the accompanying drawings, which show by way of illustration a specific embodiment in which the present invention may be practiced, in order to clarify the objects, technical solutions and advantages of the present invention. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention.
본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 이용된 "영상" 또는 "영상 데이터"라는 용어는 이산적 영상 요소들(예컨대, 2차원 영상에 있어서는 픽셀, 3차원 영상에 있어서는 복셀)로 구성된 다차원 데이터를 지칭한다. 예를 들어 "영상"은 X선 영상, (콘-빔형; cone-beam) 전산화 단층 촬영(computed tomography), MRI(magnetic resonance imaging), 초음파 또는 본 발명의 기술분야에서 공지된 임의의 다른 의료 영상 시스템의 의하여 수집된 피사체, 즉 피검체(subject)의 의료 영상일 수 있다. 또한 영상은 비의료적 맥락에서 제공될 수도 있는바, 예를 들어 원격 감지 시스템(remote sensing system), 전자현미경(electron microscopy) 등등이 있을 수 있다.The term "image" or "image data" as used throughout the present description and claims refers to multidimensional data composed of discrete image elements (e.g., pixels in a two-dimensional image, voxels in a three-dimensional image). refers to For example, “imaging” means X-ray imaging, (cone-beam) computed tomography, magnetic resonance imaging (MRI), ultrasound or any other medical imaging known in the art. It may be a medical image of a subject, that is, a subject collected by the system. Also, the image may be provided in a non-medical context, for example, a remote sensing system, an electron microscopy, or the like.
본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐, '영상'은 (예컨대, 비디오 화면에 표시된) 눈으로 볼 수 있는 영상 또는 (예컨대, CT, MRI 검출기 등의 픽셀 출력에 대응되는 파일과 같은) 영상의 디지털 표현물을 지칭하는 용어이다.Throughout the description and claims of the present invention, 'image' refers to an image (eg, displayed on a video screen) or an image (eg, a file corresponding to a pixel output of a CT, MRI detector, etc.) of an image. A term referring to digital representations.
본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 'DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine; 의료용 디지털 영상 및 통신)' 표준은 의료용 기기에서 디지털 영상 표현과 통신에 이용되는 여러 가지 표준을 총칭하는 용어인바, DICOM 표준은 미국 방사선 의학회(ACR)와 미국 전기 공업회(NEMA)에서 구성한 연합 위원회에서 발표한다.Throughout the detailed description and claims of the present invention, the 'DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)' standard is a generic term for various standards used for digital image representation and communication in medical devices, DICOM Standards are published by a joint committee formed by the American Society of Radiological Medicine (ACR) and the National Electrical Engineers Association (NEMA).
또한, 본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 '의료영상 저장 전송 시스템(PACS; picture archiving and communication system)'은 DICOM 표준에 맞게 저장, 가공, 전송하는 시스템을 지칭하는 용어이며, X선, CT, MRI와 같은 디지털 의료영상 장비를 이용하여 획득된 의료영상 이미지는 DICOM 형식으로 저장되고 네트워크를 통하여 병원 내외의 단말로 전송이 가능하며, 이에는 판독 결과 및 진료 기록이 추가될 수 있다.In addition, throughout the detailed description and claims of the present invention, 'picture archiving and communication system (PACS)' is a term that refers to a system that stores, processes, and transmits in accordance with the DICOM standard, X-ray, CT , medical imaging images acquired using digital medical imaging equipment such as MRI are stored in DICOM format and transmitted to terminals inside and outside the hospital through a network, to which reading results and medical records can be added.
그리고 본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 '학습' 혹은 '러닝'은 절차에 따른 컴퓨팅(computing)을 통하여 기계 학습(machine learning)을 수행함을 일컫는 용어인바, 인간의 교육 활동과 같은 정신적 작용을 지칭하도록 의도된 것이 아님을 통상의 기술자는 이해할 수 있을 것이다.And throughout the detailed description and claims of the present invention, 'learning' or 'learning' is a term referring to performing machine learning through computing according to a procedure, and a mental action such as human educational activity. It will be understood by those of ordinary skill in the art that this is not intended to be a reference.
그리고 본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐, '포함하다'라는 단어 및 그 변형은 다른 기술적 특징들, 부가물들, 구성요소들 또는 단계들을 제외하는 것으로 의도된 것이 아니다. 또한, '하나' 또는 '한'은 하나 이상의 의미로 쓰인 것이며, '또 다른'은 적어도 두 번째 이상으로 한정된다.And throughout this description and claims, the word 'comprise' and variations thereof are not intended to exclude other technical features, additions, components or steps. In addition, 'one' or 'an' is used to mean more than one, and 'another' is limited to at least a second or more.
통상의 기술자에게 본 발명의 다른 목적들, 장점들 및 특성들이 일부는 본 설명서로부터, 그리고 일부는 본 발명의 실시로부터 드러날 것이다. 아래의 예시 및 도면은 실례로서 제공되며, 본 발명을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 따라서, 특정 구조나 기능에 관하여 본 명세서에 개시된 상세 사항들은 한정하는 의미로 해석되어서는 아니되고, 단지 통상의 기술자가 실질적으로 적합한 임의의 상세 구조들로써 본 발명을 다양하게 실시하도록 지침을 제공하는 대표적인 기초 자료로 해석되어야 할 것이다.Other objects, advantages and characteristics of the present invention will become apparent to a person skilled in the art, in part from this description, and in part from practice of the present invention. The following illustrations and drawings are provided by way of illustration and are not intended to limit the invention. Therefore, the details disclosed herein with respect to a specific structure or function are not to be construed in a limiting sense, but merely representative It should be interpreted as basic data.
더욱이 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시 예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Moreover, the invention encompasses all possible combinations of the embodiments indicated herein. It should be understood that various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the position or arrangement of individual components in each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents as those claimed. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the various aspects.
본 명세서에서 달리 표시되거나 분명히 문맥에 모순되지 않는 한, 단수로 지칭된 항목은, 그 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 복수의 것을 아우른다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In this specification, unless indicated otherwise or clearly contradicted by context, items referred to in the singular encompass the plural unless the context requires otherwise. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 통상의 기술자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, in order to enable those skilled in the art to easily practice the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 의료 영상 생성 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치의 예시적 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically illustrating an exemplary configuration of a computing device performing a method for generating a medical image according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치(100)는, 통신부(110) 및 프로세서(120)를 포함하며, 상기 통신부(110)를 통하여 외부 컴퓨팅 장치(미도시)와 직간접적으로 통신할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
구체적으로, 상기 컴퓨팅 장치(100)는, 전형적인 컴퓨터 하드웨어(예컨대, 컴퓨터 프로세서, 메모리, 스토리지, 입력 장치 및 출력 장치, 기타 기존의 컴퓨팅 장치의 구성요소들을 포함할 수 있는 장치; 라우터, 스위치 등과 같은 전자 통신 장치; 네트워크 부착 스토리지(NAS; network-attached storage) 및 스토리지 영역 네트워크(SAN; storage area network)와 같은 전자 정보 스토리지 시스템)와 컴퓨터 소프트웨어(즉, 컴퓨팅 장치로 하여금 특정의 방식으로 기능하게 하는 명령어들)의 조합을 이용하여 원하는 시스템 성능을 달성하는 것일 수 있다.Specifically, the
이와 같은 컴퓨팅 장치의 통신부(110)는 연동되는 타 컴퓨팅 장치와 요청과 응답을 송수신할 수 있는바, 일 예시로서 그러한 요청과 응답은 동일한 TCP(transmission control protocol) 세션(session)에 의하여 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는바, 예컨대 UDP(user datagram protocol) 데이터그램(datagram)으로서 송수신될 수도 있을 것이다. 덧붙여, 넓은 의미에서 상기 통신부(110)는 명령어 또는 지시 등을 전달받기 위한 키보드, 마우스, 기타 외부 입력장치, 프린터, 디스플레이, 기타 외부 출력장치를 포함할 수 있다.The
또한, 컴퓨팅 장치의 프로세서(120)는 MPU(micro processing unit), CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit) 또는 TPU(tensor processing unit), 캐시 메모리(cache memory), 데이터 버스(data bus) 등의 하드웨어 구성을 포함할 수 있다. 또한, 운영체제, 특정 목적을 수행하는 애플리케이션의 소프트웨어 구성을 더 포함할 수도 있다.In addition, the
또한, 본원 발명은 임의의 기준에 따라 등급화가 진행된 의료 영상에 적용될 수 있다. 등급화가 진행된 의료 영상의 일례는 영상에 포함된 안구에 대한 당뇨성망막병증의 진행 정도가 등급화되어 레이블링된 안저 영상을 포함할 수 있으나, 본원 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않고, 연령에 따른 등급화가 진행된 골 영상 등 임의의 조건에 따라 등급화되어 있는 의료 영상에 적용가능하다는 것은 통상의 기술자가 이해할 것이다.Also, the present invention may be applied to medical images that have been graded according to any criteria. An example of the graded medical image may include a fundus image in which the degree of progression of diabetic retinopathy for the eye included in the image is graded and labeled, but the scope of the present invention is not limited thereto. Those of ordinary skill in the art will understand that it is applicable to medical images graded according to any condition, such as graded bone images.
본원 발명이 골 영상에 적용되는 실시예의 경우, 골 영상의 일례로 골 X선 영상을 대상으로 하고 있으나, 본원 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않고, 일반적인 형태의 골 영상에 모두 적용이 가능하고, 대상이 되는 영상의 골 연령을 판독하는 과정에서 적용될 수 있다는 점은 통상의 기술자가 용이하게 이해할 것이다.In the case of an embodiment in which the present invention is applied to a bone image, an X-ray image of a bone is targeted as an example of a bone image, but the scope of the present invention is not limited thereto, and it can be applied to all types of bone images in general, Those skilled in the art will readily understand that it can be applied in the process of reading the bone age of the target image.
도 2는 본 발명에 따른 의료 영상 생성 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소를 도시한 예시적 블록도이다.2 is an exemplary block diagram illustrating hardware or software components of a computing device performing a method for generating a medical image according to the present invention.
도 2에 도시된 개별 모듈들은, 예컨대, 컴퓨팅 장치(100)에 포함된 통신부(110)나 프로세서(120), 또는 상기 통신부(110) 및 프로세서(120)의 연동에 의하여 구현될 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 수 있을 것이다.The individual modules shown in FIG. 2 may be implemented by, for example, the
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 방법 및 장치의 구성을 간략히 개관하면, 컴퓨팅 장치(100)는 그 구성요소로서 타깃 등급 정보 수신 모듈(210)을 포함할 수 있다. 타깃 등급 정보 수신 모듈(210)은 컴퓨팅 장치에 포함되는 입력 장치, 연동된 사용자 단말로부터 타깃 등급 정보를 수신할 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 등급이란, 임의의 조건에 따라 의료 영상에 대해 수치화된 등급을 의미할 수 있다. 예를 들어, 안저 영상의 경우 당뇨성망막병증의 진행 정도에 따라 정상 상태에 대응되는 0 등급에서 진행 정도가 최대 수준인 4 등급으로 분류될 수 있다. 이외에도, 골 영상은 앞서 설명된 바와 같이 골 연령에 따라 등급이 분류될 수 있으며, 추가적으로, 골 영상에 존재하는 병변의 악성도에 따라 개별 골 영상의 등급이 결정될 수 있다. 이와 같이 본 명세서에서 언급되는 등급은 소정의 조건(예를 들어, 연령, 병변의 악성도, 소정 질환의 진행 정도 등)에 기초하여 개별 의료 영상에 대해 결정되는 수치화된 정보를 의미할 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다. 또한, 타깃 등급 정보는 기 존재하는 의료 영상을 통해 새롭게 생성하고자 하는 의료 영상의 등급에 대한 정보를 의미할 수 있다.A brief overview of the configuration of the method and apparatus according to the present invention with reference to FIG. 2 , the
타깃 등급 정보 수신 모듈(210)을 통해 획득한 타깃 등급 정보에 기초하여, 특징 벡터 획득 모듈(220)은 타깃 등급 정보에 대응되는 의료 영상을 생성하기 위한 특징 벡터를 획득할 수 있다.Based on the target grade information acquired through the target grade
일 실시예에 따르면, 특징 벡터 획득 모듈(220)은 입력 의료 영상에서 특징 벡터를 추출하고, 이에 기반하여 의료 영상의 등급을 판독하도록 미리 학습된 제1 판독 모델을 포함할 수 있다. 제1 판독 모델은 예를 들어, DNN (Deep Neural Network), CNN (Convolutional Neural Network), DCNN (Deep Convolution Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), RBM (Restricted Boltzmann Machine), DBN (Deep Belief Network), SSD (Single Shot Detector), YOLO (You Only Look Once) 등이 이용될 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다. 본 발명에서 사용될 수 있는 인공 신경망의 종류는 제시된 예시에 한정되지 않고, 레이블링된 학습 데이터에 기반하여 의료 영상에서 특징 벡터를 추출하고, 추출된 특징 벡터에 기초하여 의료 영상의 등급을 판독하도록 학습될 수 있는 임의의 인공 신경망을 포함할 수 있다는 점은 통상의 기술자가 이해할 수 있을 것이다.According to an embodiment, the feature
일 실시예에 따르면, 특징 벡터 획득 모듈(220)에 포함된 제1 판독 모델은, 대응되는 등급이 레이블링된 학습 의료 영상에 기초하여, 입력 의료 영상에 대한 특징 벡터를 추출하고, 추출한 특징 벡터에 기초하여 입력 의료 영상에 대응되는 등급을 판독하도록 미리 학습될 수 있다.According to an embodiment, the first reading model included in the feature
또한, 제1 판독 모델은 기 존재하는 학습 의료 영상 사이의 합성에 기초하여 생성된 합성 학습 의료 영상에 기초하여 추가적인 학습이 진행될 수 있다. 예를 들어, 기 존재하는 학습 의료 영상에 당뇨성망막병증의 진행 정도가 1등급, 3등급에 대응되는 안저 영상이 포함된 경우, 제1 판독 모델은 기 존재하는 1등급, 3등급에 대응되는 안저 영상과 더불어, 1등급, 3등급에 대응되는 안저 영상의 합성에 기초하여 생성된 2등급에 대응되는 안저 영상에 기초하여 학습이 진행될 수 있다. 기 존재하는 학습 의료 영상을 이용한 합성 학습 의료 영상의 생성은 이하 설명되는 합성 모듈(230) 및 의료 영상 생성 및 전송 모듈(240)의 동작에 기초하여 수행될 수 있다. 또한, 합성 학습 의료 영상이 생성되는 방식은 예시된 바에 한정되지 않고, 기 존재하는 학습 의료 영상을 토대로 보다 다양한 등급의 합성 학습 의료 영상이 생성될 수 있다. 예를 들어, 1등급 및 3등급에 대응되는 학습 안저 영상을 통해, 1.6등급, 2.2등급, 2.5등급 등에 대응되는 합성 학습 안저 영상이 생성될 수 있다.Also, the first reading model may be additionally learned based on the synthesized training medical image generated based on the synthesis between the existing training medical images. For example, if the existing learning medical image includes fundus images corresponding to
특징 벡터 획득 모듈(220)은 제1 판독 모델의 중간 레이어의 출력을 특징 벡터로 획득하는 동작을 통해 입력 의료 영상에 대한 특징 벡터를 획득할 수 있다.The feature
특징 벡터 획득 모듈(220)은 타깃 등급에 상응하는 의료 영상을 생성하기 위한 제1 후보 의료 영상 및 제2 후보 의료 영상을 획득하고, 제1 판독 모델을 통해 제1 후보 의료 영상 및 제2 후보 의료 영상 각각에 대응되는 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 추출할 수 있다. 예를 들어, 안저 영상에 대해 타깃 등급 정보가 당뇨성망막병증의 진행 정도인 2 등급으로 입력된 경우, 특징 벡터 획득 모듈(220)은 정상 상태에 해당하는 0 등급의 제1 후보 의료 영상(제1 후보 안저 영상)과 당뇨성망막병증이 일정 정도 진행된 3 등급의 제2 의료 영상(제2 후보 안저 영상)을 획득하고, 각각의 후보 의료 영상에 대응하는 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 추출할 수 있다. 후보 안저 영상의 획득하는 방식은 제시된 예시적인 방식에 한정되는 것은 아니고, 1 등급의 제1 후보 안저 영상과 4 등급의 제2 후보 안저 영상이 2 등급인 타깃 등급에 대응되는 안저 영상을 생성하기 위하여 획득될 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다.The feature
다른 실시예에 따르면, 특징 벡터 획득 모듈(220)은 데이터베이스화된 특징 벡터들 중, 타깃 등급 정보에 대응되는 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 획득할 수 있다. 실시예에 따라서, 각각의 등급에 대응되는 특징 벡터가 데이터베이스화될 수 있고, 타깃 등급이 2 등급인 경우, 특징 벡터 획득 모듈(220)은 0 등급에 대응하는 특징 벡터 및 3 등급에 대응하는 특징 벡터를 데이터베이스에서 획득할 수 있다.According to another embodiment, the feature
합성 모듈(230)은 특징 벡터 획득 모듈(220)을 통해 획득한 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 합성하여, 타깃 등급 정보에 대응되는 제3 특징 벡터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 합성 모듈(230)은 소정의 조건에 기초하여 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 합성할지 여부를 우선적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 합성 모듈(230)은 수학식 1에 기초하여, 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 합성할지 여부를 결정할 수 있다.The
는 제1 특징 벡터에 대응되는 제1 레이블(등급), 는 제2 특징 벡터에 대응되는 제2 레이블(등급), 은 미리 설정된 임계값을 나타낼 수 있다. is a first label (grade) corresponding to the first feature vector, is a second label (grade) corresponding to the second feature vector, may indicate a preset threshold value.
은 합성 결과의 정확성을 위해 미리 설정되는 임계값일 수 있다. 구체적으로, 당뇨성망막병증 2등급에 대응되는 특징 벡터를 생성하기 위하여 당뇨성망막병증이 발생하지 않는 안저 영상에 해당하는 0등급에 대응되는 특징 벡터 및 당뇨성망막병증 4등급에 대응되는 특징 벡터를 사용하는 경우보다, 당뇨성망막병증 1등급에 대응되는 특징 벡터 및 당뇨성망막병증 3등급에 대응되는 특징 벡터를 이용하는 것이 보다 정확도가 높은 결과가 산출될 수 있다. 따라서, 합성 모듈(230)은 소정의 임계값에 따라 특징 벡터의 합성 여부를 결정할 수 있다. may be a threshold value set in advance for the accuracy of the synthesis result. Specifically, in order to generate a feature vector corresponding to
다른 실시예에 따르면, 합성 모듈(230)은 특징 벡터의 레이블 사이의 간격이 임계값 이하인 경우, 소정의 확률에 따라 합성을 진행할 지 여부를 결정할 수 있다.According to another embodiment, when the interval between the labels of the feature vectors is equal to or less than a threshold, the
합성 모듈(230)은 수학식 1에 기초하여, 특징 벡터를 합성하기로 결정된 경우, 수학식 2 및 수학식 3에 기초하여 특징 벡터 및 특징 벡터에 대응하는 레이블의 합성을 진행할 수 있다.When it is determined to synthesize the feature vector based on
, , 는 각각 제1 특징 벡터, 제2 특징 벡터 및 제3 특징 벡터이고, , , 는 각각 제1 특징 벡터에 대응되는 제1 레이블, 제2 특징 벡터에 대응되는 제2 레이블 및 제3 특징 벡터에 대응되는 제3 레이블을 의미하고, 는 합성 정도를 나타내는 임의의 변수일 수 있으며, 예를 들어, 는 beta 분포를 따르는 변수일 수 있다. , , are a first feature vector, a second feature vector, and a third feature vector, respectively, , , denotes a first label corresponding to the first feature vector, a second label corresponding to the second feature vector, and a third label corresponding to the third feature vector, respectively; may be any variable indicating the degree of synthesis, for example, may be a variable that follows a beta distribution.
수학식 2 및 수학식 3에 기초하여 제3 특징 벡터 및 이에 대응하는 제3 레이블(등급)이 결정될 수 있다.Based on
합성 모듈(230)이 합성을 진행하는 방식은 Linear interpolation 또는 Fully connected layer를 이용하는 방식을 포함하는 임의의 데이터 합성 방식을 포함할 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다.A person skilled in the art will understand that the method of performing the synthesis by the
의료 영상 생성 및 전송 모듈(240)은 합성 모듈(230)을 통해 생성한 제3 특징 벡터에 기초하여 타깃 등급에 상응하는 의료 영상을 생성할 수 있다. 구체적으로, 의료 영상 생성 및 전송 모듈(240)은 생성하고자 하는 목적 의료 영상에 대응되는 특징 정보를 입력으로, 위 특징 정보에 대응되는 목적 의료 영상을 생성하도록 미리 학습된 제2판독 모델을 이용하여 타깃 의료 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어,제2 판독 모델은 Autoencoder, GAN(예를 들어, CycleGAN, BiBigGAN)과 같은 인공 신경망 모델을 포함할 수 있고, 이에 기초하여 타깃 등급에 상응하는 의료 영상이 생성될 수 있다. 의료 영상 생성 및 전송 모듈(240)은 제2 판독 모델에 제3 특징 벡터(예를 들어, 후보 의료 영상으로부터 획득한 특징 벡터의 합성에 기초하여 생성된 특징 벡터)를 입력하여 제3 특징 벡터에 대응되는 의료 영상(타깃 등급에 대응되는 의료 영상)을 생성할 수 있다.The medical image generating and transmitting
추가적으로, 제2 판독 모델에 포함되는 인공 신경망은 생성하고자 하는 목적 의료 영상에 대응되는 특징 벡터와 더불어 초기 의료 영상을 입력으로하여 특징 벡터에 대응되는 목적 의료 영상을 생성하도록 미리 학습될 수 있다. 초기 의료 영상은 목적 의료 영상이 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 임의의 의료 영상이 제공될 수 있다.Additionally, the artificial neural network included in the second reading model may be pre-trained to generate a target medical image corresponding to the feature vector by inputting an initial medical image together with a feature vector corresponding to the target medical image to be generated. As the initial medical image, a target medical image may be provided, but the present invention is not limited thereto, and an arbitrary medical image may be provided.
초기 의료 영상을 추가적인 입력으로하여 학습된 제2 판독 모델을 이용하여, 의료 영상 생성 및 전송 모듈(240)은 제3 특징 벡터 및, 제3 특징 벡터의 생성의 기초가 된 제1 후보 의료 영상 또는 제2 후보 의료 영상으로부터 제3 특징 벡터에 대응되는 타깃 의료 영상을 생성할 수 있다. 제3 특징 벡터와 더불어 초기 의료 영상을 입력으로 타깃 의료 영상을 생성하도록 학습된 제2 판독 모델은 특징 벡터만을 이용하는 경우보다 개선된 품질의 타깃 의료 영상을 생성할 수 있다.Using the second reading model learned by using the initial medical image as an additional input, the medical image generation and
통상의 기술자는 의료 영상 생성 및 전송 모듈(240)이 제시된 예시에 한정되지 않고, 후보 의료 영상으로부터 추출한 특징 벡터의 합성에 기초하여 타깃 의료 영상을 생성하는 임의의 방식을 통해 구현될 수 있음을 용이하게 이해할 수 있다.A person skilled in the art can easily realize that the medical image generating and transmitting
의료 영상 생성 및 전송 모듈(240)은 생성된 의료 영상을 데이터베이스에 저장하거나, 외부 엔티티에 제공할 수 있다. 의료 영상이 외부 엔티티에 제공되는 때, 의료 영상 생성 및 전송 모듈(240)은 소정의 디스플레이 장치 등을 이용하거나, 구비된 통신부를 통해 외부 엔티티에 생성된 의료 영상을 제공할 수 있다. 여기에서 외부 엔티티의 의미는 상기 컴퓨팅 장치(100)의 사용자, 관리자, 담당 의료 전문가 등을 포함하나, 이 이외에도 상기 타깃 연령에 대한 골 영상을 필요로 하는 주체라면 어느 주체라도 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 외부 엔티티는 상기 골 영상을 활용하는 별도의 AI(artificial intelligence; 인공지능) 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈을 포함하는 외부의 AI 장치일 수도 있다. 또한, 외부 엔티티에서의 '외부(external)'는 상기 골 영상을 이용하는 AI 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈이 상기 컴퓨팅 장치(100)에 일체화되는 실시 예를 배제하도록 의도된 것이 아니라, 본 발명의 방법을 수행하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈의 결과물인 골 영상이 타 방법의 입력 데이터로 활용될 수 있음을 시사하도록 이용된 것임을 밝혀둔다. 즉, 상기 외부 엔티티는 컴퓨팅 장치(100) 자체일 수도 있다.도 2에 나타난 구성요소들은 설명의 편의상 하나의 컴퓨팅 장치에서 실현되는 것으로 예시되었으나, 본 발명의 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치(100)는 복수개가 서로 연동되도록 구성될 수도 있다는 점이 이해될 것이다.The medical image generating and transmitting
도 3은 일 실시 예에 따른 의료 영상 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of generating a medical image according to an exemplary embodiment.
도 3을 참조하면, 컴퓨팅 장치는 단계(310)에서 타깃 등급 정보를 수신할 수 있다. 타깃 등급 정보는 새롭게 생성하고자 하는 의료 영상의 타깃 등급에 대한 정보에 해당하며 통신부를 통해 외부 엔티티로부터 수신하거나 구비된 입력 장치를 통해 입력받을 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다.Referring to FIG. 3 , the computing device may receive target rating information in
컴퓨팅 장치는 단계(320)에서 타깃 등급 정보에 대응되는 의료 영상을 생성하기 위한 제1 후보 의료 영상 및 제2 후보 의료 영상을 획득할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 제1 후보 의료 영상에 대응되는 등급 및 제2 후보 의료 영상에 대응되는 등급 사이에 상기 타깃 등급이 포함되는 경우, 제1 후보 의료 영상의 등급 및 제2 후보 의료 영상의 등급 사이의 간격이 미리 설정된 소정의 간격보다 작은지 여부를 판단할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 제1 후보 의료 영상의 등급 및 제2 후보 의료 영상의 등급 사이의 간격이 미리 설정된 소정의 간격보다 작거나 같은 경우, 이후 단계(330)를 수행할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 제1 후보 의료 영상의 등급 및 제2 후보 의료 영상의 등급 사이의 간격이 미리 설정된 소정의 간격보다 큰 경우, 해당 간격이 미리 설정된 소정의 간격보다 작거나 같도록 제1 후보 의료 영상 및 제2 후보 의료 영상을 다시 획득하는 과정을 수행할 수 있다. 이는 타깃 등급에 대응되는 의료 영상을 생성하는 과정에서, 타깃 등급에 가까운 등급에 대응하는 의료 영상을 이용하여 산출 결과의 정확도를 향상시키기 위함이다.In
컴퓨팅 장치는 단계(330)에서 미리 학습된 제1 판독 모델에 기초하여, 상기 제1 후보 의료 영상 및 제2 후보 의료 영상 각각에 대한 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 획득할 수 있다. 제1 판독 모델은 앞서 설명한 바와 같이, 입력 의료 영상에서 특징 벡터를 추출하고, 이에 기초하여 입력 의료 영상의 등급을 판독하도록 학습된 인공 신경망 일 수 있다.The computing device may obtain a first feature vector and a second feature vector for each of the first candidate medical image and the second candidate medical image, based on the first reading model learned in
제1 판독 모델은 앞서 설명된 바와 같이 가공된 학습 의료 영상(기 존재하는 학습 영상에 기초한 학습과 더불어, 기존 학습 영상의 합성에 기초하여 생성된 합성 학습 영상을 포함)에 기초하여, 입력 의료 영상의 특징 벡터를 추출하고, 추출된 특징 벡터에 기초하여 입력 의료 영상의 등급을 산출하도록 추가적으로 학습된 것일 수 있다. 대응되는 등급이 레이블링된 의료 영상을 학습데이터로 이용하여, 제1 판독 모델이 의료 영상의 등급을 판독하도록 학습되는 방식은 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명에서 사용되는 제1 판독 모델은 판독의 정확도를 향상시키기 위하여 가공된 학습 의료 영상을 이용하여 학습될 수 있다. 구체적으로, 가공된 학습 의료 영상은, 기존의 학습 의료 영상과 더불어, 학습 의료 영상 내에서 획득한 제1 학습 의료 영상 및 제2 학습 의료 영상을 합성하여 생성되는 제3 학습 의료 영상을 더 포함할 수 있다. 제3 학습 의료 영상은 제1 학습 의료 영상에 대응되는 제1 등급 및 제2 학습 의료 영상에 대응되는 제2 등급 사이의 등급에 대응되는 제3 등급에 대응될 수 있다. 가공된 학습 데이터는 기존 학습 데이터에 비해 개별 등급에 대응되는 요소들을 빠짐없이 포함할 수 있다. 본원 발명은 가공된 학습 데이터를 이용하여 학습된 제1 판독 모델을 통해 보다 정확도 높은 판독 결과를 제공할 수 있다.The first reading model is an input medical image based on the training medical image processed as described above (including learning based on the existing learning image and a synthetic learning image generated based on the synthesis of the existing learning image) It may be additionally learned to extract a feature vector of , and calculate a grade of an input medical image based on the extracted feature vector. A person skilled in the art can easily understand how the first reading model is trained to read the grade of the medical image by using the medical image labeled with the corresponding grade as training data. The first reading model used in the present invention may be trained using a processed training medical image to improve reading accuracy. Specifically, the processed learning medical image may further include a third learning medical image generated by synthesizing the first medical learning image and the second learning medical image obtained in the learning medical image together with the existing medical learning image. can The third medical training image may correspond to a third grade corresponding to a grade between a first grade corresponding to the first training medical image and a second grade corresponding to the second training medical image. The processed learning data may include all elements corresponding to individual grades compared to the existing learning data. The present invention may provide a reading result with higher accuracy through the first reading model learned using the processed training data.
컴퓨팅 장치는 단계(340)에서 제1 특징 벡터 및 상기 제2 특징 벡터를 합성하여 상기 타깃 등급에 대응되는 제3 특징 벡터를 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 보간(interpolation)함으로써, 제3 특징 벡터를 생성할 수 있으며, 제3 특징 벡터를 생성하는 방식은 앞서 설명된 수학식 1 내지 수학식 3에 설명된 바와 같다.The computing device may generate a third feature vector corresponding to the target class by synthesizing the first feature vector and the second feature vector in
컴퓨팅 장치는 단계(350)에서 제3 특징 벡터에 기초하여, 상기 타깃 등급에 대응되는 타깃 의료 영상을 생성할 수 있다.In
도 4는 본 발명에 따른 골 영상 생성 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소를 도시한 예시적 블록도이다.4 is an exemplary block diagram illustrating hardware or software components of a computing device performing a method for generating a bone image according to the present invention.
도 4에 도시된 개별 모듈들은, 예컨대, 컴퓨팅 장치(100)에 포함된 통신부(110)나 프로세서(120), 또는 상기 통신부(110) 및 프로세서(120)의 연동에 의하여 구현될 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 수 있을 것이다.The individual modules shown in FIG. 4 may be implemented by, for example, the
도 4를 참조하여 본 발명에 따른 방법 및 장치의 구성을 간략히 개관하면, 컴퓨팅 장치(100)는 그 구성요소로서 타깃 골 연령 정보 수신 모듈(410)을 포함할 수 있다. 타깃 골 연령 정보 수신 모듈(410)은 컴퓨팅 장치에 포함되는 입력 장치, 연동된 사용자 단말로부터 목표 골 연령 정보를 수신할 수 있다.A brief overview of the configuration of the method and apparatus according to the present invention with reference to FIG. 4 , the
타깃 골 연령 정보 수신 모듈(410)을 통해 획득한 타깃 골 연령 정보에 기초하여, 특징 벡터 획득 모듈(420)은 타깃 골 연령 정보에 대응되는 골 영상을 생성하기 위한 특징 벡터를 획득할 수 있다.Based on the target bone age information acquired through the target bone age
일 실시예에 따르면, 특징 벡터 획득 모듈(420)은 입력 골 영상에서 특징 벡터를 추출하고, 추출된 특징 벡터에 기반하여 골 연령을 판독하도록 미리 학습된 제1' 판독 모델을 포함할 수 있다. 제1' 판독 모델은 예를 들어, DNN (Deep Neural Network), CNN (Convolutional Neural Network), DCNN (Deep Convolution Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network), RBM (Restricted Boltzmann Machine), DBN (Deep Belief Network), SSD (Single Shot Detector), YOLO (You Only Look Once) 등이 이용될 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다. 본 발명에서 사용될 수 있는 인공 신경망의 종류는 제시된 예시에 한정되지 않고, 레이블링된 학습 데이터에 기반하여 골 영상에서 특징 벡터를 추출하고, 추출된 특징 벡터에 기초하여 골 연령을 판독하도록 학습될 수 있는 임의의 인공 신경망을 포함할 수 있다는 점은 통상의 기술자가 이해할 수 있을 것이다.According to an embodiment, the feature
일 실시예에 따르면, 특징 벡터 획득 모듈(420)에 포함된 제1' 판독 모델은, 대응되는 연령이 레이블링된 학습 골 영상에 기초하여, 입력 골 영상에 대한 특징 벡터를 추출하고, 추출한 특징 벡터에 기초하여 입력 골 영상에 대응되는 골 연령을 판독하도록 미리 학습될 수 있다.According to an embodiment, the first 'reading model included in the feature
또한, 제1' 판독 모델은 기 존재하는 둘 이상의 학습 골 영상을 합성하여 생성된 합성 학습 골 영상에 기초하여 추가적인 학습이 진행될 수 있다. 예를 들어, 기 존재하는 학습 골 영상에 1세 , 3세에 대응되는 골 영상이 포함된 경우, 기 존재하는 1세, 3세에 대응되는 골 영상과 더불어, 1세, 3세에 대응되는 골 영상의 합성에 기초하여 생성된 2세에 대응되는 골 영상에 기초하여 제1' 판독 모델에 대한 학습이 진행될 수 있다. 기 존재하는 학습 골 영상에 기초하여 합성 학습 골 영상을 생성하는 방식은 이하 설명되는 합성 모듈(430) 및 골 영상 생성 및 전송 모듈(440)의 동작에 기초하여 수행될 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다. 또한, 합성 학습 골 영상이 생성되는 방식은 예시된 바에 한정되지 않고, 기 존재하는 학습 골 영상을 토대로 보다 다양한 연령의 합성 학습 골 영상이 생성될 수 있다. 예를 들어, 1세 및 3세에 대응되는 학습 골 영상을 통해, 1.6세, 2.2세, 2.5세 등에 대응되는 합성 학습 골 영상이 생성될 수 있으며, 이는 이하 설명되는 합성 모듈(430) 및 골 영상 생성 및 전송 모듈(440)의 동작 방식에 기초하여 수행될 수 있다.In addition, in the first 'reading model, additional learning may be performed based on a synthesized learning bone image generated by synthesizing two or more existing learning bone images. For example, if the pre-existing learning bone image includes bone images corresponding to 1 year old and 3 years old, in addition to the existing bone images corresponding to 1 year old and 3 years old, corresponding to 1 year old and 3 years old Learning of the first 'reading model may be performed based on the bone image corresponding to the age of 2 generated based on the synthesis of the bone image. A person skilled in the art knows that the method of generating a synthetic learning goal image based on an existing learning goal image may be performed based on the operations of the
특징 벡터 획득 모듈(420)은 제1' 판독 모델을 내의 중간 레이어의 출력을 특징 벡터로 획득하는 동작을 통해 입력 골 영상에 대한 특징 벡터를 획득할 수 있다.The feature
특징 벡터 획득 모듈(420)은 타깃 골 연령에 상응하는 적어도 둘 이상의 후보 골 영상을 획득하고, 미리 학습된 제1' 판독 모델을 통해 골 영상에 대응되는 특징 벡터를 추출할 수 있다. 예를 들어, 타깃 골 연령이 4세인 경우, 특징 벡터 획득 모듈은 3세에 대응하는 제1 후보 골 영상 및 5세에 대응하는 제2 후보 골 영상을 획득하고, 각각의 영상에 대응하는 제1' 특징 벡터 및 제2' 특징 벡터를 추출할 수 있다.The feature
다른 실시예에 따르면, 특징 벡터 획득 모듈(420)은 데이터베이스화된 특징 벡터들 중, 타깃 골 연령에 대응되는 제1' 특징 벡터 및 제2' 특징 벡터를 획득할 수 있다. 실시예에 따라서, 각각의 연령에 대응되는 특징 벡터가 데이터베이스화될 수 있고, 타깃 연령이 4세인 경우, 특징 벡터 획득 모듈(420)은 3세에 대응하는 특징 벡터 및 5세에 대응하는 특징 벡터를 데이터베이스에서 획득할 수 있다.According to another embodiment, the feature
합성 모듈(430)은 특징 벡터 획득 모듈(420)을 통해 획득한 제1' 특징 벡터 및 제2' 특징 벡터를 합성하여, 타깃 연령에 대응되는 제3' 특징 벡터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 합성 모듈(430)은 소정의 조건에 기초하여 제1' 특징 벡터 및 제2' 특징 벡터를 합성할지 여부를 우선적으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 합성 모듈(430)은 수학식 4에 기초하여, 제1' 특징 벡터 및 제2' 특징 벡터를 합성할지 여부를 결정할 수 있다.The
는 제1' 특징 벡터에 대응되는 제1' 레이블(나이), 는 제2' 특징 벡터에 대응되는 제2' 레이블(나이), 은 미리 설정된 임계값을 나타낼 수 있다. is the first label (age) corresponding to the first 'feature vector, is the second' label (age) corresponding to the second' feature vector, may indicate a preset threshold value.
은 합성 결과의 정확성을 위해 미리 설정되는 임계값일 수 있다. 구체적으로, 10세에 대응되는 특징 벡터를 생성하기 위하여 1세에 대응되는 특징 벡터 및 19세에 대응되는 특징 벡터를 사용하는 경우보다, 9세에 대응되는 특징 벡터 및 11세에 대응되는 특징 벡터를 이용하는 것이 보다 정확도가 높은 결과가 산출될 수 있다. 따라서, 합성 모듈(430)은 소정의 임계값에 따라 특징 벡터의 합성 여부를 결정할 수 있다. may be a threshold value set in advance for the accuracy of the synthesis result. Specifically, rather than using a feature vector corresponding to 1 year old and a feature vector corresponding to 19 years old to generate a feature vector corresponding to 10 years old, a feature vector corresponding to 9 years old and a feature vector corresponding to 11 years old A more accurate result can be obtained by using . Accordingly, the
다른 실시예에 따르면, 합성 모듈(430)은 특징 벡터의 레이블 사이의 간격이 임계값 이하인 경우, 소정의 확률에 따라 합성을 진행할 지 여부를 결정할 수 있다.According to another embodiment, when the interval between labels of feature vectors is equal to or less than a threshold, the
합성 모듈(430)은 수학식 4에 기초하여, 특징 벡터를 합성하기로 결정된 경우, 수학식 5 및 수학식 6에 기초하여 특징 벡터 및 특징 벡터에 대응하는 레이블의 합성을 진행할 수 있다.When it is determined to synthesize the feature vector based on
, , 는 제1 후보 골 영상, 제2 후보 골 영상, 및 타깃 연령에 대응되는 골 영상 각각에 대응되는 제1' 특징 벡터, 제2' 특징 벡터, 제3' 특징 벡터이고, , , 는 각각 제1' 특징 벡터에 대응되는 제1' 레이블(나이), 제2' 특징 벡터에 대응되는 제2' 레이블(나이), 제3' 특징 벡터에 대응되는 제3' 레이블(나이)을 의미하고, 는 합성 정도를 나타내는 임의의 변수일 수 있으며, 예를 들어, 는 beta 분포를 따르는 변수일 수 있다. , , is a first 'feature vector, a second' feature vector, and a third' feature vector corresponding to each of the first candidate bone image, the second candidate bone image, and the bone image corresponding to the target age, , , 1' label (age) corresponding to the 1' feature vector, 2' label (age) corresponding to the 2' feature vector, and 3' label (age) corresponding to the 3' feature vector, respectively means, may be any variable indicating the degree of synthesis, for example, may be a variable that follows a beta distribution.
수학식 5 및 수학식 6에 기초하여 제3' 특징 벡터 및 이에 대응하는 제3' 레이블(나이)가 결정될 수 있다.Based on Equations 5 and 6, a third' feature vector and a third' label (age) corresponding thereto may be determined.
합성 모듈(430)이 합성을 진행하는 방식은 Linear interpolation 또는 Fully connected layer를 이용하는 방식을 포함하는 임의의 데이터 합성 방식을 포함할 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다.A person skilled in the art will understand that the method of performing the synthesis by the
골 영상 생성 및 전송 모듈(440)은 합성 모듈(430)을 통해 생성한 제3' 특징 벡터에 기초하여 타깃 연령에 상응하는 골 영상을 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 골 영상 생성 및 전송 모듈(240)은 생성하고자 하는 목적 골 영상에 대응되는 특징 정보를 입력으로, 위 특징 정보에 대응되는 목적 골 영상을 생성하도록 미리 학습된 제2' 판독 모델을 이용하여 타깃 골 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2' 판독 모델은 Autoencoder, GAN(Generative Adversarial Network)(예를 들어, CycleGAN, BiBigGAN)과 같은 인공 신경망 모델을 포함할 수 있고, 이에 기초하여 타깃 연령에 상응하는 골 영상이 생성될 수 있다. 골 영상 생성 및 전송 모듈(440)은 제2' 판독 모델에 제3' 특징 벡터(예를 들어 후보 골 영상으로부터 추출한 특징 벡터의 합성에 기초하여 생성된 특징 벡터)를 입력하여 제3' 특징 벡터에 대응되는 타깃 골 영상(타깃 연령에 대응되는 골 영상)을 생성할 수 있다.The bone image generation and
추가적으로, 제2' 판독 모델에 포함되는 인공 신경망은 생성하고자 하는 목적 골 영상에 대응되는 특징 벡터와 더불어 초기 골 영상을 입력으로하여 특징 벡터에 대응되는 타깃 골 영상을 생성하도록 미리 학습될 수 있다. 초기 골 영상은 목적 골 영상으로 입력될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니고 임의의 골 영상이 제공될 수 있다.Additionally, the artificial neural network included in the second 'reading model may be pre-trained to generate a target bone image corresponding to the feature vector by inputting an initial bone image along with a feature vector corresponding to the target bone image to be generated. The initial bone image may be input as a target bone image, but is not limited thereto, and any bone image may be provided.
골 영상 생성 및 전송 모듈(440)은 제3' 특징 벡터 및, 제3' 특징 벡터의 생성의 기초가 된 제1 후보 골 영상 또는 제2 후보 골 영상을 제2' 판독 모델에 입력하여 제3' 특징 벡터에 대응되는 타깃 골 영상을 생성할 수 있다. 제3' 특징 벡터와 더불어 초기 골 영상을 입력으로 타깃 골 영상을 생성하도록 학습된 제2' 판독 모델은 특징 벡터만을 이용하는 경우보다 개선된 품질의 타깃 골 영상을 생성할 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다.The bone image generation and
통상의 기술자는 골 영상 생성 및 전송 모듈(440)이 제시된 예시에 한정되지 않고, 특징 벡터에 기반하여 골 영상을 생성하는 임의의 방식을 통해 구현될 수 있음을 용이하게 이해할 수 있다.A person skilled in the art can easily understand that the bone image generation and
골 영상 생성 및 전송 모듈(440)은 생성된 골 영상을 데이터베이스에 저장하거나, 외부 엔티티에 제공할 수 있다. 골 영상이 외부 엔티티에 제공되는 때, 골 영상 생성 및 전송 모듈(440)은 소정의 디스플레이 장치 등을 이용하거나, 구비된 통신부를 통해 외부 엔티티에 생성된 골 영상을 제공할 수 있다. 여기에서 외부 엔티티라고 함은, 상기 컴퓨팅 장치(100)의 사용자, 관리자, 담당 의료 전문가 등을 포함하나, 이 이외에도 상기 타깃 연령에 대한 골 영상을 필요로 하는 주체라면 어느 주체라도 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 상기 외부 엔티티는 상기 골 영상을 활용하는 별도의 AI(artificial intelligence; 인공지능) 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈을 포함하는 외부의 AI 장치일 수도 있다. 또한, 외부 엔티티에서의 '외부(external)'는 상기 골 영상을 이용하는 AI 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈이 상기 컴퓨팅 장치(100)에 일체화되는 실시 예를 배제하도록 의도된 것이 아니라, 본 발명의 방법을 수행하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈의 결과물인 골 영상이 타 방법의 입력 데이터로 활용될 수 있음을 시사하도록 이용된 것임을 밝혀둔다. 즉, 상기 외부 엔티티는 컴퓨팅 장치(100) 자체일 수도 있다.The bone image generation and
도 4에 나타난 구성요소들은 설명의 편의상 하나의 컴퓨팅 장치에서 실현되는 것으로 예시되었으나, 본 발명의 방법을 수행하는 컴퓨팅 장치(100)는 복수개가 서로 연동되도록 구성될 수도 있다는 점이 이해될 것이다.Although the components shown in FIG. 4 are exemplified as being implemented in one computing device for convenience of description, it will be understood that a plurality of
도 5은 일 실시 예에 따른 골 영상 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method for generating a bone image according to an embodiment.
도 5을 참조하면, 컴퓨팅 장치는 단계(510)에서 통신부를 통해 타깃 골 연령을 입력을 받을 수 있다.Referring to FIG. 5 , the computing device may receive a target bone age through the communication unit in
컴퓨팅 장치는 단계(520)에서 타깃 골 연령에 대응되는 골 영상을 생성하기 위한 제1 후보 골 영상 및 제2 후보 골 영상을 획득할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 제1 후보 골 영상에 대응되는 골 연령 및 제2 후보 골 영상에 대응되는 골 연령 사이에 상기 타깃 골 연령이 포함되면, 제1 후보 골 영상의 골 연령 및 제2 후보 골 영상의 골 연령 사이의 간격이 미리 설정된 소정의 간격보다 작은지 여부를 판단할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 제1 후보 골 영상의 골 연령 및 제2 후보 골 영상의 골 연령 사이의 간격이 미리 설정된 소정의 간격보다 작거나 같은 경우, 이후 단계(530)을 수행할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 제1 후보 골 영상의 골 연령 및 제2 후보 골 영상의 골 연령 사이의 간격이 미리 설정된 소정의 간격보다 큰 경우, 해당 간격이 미리 설정된 소정의 간격보다 작거나 같도록 제1 후보 골 영상 및 제2 후보 골 영상 중 적어도 하나를 다시 획득하는 과정을 수행할 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 타깃 골 연령에 대응되는 영상을 생성하는 과정에서, 타깃 골 연령에 가까운 연령에 대응하는 골 영상을 이용하여 산출 결과를 정확도를 향상시키기 위함이다. The computing device may acquire a first candidate bone image and a second candidate bone image for generating a bone image corresponding to the target bone age in
컴퓨팅 장치는 단계(530)에서 미리 학습된 제1' 판독 모델에 기초하여, 상기 제1 후보 골 영상 및 제2 후보 골 영상 각각에 대한 제1' 특징 벡터 및 제2' 특징 벡터를 추출할 수 있다. 미리 학습된 제1' 판독 모델은 앞서 설명한 바와 같이, 입력 골 영상에서 특징 벡터를 추출하고, 이에 기초하여 입력 골 영상의 연령을 판독하도록 학습된 인공 신경망일 수 있다.The computing device may extract a first' feature vector and a second' feature vector for each of the first candidate bone image and the second candidate bone image, based on the first 'reading model learned in advance in
제1' 판독 모델은 가공된 학습 골 영상에 기초하여, 입력 골 영상의 특징 벡터를 출력하도록 학습된 것일 수 있다. 대응되는 나이가 레이블링된 골 영상을 학습데이터로 이용하여, 제1' 판독 모델이 골 영상의 연령을 판독하도록 학습되는 방식은 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 제1' 판독 모델은 판독의 정확도를 향상시키기 위하여 가공된 학습 골 영상을 이용하여 학습될 수 있다. 구체적으로, 가공된 학습 골 영상은, 기 존재하는 학습 골 영상과 더불어, 학습 골 영상에서 획득한 제1 학습 골 영상 및 제2 학습 골 영상을 합성하여 생성되는 제3 학습 골 영상을 더 포함할 수 있다. 제3 학습 골 영상은 제1 학습 골 영상에 대응되는 제1 골 연령 및 제2 학습 골 영상에 대응되는 제2 골 연령 사이의 연령에 대응되는 제3 골 연령에 대응될 수 있다. 가공된 학습 골 영상은 기존 학습 데이터에 비해 개별 연령에 대응되는 요소들을 빠짐없이 포함할 수 있다. 본원 발명은 가공된 학습 골 영상을 이용하여 학습된 판독 모델을 통해 보다 정확도 높은 판독 결과를 제공할 수 있는 현저한 효과가 있다.The first 'reading model may be learned to output a feature vector of an input bone image based on the processed learning bone image. A person skilled in the art can easily understand how the first 'reading model is trained to read the age of the bone image by using the corresponding age-labeled bone image as training data. The first 'reading model used in the present invention may be learned using a processed learning bone image to improve the accuracy of reading. Specifically, the processed learning goal image may further include a third learning goal image generated by synthesizing the first learning goal image and the second learning goal image obtained from the learning goal image together with the existing learning goal image. can The third learning bone image may correspond to a third bone age corresponding to an age between the first bone age corresponding to the first learning bone image and the second bone age corresponding to the second learning bone image. The processed learning bone image may include all elements corresponding to individual ages compared to existing learning data. The present invention has a remarkable effect in that it is possible to provide a reading result with higher accuracy through a reading model learned using a processed learning bone image.
컴퓨팅 장치는 단계(540)에서 제1' 특징 벡터 및 상기 제2' 특징 벡터를 합성하여 상기 타깃 골 연령에 대응되는 제3' 특징 벡터를 생성할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 보간(interpolation)함으로써, 제3' 특징 벡터를 생성할 수 있으며, 제3' 특징 벡터를 생성하는 방식은 앞서 설명한 바와 같이, 제시된 예시에 한정되지 않는다.The computing device may generate a third' feature vector corresponding to the target bone age by synthesizing the first' feature vector and the second' feature vector in
컴퓨팅 장치는 단계(550)에서 제3' 특징 벡터에 기초하여, 상기 타깃 골 연령에 대응되는 타깃 골 영상을 생성할 수 있다.The computing device may generate a target bone image corresponding to the age of the target bone based on the 3' feature vector in
도 6은 일 실시 예에 따른 골 영상 생성 방법이 수행되는 일례를 도시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating an example in which a method for generating a bone image according to an embodiment is performed.
영상을 통해 골 연령을 판독하는 시스템은, 개별 연령에 대응되는 참조 골 영상을 판독자에게 제공할 수 있고, 판독자는 참조 골 영상과의 비교를 통해 입력된 골 영상의 연령을 판독할 수 있다. 데이터베이스에 저장된 참조 골 영상 중 좌측과 같이 3세에 대응되는 참조 골 영상(610)이 부재한 경우, 판독자는 해당 연령대의 골 연령 판독이 어려울 수 있다. 뿐만 아니라, 발달 속도가 매우 빠른 유아의 경우, 수개월 만에도 골 발육의 차이가 클 수 있기 때문에, 1세에 대응하는 참조 골 영상 및 2세에 대응하는 참조 골 영상을 이용하더라도, 1세에서 2세 사이의 유아의 골 연령 예측은 매우 어려울 수 있다.The system for reading bone age through the image may provide a reference bone image corresponding to an individual age to the reader, and the reader may read the age of the input bone image through comparison with the reference bone image. If the
컴퓨팅 장치(620)는 누락된 3세의 참조 골 영상을 생성하기 위하여, 2세에 대응되는 제1 후보 골 영상(631) 및 제2 후보 골 영상(632)를 수신하고, 이에 기초하여, 3세에 대응하는 골 영상(640)을 생성할 수 있다.The
컴퓨팅 장치(620)는 제시된 방식뿐만 아니라, 데이터베이스에 나이에 기초한 레이블링을 통해 미리 저장된 특징 벡터에 기반하여 타깃 연령에 대응하는 골 영상을 생성할 수도 있다. 이 경우, 타깃 연령에 대응하는 골 영상을 생성하는 과정에서, 컴퓨팅 장치(620)는 골 영상을 입력 받지 않고, 타깃 골 연령에 대한 정보만을 통해 골 영상을 생성할 수 있다.The
도 7는 연령에 따른 특징 벡터의 분포를 도시하는 도면이다. 7 is a diagram illustrating a distribution of feature vectors according to age.
도 7를 참조하면, 그래프(710)는 남성의 골 영상에 대한 특징 벡터의 분포일 수 있고, 그래프(720)는 여성의 골 영상에 대한 특징 벡터의 분포일 수 있다. 그래프(710, 720)에 포함된 각 포인트(711, 721)는 개별 골 영상의 특징 벡터에 대응될 수 있고, 포인트(711, 721)의 색상은 대응되는 연령을 나타낼 수 있다. 그래프(710, 720)을 참조하면, 유사한 연령에 대응되는 포인트(711, 721)는 인접 영역에 분포하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 분포를 고려할 때에, 인접 연령의 특징 벡터의 합성을 통해 산출된 특징 벡터는 타깃 연령의 특성을 드러낼 수 있음을 이해할 수 있다. Referring to FIG. 7 , a
도 8은 일 실시예에 따른 골 영상 생성 방법이 적용된 인터페이스의 일례를 도시하는 도면이다.8 is a diagram illustrating an example of an interface to which a method for generating a bone image according to an embodiment is applied.
도 8을 참조하면, 인터페이스(810)를 통해 현재 골 영상(820)과 비슷한 연령의 참조 골 영상(821, 822, 823)이 제공될 수 있다. 각각의 연령에 대응되는 참조 골 영상(821, 822, 823)은 데이터베이스에 미리 저장된 것일 수 있다. 판독자는 판독 과정에서, 10세와 11세 사이의 참조 골 영상이 요구되는 경우, 그래픽 오브젝트(830)에 대한 사용자 입력을 토대로 해당 연령에 대응되는 참조 골 영상에 대한 생성 요청을 진행할 수 있다. 그래픽 오브젝트(830)에 대한 사용자 입력이 이루어지는 경우, 타깃 연령을 입력하는 그래픽 오브젝트(840)이 화면 상에 디스플레이될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 타깃 연령에 대응되는 참조 골 영상(850)를 생성하여, 화면 상에 디스플레이할 수 있다.Referring to FIG. 8 ,
위 실시 예의 설명에 기초하여 해당 기술분야의 통상의 기술자는, 본 발명의 방법 및/또는 프로세스들, 그리고 그 단계들이 하드웨어, 소프트웨어 또는 특정 용례에 적합한 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합으로 실현될 수 있다는 점을 명확하게 이해할 수 있다. 상기 하드웨어는 범용 컴퓨터 및/또는 전용 컴퓨팅 장치 또는 특정 컴퓨팅 장치 또는 특정 컴퓨팅 장치의 특별한 모습 또는 구성요소를 포함할 수 있다. 상기 프로세스들은 내부 및/또는 외부 메모리를 가지는, 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 임베디드 마이크로컨트롤러, 프로그래머블 디지털 신호 프로세서 또는 기타 프로그래머블 장치에 의하여 실현될 수 있다. 게다가, 혹은 대안으로서, 상기 프로세스들은 주문형 집적회로(application specific integrated circuit; ASIC), 프로그래머블 게이트 어레이(programmable gate array), 프로그래머블 어레이 로직(Programmable Array Logic; PAL) 또는 전자 신호들을 처리하기 위해 구성될 수 있는 임의의 다른 장치 또는 장치들의 조합으로 실시될 수 있다. 더욱이 본 발명의 기술적 해법의 대상물 또는 선행 기술들에 기여하는 부분들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 기계 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 기계 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 기계 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 기계 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD, Blu-ray와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 전술한 장치들 중 어느 하나뿐만 아니라 프로세서, 프로세서 아키텍처 또는 상이한 하드웨어 및 소프트웨어의 조합들의 이종 조합, 또는 다른 어떤 프로그램 명령어들을 실행할 수 있는 기계 상에서 실행되기 위하여 저장 및 컴파일 또는 인터프리트될 수 있는, C와 같은 구조적 프로그래밍 언어, C++ 같은 객체지향적 프로그래밍 언어 또는 고급 또는 저급 프로그래밍 언어(어셈블리어, 하드웨어 기술 언어들 및 데이터베이스 프로그래밍 언어 및 기술들)를 사용하여 만들어질 수 있는바, 기계어 코드, 바이트코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 이에 포함된다. Based on the description of the above embodiments, those skilled in the art will appreciate that the method and/or processes of the present invention, and the steps thereof, may be implemented in hardware, software, or any combination of hardware and software suitable for a particular application. point can be clearly understood. The hardware may include general purpose computers and/or dedicated computing devices or specific computing devices or special features or components of specific computing devices. The processes may be realized by one or more microprocessors, microcontrollers, embedded microcontrollers, programmable digital signal processors or other programmable devices, having internal and/or external memory. Additionally, or alternatively, the processes may be configured to process an application specific integrated circuit (ASIC), programmable gate array, programmable array logic (PAL) or electronic signals. It may be implemented with any other device or combination of devices. Moreover, the objects of the technical solution of the present invention or parts contributing to the prior arts may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a machine-readable recording medium. The machine-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded in the machine-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the machine-readable recording medium include a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as a CD-ROM, DVD, Blu-ray, and a magneto-optical medium such as a floppy disk (magneto-optical media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include any one of the devices described above, as well as heterogeneous combinations of processors, processor architectures, or combinations of different hardware and software, or stored and compiled or interpreted for execution on a machine capable of executing any other program instructions. can be created using a structured programming language such as C, an object-oriented programming language such as C++, or This includes not only bytecode, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
따라서 본 발명에 따른 일 태양에서는, 앞서 설명된 방법 및 그 조합들이 하나 이상의 컴퓨팅 장치들에 의하여 수행될 때, 그 방법 및 방법의 조합들이 각 단계들을 수행하는 실행 가능한 코드로서 실시될 수 있다. 다른 일 태양에서는, 상기 방법은 상기 단계들을 수행하는 시스템들로서 실시될 수 있고, 방법들은 장치들에 걸쳐 여러 가지 방법으로 분산되거나 모든 기능들이 하나의 전용, 독립형 장치 또는 다른 하드웨어에 통합될 수 있다. 또 다른 일 태양에서는, 위에서 설명한 프로세스들과 연관된 단계들을 수행하는 수단들은 앞서 설명한 임의의 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 그러한 모든 순차 결합 및 조합들은 본 개시서의 범위 내에 속하도록 의도된 것이다.Accordingly, in one aspect according to the present invention, when the above-described method and combinations thereof are performed by one or more computing devices, the methods and combinations of methods may be implemented as executable code for performing respective steps. In another aspect, the method may be implemented as systems performing the steps, the methods may be distributed in various ways across devices or all functions may be integrated into one dedicated, standalone device or other hardware. In another aspect, the means for performing the steps associated with the processes described above may include any of the hardware and/or software described above. All such sequential combinations and combinations are intended to fall within the scope of this disclosure.
예를 들어, 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. 상기 하드웨어 장치는, 프로그램 명령어를 저장하기 위한 ROM/RAM 등과 같은 메모리와 결합되고 상기 메모리에 저장된 명령어들을 실행하도록 구성되는 MPU, CPU, GPU, TPU와 같은 프로세서를 포함할 수 있으며, 외부 장치와 신호를 주고 받을 수 있는 통신부를 포함할 수 있다. 덧붙여, 상기 하드웨어 장치는 개발자들에 의하여 작성된 명령어들을 전달받기 위한 키보드, 마우스, 기타 외부 입력장치를 포함할 수 있다.For example, the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing in accordance with the present invention, and vice versa. The hardware device may include a processor, such as an MPU, CPU, GPU, TPU, coupled with a memory such as ROM/RAM for storing program instructions and configured to execute instructions stored in the memory, an external device and a signal It may include a communication unit that can send and receive. In addition, the hardware device may include a keyboard, a mouse, and other external input devices for receiving commands written by developers.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 사람이라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can devise various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and not only the claims described below, but also all modifications equivalently or equivalently to the claims described below belong to the scope of the spirit of the present invention. will do it
그와 같이 균등하게 또는 등가적으로 변형된 것에는, 예컨대 본 발명에 따른 방법을 실시한 것과 동일한 결과를 낼 수 있는, 논리적으로 동치(logically equivalent)인 방법이 포함될 것인바, 본 발명의 진의 및 범위는 전술한 예시들에 의하여 제한되어서는 아니되며, 법률에 의하여 허용 가능한 가장 넓은 의미로 이해되어야 한다.Such equivalent or equivalent modifications shall include, for example, logically equivalent methods capable of producing the same results as practiced by the methods according to the present invention, the spirit and scope of the present invention. should not be limited by the above examples, and should be understood in the broadest sense permitted by law.
Claims (9)
제1 후보 의료 영상 및 제2 후보 의료 영상 각각으로부터 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 획득하는 단계;
상기 획득된 제1 특징 벡터와 상기 제2 특징 벡터를 합성하여 타깃 등급에 대응되는 제3 특징 벡터를 생성하되, 상기 타깃 등급은 상기 제1 후보 의료 영상에 대응되는 제1 등급과 상기 제2 후보 의료 영상에 대응되는 제2 등급 사이에 위치하는 단계; 및
상기 제3 특징 벡터에 기초하여 상기 타깃 등급에 대응되는 타깃 의료 영상을 생성하는 단계
를 포함하는, 의료 영상 생성 방법.
A method for generating a medical image performed by a computing device, the method comprising:
obtaining a first feature vector and a second feature vector from each of the first candidate medical image and the second candidate medical image;
A third feature vector corresponding to a target class is generated by synthesizing the obtained first feature vector and the second feature vector, wherein the target class is a first class corresponding to the first candidate medical image and the second candidate locating between second grades corresponding to medical images; and
generating a target medical image corresponding to the target class based on the third feature vector
Including, a method of generating a medical image.
상기 제3 특징 벡터를 생성하는 단계는,
상기 제1 후보 의료 영상의 등급에 대응되는 제1 레이블과, 상기 제2 후보 의료 영상의 등급에 대응되는 제2 레이블의 가중 합에 기초하여 생성되는 제3 레이블이 상기 타깃 등급에 대응되도록 상기 제1 레이블에 대응되는 제1 가중치 및 상기 제2 레이블에 대응되는 제2 가중치를 결정하고,
상기 제1 가중치가 부여된 상기 제1 특징 벡터 및 상기 제2 가중치가 부여된 제2 특징 벡터의 합에 기초하여 상기 제3 특징 벡터를 생성하는, 의료 영상 생성 방법.
According to claim 1,
The step of generating the third feature vector comprises:
The third label generated based on a weighted sum of a first label corresponding to the grade of the first candidate medical image and a second label corresponding to the grade of the second candidate medical image corresponds to the target grade. determining a first weight corresponding to the first label and a second weight corresponding to the second label;
and generating the third feature vector based on a sum of the first feature vector to which the first weight is assigned and the second feature vector to which the second weight is assigned.
상기 제3 특징 벡터를 생성하는 단계는,
상기 제1 등급 및 제2 등급 사이의 간격은 미리 설정된 소정의 간격보다 작거나 같도록 선택되는, 의료 영상 생성 방법.
According to claim 1,
The step of generating the third feature vector comprises:
and an interval between the first grade and the second grade is selected to be less than or equal to a predetermined interval.
상기 타깃 의료 영상을 생성하는 단계는,
상기 제3 특징 벡터와 더불어, 상기 제1 후보 의료 영상 또는 상기 제2 후보 영상 중 어느 하나에 기초하여 상기 타깃 의료 영상을 생성하는, 의료 영상 생성 방법.
According to claim 1,
The generating of the target medical image includes:
and generating the target medical image based on either the first candidate medical image or the second candidate image in addition to the third feature vector.
상기 제1 특징 벡터 및 상기 제2 특징 벡터는,
미리 학습된 제1 판독 모델에 제1 후보 의료 영상 및 상기 제2 후보 의료 영상의 입력함으로써 추출되고,
상기 제1 판독 모델은,
대응되는 등급이 레이블링된 학습 의료 영상에 기초하여, 입력 의료 영상에 대한 특징 벡터를 추출하고, 추출한 특징 벡터에 기초하여 상기 입력 의료 영상에 대응되는 골 연령을 판독하도록 학습되는, 의료 영상 생성 방법.
According to claim 1,
The first feature vector and the second feature vector are,
extracted by inputting the first candidate medical image and the second candidate medical image to the pre-trained first reading model,
The first reading model is
A method for generating a medical image, wherein a feature vector for the input medical image is extracted based on the training medical image labeled with the corresponding grade, and the bone age corresponding to the input medical image is learned based on the extracted feature vector.
상기 제1 판독 모델은,
기 존재하는 둘 이상의 상기 학습 의료 영상이 합성된 합성 학습 의료 영상에 기초하여 추가적으로 학습되고,
상기 합성 학습 의료 영상은,
상기 학습 의료 영상에 존재하지 않는 등급에 대응되는, 의료 영상 생성 방법.
6. The method of claim 5,
The first reading model is
It is additionally learned based on the synthesized learning medical image in which two or more of the pre-existing learning medical images are synthesized,
The synthetic learning medical image is,
A method of generating a medical image corresponding to a grade that does not exist in the training medical image.
상기 타깃 의료 영상은,
미리 학습된 제2 판독 모델에 상기 제3 특징 벡터를 입력하여 출력된 영상인, 의료 영상 생성 방법.
According to claim 1,
The target medical image is
and an image output by inputting the third feature vector to a pre-trained second reading model.
A computer program, stored in a machine-readable non-transitory recording medium, comprising instructions implemented to cause a computing device to perform the method of claim 1 .
통신부; 및
프로세서
를 포함하고,
상기 프로세서는,
입력된 타깃 등급에 대응되는 의료 영상을 생성하기 위해 획득된 제1 후보 의료 영상 및 제2 후보 의료 영상에 각각으로부터 획득한 제1 특징 벡터 및 제2 특징 벡터를 합성하여 상기 타깃 등급에 대응되는 제3 특징 벡터를 생성하고,
상기 제3 특징 벡터에 기초하여 상기 타깃 등급에 대응되는 타깃 의료 영상을 생성하고,
상기 타깃 등급은 상기 제1 후보 의료 영상에 대응되는 제1 등급과 상기 제2 후보 의료 영상에 대응되는 제2 등급 사이에 위치하는, 컴퓨팅 장치.A computing device for generating a medical image, comprising:
communication department; and
processor
including,
The processor is
In order to generate a medical image corresponding to the input target class, first and second feature vectors obtained from the obtained first candidate medical image and second candidate medical image are synthesized, respectively, to generate a first medical image corresponding to the target class. 3 Create a feature vector,
generating a target medical image corresponding to the target class based on the third feature vector;
and the target grade is located between a first grade corresponding to the first candidate medical image and a second grade corresponding to the second candidate medical image.
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WO2024075251A1 (en) * | 2022-10-06 | 2024-04-11 | 株式会社安川電機 | Data generation system, industrial machine, data generation method, and data generation program |
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Yi zhou 외. DR-GAN: Conditional Generative Adversarial Network for Fine-Grained Lesion Synthesis on Diabetic Retinopathy Images. https://arxiv.org/abs/1912.04670v1. 2019년 12월 10일.* * |
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