KR20230158349A - Signal processing device of optical coherence tomography system - Google Patents

Signal processing device of optical coherence tomography system Download PDF

Info

Publication number
KR20230158349A
KR20230158349A KR1020220058000A KR20220058000A KR20230158349A KR 20230158349 A KR20230158349 A KR 20230158349A KR 1020220058000 A KR1020220058000 A KR 1020220058000A KR 20220058000 A KR20220058000 A KR 20220058000A KR 20230158349 A KR20230158349 A KR 20230158349A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pooling
output
fft processing
convolution
optical coherence
Prior art date
Application number
KR1020220058000A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102695036B1 (en
Inventor
기안도
Original Assignee
주식회사 퓨쳐디자인시스템
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 퓨쳐디자인시스템 filed Critical 주식회사 퓨쳐디자인시스템
Priority to KR1020220058000A priority Critical patent/KR102695036B1/en
Publication of KR20230158349A publication Critical patent/KR20230158349A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102695036B1 publication Critical patent/KR102695036B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062Arrangements for scanning
    • A61B5/0066Optical coherence imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7253Details of waveform analysis characterised by using transforms
    • A61B5/7257Details of waveform analysis characterised by using transforms using Fourier transforms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7264Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 딥러닝 추론을 통합한 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치에 관한 것으로, 아날로그 형태의 광간섭 위상차 전기신호를 스트림 형태의 디지털 데이터로 변환 출력하는 컨버터와, 상기 컨버터의 디지털 출력을 일정 갯수 단위로 모아 고속이산 푸리에 변환하여 출력하는 FFT처리부와, 일정 시간마다 상기 FFT 처리부에서 출력되는 FFT 처리결과를 행(row) 단위의 FFT 처리결과로 구분 저장하고, 구분 저장된 m*n(m과 n은 행과 열) 크기의 FFT처리결과에 커널 정보를 곱하여 누적하는 방식으로 합성곱 연산하여 만들어지는 일정 크기의 합성곱 연산 출력에 대해 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 출력하는 딥 러닝 처리부를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a signal processing device for an optical coherence tomography system that integrates deep learning inference, and includes a converter that converts and outputs an analog optical coherence phase difference electrical signal into digital data in the form of a stream, and a digital output of the converter at a constant level. An FFT processing unit that collects numbers in units, performs high-speed discrete Fourier transformation and outputs them, and stores the FFT processing results output from the FFT processing unit at regular intervals as row-level FFT processing results, and separately stores m*n (m and Max pooling or average pooling is performed on the convolution operation output of a certain size, which is created by convolution operation by multiplying and accumulating the FFT processing result of size (n is row and column) by kernel information. It is characterized by including a deep learning processing unit that does.

Figure P1020220058000
Figure P1020220058000

Description

광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치{Signal processing device of optical coherence tomography system}Signal processing device of optical coherence tomography system}

본 발명은 광간섭 단층 촬영 시스템에 관한 것으로, 특히 딥러닝 추론을 통합한 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical coherence tomography system, and particularly to a signal processing device for an optical coherence tomography system incorporating deep learning inference.

광간섭 단층 촬영(optical coherence tomography:OCT) 시스템은 자연광에 가까운 저 코히어런스(low coherence)광을 생체와 같은 다중 산란 물질에 조사하고 물질로부터 반사되는 광을 검출하여 생체에 대한 단층 영상을 얻는 시스템으로써, MRI나 CT보다 구조가 간단하고 초음파 영상 촬영기 보다 높은 해상도를 제공할 수 있다는 장점 때문에 지속적으로 연구/개발되고 있으며, 특히 의료분야는 물론 광투과 물질의 결함 검출 등에 널리 사용되고 있다.The optical coherence tomography (OCT) system irradiates low coherence light, close to natural light, to multiple scattering materials such as living organisms and detects the light reflected from the materials to obtain tomographic images of living organisms. As a system, it is continuously being researched and developed due to its advantages of having a simpler structure than MRI or CT and being able to provide higher resolution than an ultrasound imager. It is especially widely used in the medical field as well as for detecting defects in light-transmitting materials.

영상신호를 처리하여 단층 영상을 복원하고, 복원된 영상을 추가 처리하여 필요한 정보를 추출하는 일반적인 광간섭 단층 촬영 시스템의 구성도가 도 1에 도시되어 있다.The configuration of a general optical coherence tomography system that processes image signals to restore tomographic images and further processes the restored images to extract necessary information is shown in Figure 1.

도 1에 도시되어 있듯이 일반적인 광간섭 단층 촬영 시스템은 광학 시스템(10)과 검출계(20)를 통해 출력되는 광간섭 위상차 전기신호를 ADC(Analog-to-Digital Converter)(30)를 통해 디지털 정보화한 후, 고속이산 푸리에 변환(Fast Fourier Transformation:이하 FFT라 함)(40)하여 이미지 정보를 만든다. 이러한 이미지 정보는 버퍼 메모리(50)에 일시 저장되고 DMAC(Direct Memory Access Controller)(60)와 시스템 버스를 통해 컴퓨터(70)로 전달되어 표시 가능한 단층 영상 이미지로 처리되어 표시된다.As shown in Figure 1, a typical optical coherence tomography system converts the optical coherence phase difference electrical signal output through the optical system 10 and the detection system 20 into digital information through an ADC (Analog-to-Digital Converter) 30. After that, image information is created through Fast Fourier Transformation (hereinafter referred to as FFT) (40). This image information is temporarily stored in the buffer memory 50 and transmitted to the computer 70 through the Direct Memory Access Controller (DMAC) 60 and the system bus, where it is processed and displayed as a displayable tomographic image.

경우에 따라서는 컴퓨터(70)에서 단층 영상을 이미지 처리하여 특이점을 찾는 등 추가적인 정보를 추출(혹은 검출)하여 유용한 응용에 활용하기도 한다. 구체적인 예로서 이물질 검출, 흠집 검출, 균열 등을 찾아 제품의 불량을 검출하는 것이 가능하다. 경우에 따라서는 이미지 처리의 결과를 고도화하기 위해 도 1에 도시한 바와 같이 컴퓨터(70)에 인공지능 추론 프로그램을 설치하여 적용하는 것이 가능하지만, 이러한 경우 획득된 단층 영상 이미지 데이터의 양이 많기 때문에 컴퓨터(70)에 고성능 프로세서가 필요하며 더 나아가 범용의 그래픽 제어기(GP-GPU)를 사용해야 하는 어려움이 있다.In some cases, the computer 70 processes the tomography image to extract (or detect) additional information, such as finding outliers, and uses it for useful applications. As a specific example, it is possible to detect defects in a product by detecting foreign substances, detecting scratches, and finding cracks. In some cases, it is possible to install and apply an artificial intelligence inference program to the computer 70 as shown in FIG. 1 to enhance the results of image processing, but in this case, because the amount of tomography image data obtained is large, The computer 70 requires a high-performance processor, and furthermore, there is the difficulty of using a general-purpose graphics controller (GP-GPU).

대한민국 공개특허공보 제10-2021-0016861호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0016861

이에 본 발명은 상술한 단점을 해결하기 위해 창안된 발명으로써, 본 발명의 주요 목적은 광간섭 단층 촬영 시스템을 구성하는 컴퓨터의 계산부담을 줄이고 하드웨어적으로 데이터 처리 속도를 개선할 수 있는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention is an invention created to solve the above-mentioned shortcomings, and the main purpose of the present invention is to reduce the computational burden on the computer constituting the optical coherence tomography system and improve the data processing speed in hardware. The purpose is to provide a signal processing device for a shooting system.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치는,A signal processing device for an optical coherence tomography system according to an embodiment of the present invention to achieve the above-described object,

아날로그 형태의 광간섭 위상차 전기신호를 스트림 형태의 디지털 데이터로 변환 출력하는 컨버터(ADC)와,A converter (ADC) that converts and outputs an analog optical interference phase difference electrical signal into stream-type digital data,

상기 컨버터의 디지털 출력을 일정 갯수 단위로 모아 고속이산 푸리에 변환하여 출력하는 FFT처리부와,An FFT processing unit that collects the digital output of the converter in a certain number of units, performs high-speed discrete Fourier transformation, and outputs the digital output,

일정 시간마다 상기 FFT 처리부에서 출력되는 FFT 처리결과를 행(row) 단위의 FFT 처리결과로 구분 저장하고, 구분 저장된 m*n(m과 n은 행과 열) 크기의 FFT처리결과에 커널 정보를 곱하여 누적하는 방식으로 합성곱 연산하여 만들어지는 일정 크기의 합성곱 연산 출력에 대해 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 출력하는 딥 러닝 처리부;를 포함함을 특징으로 한다.The FFT processing results output from the FFT processing unit at certain times are stored separately as FFT processing results in row units, and kernel information is added to the separately stored FFT processing results of size m*n (m and n are rows and columns). It is characterized by including a deep learning processor that performs Max pooling or average pooling on the convolution operation output of a certain size, which is created by convolution operation in a multiplication and accumulation manner.

더 나아가 상술한 구성을 포함하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치에 있어서 상기 딥 러닝 처리부는 Furthermore, in the signal processing device of the optical coherence tomography system including the above-described configuration, the deep learning processing unit

일정 시간마다 상기 FFT 처리부에서 출력되는 FFT 처리결과를 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 합성곱용 라인버퍼부와,A line buffer unit for convolution that stores FFT processing results output from the FFT processing unit at regular intervals in different line buffers;

상기 서로 다른 라인 버퍼 각각에 저장되는 행(row) 단위의 FFT 처리결과에 커널 정보를 곱하여 누적하는 방식으로 합성곱 연산 출력하는 컨볼루션 처리부와,A convolution processing unit that outputs a convolution operation by multiplying and accumulating row-level FFT processing results stored in each of the different line buffers by kernel information;

상기 합성곱 연산 출력을 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 풀링용 라인버퍼부와,A line buffer unit for pooling that stores the output of the convolution operation in different line buffers,

상기 풀링용 라인버퍼부를 구성하는 라인 버퍼들 각각에 저장되는 행 단위의 합성곱 연산 출력결과를 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 다이렉트 메모리 액세스 컨트롤러로 출력하는 풀링 처리부를 포함함을 또 다른 특징으로 한다.A pooling processing unit that processes the row-level convolution operation output results stored in each of the line buffers constituting the pooling line buffer unit through max pooling or average pooling and outputs the results to a direct memory access controller. is another feature.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치는 아날로그 형태의 광간섭 위상차 전기신호를 스트림 형태의 디지털 데이터로 변환 출력하는 컨버터와,A signal processing device for an optical coherence tomography system according to another embodiment of the present invention includes a converter that converts and outputs an analog optical coherence phase difference electrical signal into digital data in the form of a stream;

상기 컨버터의 디지털 출력을 일정 갯수 단위로 모아 고속이산 푸리에 변환하여 출력하는 FFT처리부와,An FFT processing unit that collects the digital output of the converter in a certain number of units, performs high-speed discrete Fourier transformation, and outputs the digital output,

일정 시간마다 상기 FFT 처리부에서 출력되는 FFT 처리결과를 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 합성곱용 라인버퍼부와,A line buffer unit for convolution that stores FFT processing results output from the FFT processing unit at regular intervals in different line buffers;

상기 서로 다른 라인 버퍼 각각에 저장되는 행(row) 단위의 FFT 처리결과에 커널 정보를 곱하여 누적하는 방식으로 합성곱 연산 출력하는 컨볼루션 처리부와,A convolution processing unit that outputs a convolution operation by multiplying and accumulating row-level FFT processing results stored in each of the different line buffers by kernel information;

상기 합성곱 연산 출력을 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 풀링용 라인버퍼부와,A line buffer unit for pooling that stores the output of the convolution operation in different line buffers,

상기 풀링용 라인버퍼부를 구성하는 라인 버퍼들 각각에 저장되는 행 단위의 합성곱 연산 출력결과를 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 다이렉트 메모리 액세스 컨트롤러로 출력하는 풀링 처리부를 포함함을 특징으로 한다.A pooling processing unit that processes the row-level convolution operation output results stored in each of the line buffers constituting the pooling line buffer unit through max pooling or average pooling and outputs the results to a direct memory access controller. It is characterized by .

이러한 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치에 있어서 상기 합성곱용 라인버퍼부는,In the signal processing device of this optical coherence tomography system, the line buffer unit for convolution,

상기 FFT 처리결과를 행 단위로 저장하기 위한 다수의 라인 버퍼들과;a plurality of line buffers for storing the FFT processing results in row units;

상기 일정 시간마다 상기 FFT 처리부의 출력단을 상기 다수의 라인 버퍼들 중 하나와 라운드 로빈 방식으로 연결시켜 주는 멀티플렉서;를 포함함을 특징으로 하며,Characterized in that it includes a multiplexer that connects the output terminal of the FFT processing unit with one of the plurality of line buffers in a round-robin manner at regular intervals,

상기 풀링용 라인버퍼부는 상기 합성곱 연산 출력을 행 단위로 저장하기 위한 다수의 풀링용 라인 버퍼들과;The pooling line buffer unit includes a plurality of pooling line buffers for storing the convolution operation output in row units;

일정 시간마다 상기 컨볼루션 처리부의 출력단을 다수의 상기 풀링용 라인 버퍼들 중 하나와 라운드 로빈 방식으로 연결시켜 주는 멀티플렉서;를 포함함을 또 다른 특징으로 한다.Another feature includes a multiplexer that connects the output terminal of the convolution processor with one of the plurality of line buffers for pooling in a round-robin manner at regular intervals.

상술한 기술적 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 광간섭 단층 촬영 시스템을 구성하는 광학 시스템과 검출계를 통해 출력되는 광간섭 위상차 전기신호가 순차적으로 디지털 정보화 및 FFT 처리된 후, 그 결과(이미지 정보)가 딥러닝 추론되는 합성곱 신경망을 통해 처리된 후 컴퓨터 시스템으로 전달되도록 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치를 설계함으로써, 대상체의 결함 등을 검출하기 위해 인공지능 추론 프로그램을 설치하여 운영하였던 종전의 컴퓨터 시스템에 비해 컴퓨터의 계산 부담을 줄이고 데이터 처리속도의 향상을 기할 수 있는 이점이 있으며, 저 사양의 컴퓨터 시스템으로도 대상체의 결함 등을 검출할 수 있는 기능을 지원할 수 있는 이점이 있다.According to the above-described means of solving the technical problem, the present invention sequentially converts the optical coherence phase difference electrical signal output through the optical system and detection system constituting the optical coherence tomography system into digital information and FFT processing, and produces the result (image information ) is processed through a deep learning inferred convolutional neural network and then transmitted to the computer system. By designing the signal processing device of the optical coherence tomography system, an artificial intelligence inference program was installed and operated to detect defects in the object, etc. Compared to computer systems, it has the advantage of reducing the computational burden on computers and improving data processing speed, and has the advantage of supporting the function of detecting defects in objects even with low-specification computer systems.

도 1은 일반적인 광간섭 단층 촬영 시스템의 구성 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 시스템 신호처리장치의 블럭 구성 예시도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 시스템 신호처리장치의 블럭 구성 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 합성곱을 위한 컨볼루션 처리부(133)의 주변 구성 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풀링 처리부(137)의 주변 구성 예시도.
도 6은 광간섭 단층 촬영 시스템에서 FFT 처리결과가 출력되는 형태를 설명하기 위한 도면.
도 7a와 도 7b는 합성곱의 일 예를 설명하기 위한 도면.
도 8과 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 합성곱 과정을 부연 설명하기 위한 라인버퍼 예시도.
도 10은 활성함수 적용된 딥러닝 처리부(130)의 상세 구성 예시도.
1 is an exemplary configuration diagram of a general optical coherence tomography system.
Figure 2 is an exemplary block configuration diagram of a signal processing device for an optical coherence tomography system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary block configuration diagram of a signal processing device for an optical coherence tomography system according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is an example of the surrounding configuration of the convolution processing unit 133 for convolution according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exemplary peripheral configuration diagram of the pooling processing unit 137 according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram for explaining the form in which FFT processing results are output in an optical coherence tomography system.
7A and 7B are diagrams for explaining an example of convolution.
Figures 8 and 9 are example diagrams of line buffers to further explain the convolution process according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a detailed configuration example of the deep learning processing unit 130 to which the activation function is applied.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시한 것으로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The detailed description of the invention described below refers to the accompanying drawings, which show as illustrations specific embodiments in which the invention may be practiced in order to make clear the objectives, technical solutions and advantages of the invention. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention.

또한 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. 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. 더욱이 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 또한, 각각의 개시된 실시예 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.Also, throughout the detailed description and claims of the present invention, the word 'comprise' and its variations are not intended to exclude other technical features, attachments, components or steps. Other objects, advantages and features of the invention will appear to those skilled in the art, partly from this description and partly from practice of the invention. The examples and drawings below are provided by way of example and are not intended to limit the invention. Moreover, the present invention encompasses all possible combinations of the embodiments shown herein. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from one another but are not necessarily mutually exclusive. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description that follows is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the invention is limited only by the appended claims, together with all equivalents to what those claims assert, if properly described.

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 공지 구성 또는 기능, 예를 들면 광간섭 단층 촬영 시스템(OCT)을 구성하는 광학계에 대한 구성 및 구조는 이미 널리 알려진 것이므로 그에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.In this specification, unless otherwise indicated or clearly contradictory to the context, items referred to in the singular include plural unless the context otherwise requires. In addition, in describing the present invention, known configurations or functions, for example, the configuration and structure of the optical system constituting an optical coherence tomography system (OCT) are already widely known, so detailed descriptions thereof will be omitted.

우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치 블럭 구성도를 예시한 것이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 시스템의 또 다른 신호처리장치의 블럭 구성도를 예시한 것이다. 더 나아가 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 합성곱을 위한 컨볼루션 처리부(133)의 주변 구성도를, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풀링 처리부(137)의 주변 구성도를 각각 예시한 것이다.First, Figure 2 illustrates a block configuration diagram of a signal processing device of an optical coherence tomography system according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a block diagram of another signal processing device of an optical coherence tomography system according to an embodiment of the present invention. This is an example of a block configuration diagram. Furthermore, Figure 4 illustrates the peripheral configuration of the convolution processor 133 for convolution according to an embodiment of the present invention, and Figure 5 illustrates the peripheral configuration diagram of the pooling processor 137 according to an embodiment of the present invention. will be.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 시스템은 도 1에서 설명한 광학 시스템(10)과 검출계(20)를 통해 출력되는 아날로그 형태의 광간섭 위상차 전기신호를 스트림(stream) 형태의 디지털 데이터로 변환 출력하는 컨버터(ADC, 110)와,As shown in FIG. 2, the optical coherence tomography system according to an embodiment of the present invention streams an analog optical coherence phase difference electrical signal output through the optical system 10 and the detection system 20 described in FIG. A converter (ADC, 110) that converts and outputs digital data in the form of a stream,

상기 컨버터(110)의 디지털 출력을 일정 갯수(예를 들면 1024개) 단위로 모아 고속이산 푸리에 변환하여 출력하는 FFT처리부(120)와,An FFT processing unit 120 that collects the digital output of the converter 110 in units of a certain number (for example, 1024) and outputs the high-speed discrete Fourier transform;

일정 시간(예를 들면 FFT를 수행하는 시간)마다 상기 FFT 처리부(120)에서 출력되는 FFT 처리결과를 행(row) 단위의 FFT 처리결과로 내부 라인 버퍼 메모리에 구분 저장하고, 구분 저장된 m*n(m과 n은 행과 열로서 자연수) 크기의 FFT 처리결과에 커널(필터) 정보를 곱하여 누적하는 방식으로 합성곱(convolution) 연산하여 만들어지는 일정 크기의 합성곱 연산 출력에 대해 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 DMAC(140)으로 출력하는 딥 러닝 처리부(130)를 포함한다.The FFT processing results output from the FFT processing unit 120 at certain times (e.g., the FFT performance time) are separately stored in the internal line buffer memory as row-level FFT processing results, and m*n are separately stored. (m and n are natural numbers as rows and columns) Max pooling (Max) is performed on the convolution operation output of a certain size, which is created by convolution operation by multiplying and accumulating the FFT processing result of the size by the kernel (filter) information. It includes a deep learning processing unit 130 that performs pooling or average pooling processing and outputs it to DMAC 140.

특히, 상기 딥 러닝 처리부(130)는 일정 시간마다 FFT 처리부(120)에서 출력되는 FFT 처리결과를 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 합성곱용 라인버퍼부(131)와,In particular, the deep learning processing unit 130 includes a convolution line buffer unit 131 that stores the FFT processing results output from the FFT processing unit 120 at regular intervals in different line buffers;

상기 서로 다른 라인 버퍼 각각에 저장되는 행(row) 단위의 FFT 처리결과에 커널 정보를 곱하여 누적하는 방식으로 합성곱 연산 출력하는 컨볼루션 처리부(133)와,A convolution processor 133 that outputs a convolution operation by multiplying and accumulating row-level FFT processing results stored in each of the different line buffers by kernel information;

상기 합성곱 연산 출력을 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 풀링(pooling)용 라인버퍼부(135)와,A line buffer unit 135 for pooling that stores the convolution operation output in different line buffers,

상기 풀링용 라인버퍼부(135)를 구성하는 라인 버퍼들 각각에 저장되는 행 단위의 합성곱 연산 출력결과를 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 다이렉트 메모리 액세스 컨트롤러(DMAC,140)로 출력하는 풀링 처리부(137)를 포함한다.Max pooling or average pooling is performed on the row-level convolution operation output results stored in each of the line buffers constituting the pooling line buffer unit 135, and a direct memory access controller (DMAC, 140) ) and a pooling processing unit 137 that outputs the output.

딥 러닝 처리부(130)를 구성하는 합성곱용 라인버퍼부(131)는 도 4에 도시한 바와 같이 FFT 처리결과를 행 단위로 저장하기 위한 다수의 라인 버퍼들(131b,131c,131d)과,As shown in FIG. 4, the line buffer unit for convolution 131, which constitutes the deep learning processing unit 130, includes a plurality of line buffers 131b, 131c, and 131d for storing FFT processing results in row units,

상기 일정 시간마다 상기 FFT 처리부(120)의 출력단을 상기 다수의 라인 버퍼들(131b,131c,131d) 중 하나와 라운드 로빈 방식으로 연결시켜 주는 멀티플렉서(MUX,131a)를 포함한다.It includes a multiplexer (MUX, 131a) that connects the output terminal of the FFT processing unit 120 with one of the plurality of line buffers 131b, 131c, and 131d in a round-robin manner at regular intervals.

한편, 딥 러닝 처리부(130)를 구성하는 풀링용 라인버퍼부(135)는 도 5에 도시한 바와 같이 합성곱 연산 출력을 행 단위로 저장하기 위한 다수의 풀링용 라인 버퍼들(137b, 137c,137d)과,Meanwhile, the line buffer unit for pooling 135, which constitutes the deep learning processing unit 130, includes a plurality of line buffers 137b, 137c for pooling to store the output of the convolution operation in row units, as shown in FIG. 5. 137d) and,

일정 시간마다 상기 컨볼루션 처리부(133)의 출력단을 다수의 상기 풀링용 라인 버퍼들(137b, 137c,137d) 중 하나와 라운드 로빈 방식으로 연결시켜 주는 멀티플렉서(MUX,137a)를 포함한다.It includes a multiplexer (MUX, 137a) that connects the output terminal of the convolution processor 133 with one of the plurality of line buffers 137b, 137c, and 137d for pooling in a round-robin manner at regular intervals.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치는 광간섭 위상차 전기신호를 처리함에 있어서 딥러닝 추론을 적용하기 위합 딥 러닝 처리부(130)를 통합한 신호처리장치인 것이다.As discussed above, the signal processing device of the optical coherence tomography system according to an embodiment of the present invention is a signal processing device that integrates a deep learning processing unit 130 to apply deep learning inference in processing optical coherence phase difference electrical signals. It is.

특히 합성곱 신경망(CNN:Convolution Neural Network)은 심층신경망(Deep Learning Neural Network)의 일종이며, 여러 계층을 사용하는 것이 일반적이므로, 도 3에 도시한 바와 같이 합성곱(컨볼루션)과 풀링 처리부로 구성된 딥 러닝 처리부(Deep Learning Processing)(130,230)를 하나 이상 직렬 연결한 멀티레이어 구조로 광간섭 촬영 시스템의 신호처리장치를 구성할 수도 있다. 특히 라인 버퍼를 통한 인터페이스를 사용함으로써 상호 연동이 가능하다.In particular, a convolution neural network (CNN) is a type of deep learning neural network, and since it is common to use multiple layers, it is used as a convolution and pooling processor as shown in Figure 3. The signal processing device of the optical coherence imaging system may be configured with a multi-layer structure in which one or more deep learning processing units (130, 230) are connected in series. In particular, interoperability is possible by using an interface through a line buffer.

이하 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치에 딥러닝 추론을 통합 적용하여 신호처리하는 동작을 부연 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of signal processing by integrating deep learning inference into the signal processing device of the optical coherence tomography system will be explained in detail.

도 6은 광간섭 단층 촬영 시스템에서 FFT 처리결과가 출력되는 형태를 설명하기 위한 도면이며, 도 7a와 도 7b는 합성곱의 일 예를 설명하기 위한 도면을, 도 8과 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 합성곱 과정을 부연 설명하기 위한 라인 버퍼를, 도 10은 활성함수 적용된 딥러닝 처리부(130)의 상세 구성도를 각각 예시한 것이다.Figure 6 is a diagram for explaining the form in which FFT processing results are output in an optical coherence tomography system, Figures 7A and 7B are diagrams for explaining an example of convolution, and Figures 8 and 9 are diagrams of the present invention. FIG. 10 illustrates a line buffer for further explaining the convolution process according to the embodiment, and FIG. 10 illustrates a detailed configuration diagram of the deep learning processing unit 130 to which the activation function is applied.

우선 본 발명의 실시예에 따른 광간섭 단층 촬영 시스템은 컴퓨터의 계산 부담을 줄이고 하드웨어적으로 데이터 처리속도를 개선하기 위해 심층신경망중 합성곱과 풀링을 기본으로 사용하는 합성곱 신경망(CNN)을 신호처리장치에 통합 구현한다.First, the optical coherence tomography system according to an embodiment of the present invention uses a convolutional neural network (CNN), which basically uses convolution and pooling among deep neural networks, to reduce the computational burden on the computer and improve hardware data processing speed. Integrated and implemented in the processing device.

도 6을 참조하면, 우선 광학 시스템(10)과 검출계(20)를 통해 출력되는 아날로그 형태의 광간섭 위상차 전기신호는 ADC(110)를 통해 스트림(stream) 형태의 디지털 데이터로 변환되어 FFT 처리부(120)로 출력된다. FFT 처리부(120)는 FFT를 위해 일정 갯수(예를 들면 1024 샘플)의 연속된 데이터를 모아서 처리한다. FFT 처리결과는 입력된 연속값의 개수와 동일하게 출력된다. 또한, FFT 출력은 도 6에 도시한 바와 같이 FFT를 수행하는 시간만큼의 간격(

Figure pat00001
로 표시)을 유지하게 된다.Referring to FIG. 6, first, the analog optical interference phase difference electrical signal output through the optical system 10 and the detection system 20 is converted into digital data in the form of a stream through the ADC 110 and transmitted to the FFT processing unit. It is output as (120). The FFT processing unit 120 collects and processes a certain number of consecutive data (for example, 1024 samples) for FFT. The FFT processing result is output equal to the number of continuous values input. In addition, the FFT output is an interval equal to the time for performing the FFT, as shown in FIG.
Figure pat00001
(marked with) is maintained.

합성곱 신경망(CNN)은 도 7a, 도 7b에서와 같이 입력데이터(통상 이미지 데이터로써 피쳐맵이라고 함)에 일정 크기만큼의 필터(또는커널)를 요소별로 곱하여 누적한다. 도 7a의 예시에서는 필터(커널)의 크기가 3x3인 것을 예시한 것이므로 입력 데이터를 3x3씩 합성곱을 수행하여 결과값을 만든다. 도 7a는 스트라이드(stride) 1을, 도 7b는 스트라이드 2의 예를 도시한 것이다.As shown in Figures 7a and 7b, a convolutional neural network (CNN) accumulates input data (usually image data, called a feature map) by multiplying it by a filter (or kernel) of a certain size for each element. In the example of Figure 7a, the size of the filter (kernel) is 3x3, so the input data is convolutioned 3x3 to create the result. Figure 7a shows an example of stride 1, and Figure 7b shows an example of stride 2.

참고적으로 합성곱에서 적용하는 패딩(padding)은 당연하게 적용되어야 하는 것이기에 그에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다. 또한 합성곱 이후 비선형 함수 또는 활성함수(Activation Function)을 수행하는 것 역시 일반적이기에 그에 대한 설명 역시 생략하기로 한다. ReLU(Rectified Linear Unit)와 같이 입력값이 0 보다 작으면 모두 0으로 처리하고 그 이상의 값은 그대로 출력하는 것은 도 10에서와 같이 비교적 단순하게 적용 가능하다.For reference, since the padding applied in convolution must be applied as a matter of course, detailed explanation about it will be omitted. In addition, since it is also common to perform a non-linear function or activation function after convolution, the description thereof will also be omitted. Like ReLU (Rectified Linear Unit), if the input value is less than 0, all values are treated as 0 and all values higher than that are output as is, which can be applied relatively simply, as shown in FIG. 10.

한편, 도 7a와 도 7b의 예에서 입력데이터는 도 6에서의 FFT 결과값(FFT 처리결과)에 해당하며, 입력데이터의 한 행(row)은 FFT를 수행한 결과에 해당한다고 할 수 있다. 따라서 FFT 수행한 결과가 여러 개 준비되어야 합성곱을 적용할 수 있으므로 도 4에 도시한 컨볼루션 처리부(133)의 앞단에 라인버퍼(131b, 131c, 131d,..)들과 MUX(131a)를 적용하여 신호처리장치를 구성한다.Meanwhile, in the examples of FIGS. 7A and 7B, the input data corresponds to the FFT result value (FFT processing result) in FIG. 6, and one row of the input data corresponds to the result of performing the FFT. Therefore, since multiple FFT results must be prepared to apply convolution, the line buffers 131b, 131c, 131d,... and the MUX 131a are applied at the front of the convolution processing unit 133 shown in FIG. 4. This constitutes a signal processing device.

도 8은 서로 다른 시점(T0, T1, T2,..)에 FFT 처리부(120)에서 출력되는 FFT 처리결과가 서로 다른 라인 버퍼1,2,3,4에 저장되는 것을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 서로 다른 시점에 출력되는 FFT 처리결과 3개가 MUX(131a)를 통해 순차적으로 라인 버퍼 1,2,3에 저장되면 이들 3개 라인에 대한 합성곱을 수행(커널 3x3을 가정한 경우임)할 수 있다. 앞서 언급하였듯이 FFT 출력은 FFT를 수행하는 시간만큼의 간격(

Figure pat00002
)을 유지하므로, 이 시간 동안 합성곱을 수행한 후 출력되는 새로운 FFT 처리결과(T3 시점)는 도 8의 위 그림에서와 같이 라인 버퍼4에 저장된다. 이러한 경우 도 8의 아래 그림에서와 같이 라인 버퍼의 번호를 변경함으로써 새로운 3x3 합성곱을 적용할 수 있다. 즉, 라인 버퍼를 라운드 로빈(round robin) 방식으로 관리하여 합성곱에 바로 적용할 수 있도록 한다. 스트라이드는 라인 버퍼에서 데이터를 읽을 때 주소를 1 이상 증가하는 방식으로 적용 가능하고, 패딩의 경우는 값이 없거나 정해진 값을 라인 버퍼에 미리 채우는 방식으로 적용 가능하다.Figure 8 is a diagram to explain that FFT processing results output from the FFT processing unit 120 at different times (T0, T1, T2,...) are stored in different line buffers 1, 2, 3, and 4. In other words, if three FFT processing results output at different times are sequentially stored in line buffers 1, 2, and 3 through the MUX 131a, convolution is performed on these three lines (assuming a kernel 3x3). You can. As mentioned earlier, the FFT output is an interval equal to the time for performing the FFT (
Figure pat00002
) is maintained, so the new FFT processing result (at time T3) output after performing convolution during this time is stored in line buffer 4 as shown in the upper figure of FIG. 8. In this case, a new 3x3 convolution can be applied by changing the number of the line buffer as shown below in FIG. 8. In other words, the line buffer is managed in a round robin manner so that it can be directly applied to convolution. Stride can be applied by increasing the address by 1 or more when reading data from the line buffer, and padding can be applied by filling the line buffer with no value or a set value in advance.

컨볼루션 처리부(133)에서 수행되는 합성곱은 라인 버퍼 정보와 커널(필터)정보를 곱하여 누적(MAC:Multiplication and Accumulation)되는 것이므로 도 9와 같이 처리할 수 있다.The convolution performed in the convolution processing unit 133 is multiplication and accumulation (MAC) of line buffer information and kernel (filter) information, so it can be processed as shown in FIG. 9.

한편, 합성곱 신경망(CNN)을 구성하는 대표적인 기능인 풀링(Pooling)에 대해 부연 설명하면, 도 5에 도시한 바와 같이 합성곱 결과는 MUX(137a)를 통해 서로 다른 라인 버퍼들(137b,137c,137d)에 저장된다. 풀링 처리부(137)는 라인 버퍼들(137b,137c,137d)에 저장된 일정 크기의 합성곱 연산 출력에 대해 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 출력한다. 이러한 경우에도 다수의 라인 버퍼들(137b,137c,137d)을 라운드 로빈 방식으로 관리하여 풀링에 필요한 정보를 출력하도록 구성할 수 있다. 풀링은 커널 크기 정보만 필요하므로 값을 별도 저장할 필요는 없다. 참고적으로 합성곱 신경망(CNN)의 합성곱 결과는 활성함수를 출력에 인가하는 것이 일반적이다. 이에 도 10에 ReLU(Retified Linear Unit)를 적용한 예를 함께 도시하였다.Meanwhile, if we explain in detail about pooling, which is a representative function constituting a convolutional neural network (CNN), as shown in FIG. 5, the convolution result is transmitted to different line buffers 137b, 137c through the MUX 137a. 137d). The pooling processing unit 137 processes the convolution operation output of a certain size stored in the line buffers 137b, 137c, and 137d through max pooling or average pooling and outputs the output. Even in this case, the multiple line buffers 137b, 137c, and 137d can be managed in a round-robin manner and configured to output information required for pooling. Pooling requires only kernel size information, so there is no need to store the value separately. For reference, the convolution result of a convolutional neural network (CNN) typically applies an activation function to the output. Accordingly, an example of applying ReLU (Retified Linear Unit) is shown in Figure 10.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 광학 시스템(10)과 검출계(20)를 통해 출력되는 광간섭 위상차 전기신호가 순차적으로 디지털 정보화 및 FFT 처리된 후, 그 결과(이미지 정보)가 딥러닝 추론되는 합성곱 신경망을 통해 처리된 후 컴퓨터 시스템으로 전달되도록 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치를 설계함으로써, 대상체의 결함 등을 검출하기 위해 인공지능 추론 프로그램을 설치하여 운영하였던 종전의 컴퓨터 시스템에 비해 컴퓨터의 계산 부담을 줄이고 데이터 처리속도의 향상을 기할 수 있는 이점이 있으며, 저 사양의 컴퓨터 시스템으로도 대상체의 결함 등을 검출할 수 있는 기능을 지원할 수 있는 이점이 있다.As described above, in the present invention, the optical interference phase difference electrical signal output through the optical system 10 and the detection system 20 is sequentially converted into digital information and FFT processed, and the result (image information) is used for deep learning inference. By designing the signal processing device of the optical coherence tomography system to be processed through a convolutional neural network and then transmitted to the computer system, the computer system compared to the previous computer system that installed and operated an artificial intelligence inference program to detect defects in the object, etc. There is an advantage in reducing the computational burden and improving data processing speed, and in supporting the function of detecting defects in an object even with a low-specification computer system.

이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative examples, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined only by the appended claims.

Claims (8)

아날로그 형태의 광간섭 위상차 전기신호를 스트림 형태의 디지털 데이터로 변환 출력하는 컨버터와;
상기 컨버터의 디지털 출력을 일정 갯수 단위로 모아 고속이산 푸리에 변환하여 출력하는 FFT처리부와;
일정 시간마다 상기 FFT 처리부에서 출력되는 FFT 처리결과를 행(row) 단위의 FFT 처리결과로 구분 저장하고, 구분 저장된 m*n(m과 n은 행과 열) 크기의 FFT처리결과에 커널 정보를 곱하여 누적하는 방식으로 합성곱 연산하여 만들어지는 일정 크기의 합성곱 연산 출력에 대해 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 출력하는 딥 러닝 처리부;를 포함함을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치.
a converter that converts and outputs an analog optical interference phase difference electrical signal into stream-type digital data;
an FFT processing unit that collects the digital output of the converter in a certain number of units and performs high-speed discrete Fourier transformation on the digital output;
The FFT processing results output from the FFT processing unit at certain times are stored separately as FFT processing results in row units, and kernel information is added to the separately stored FFT processing results of size m*n (m and n are rows and columns). An optical coherence tomography comprising a deep learning processing unit that performs Max pooling or average pooling on the convolution operation output of a certain size, which is created by convolution operation by multiplying and accumulating. Signal processing device of a shooting system.
청구항 1에 있어서, 상기 딥 러닝 처리부는 하나 이상 직렬 연결되어 멀티레이어 구조를 가짐을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치.The signal processing device of an optical coherence tomography system according to claim 1, wherein one or more deep learning processing units are connected in series to have a multi-layer structure. 청구항 1에 있어서, 상기 딥 러닝 처리부는,
일정 시간마다 상기 FFT 처리부에서 출력되는 FFT 처리결과를 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 합성곱용 라인버퍼부와;
상기 서로 다른 라인 버퍼 각각에 저장되는 행(row) 단위의 FFT 처리결과에 커널 정보를 곱하여 누적하는 방식으로 합성곱 연산 출력하는 컨볼루션 처리부와;
상기 합성곱 연산 출력을 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 풀링용 라인버퍼부와;
상기 풀링용 라인버퍼부를 구성하는 라인 버퍼들 각각에 저장되는 행 단위의 합성곱 연산 출력결과를 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 다이렉트 메모리 액세스 컨트롤러로 출력하는 풀링 처리부;를 포함함을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치.
The method of claim 1, wherein the deep learning processing unit,
a line buffer unit for convolution that stores FFT processing results output from the FFT processing unit at regular intervals in different line buffers;
a convolution processor that outputs a convolution operation by multiplying and accumulating row-level FFT processing results stored in each of the different line buffers by kernel information;
a line buffer unit for pooling that stores the output of the convolution operation in different line buffers;
A pooling processing unit that processes the row-level convolution operation output results stored in each of the line buffers constituting the pooling line buffer unit through max pooling or average pooling and outputs the results to a direct memory access controller. A signal processing device for an optical coherence tomography system, characterized in that:
청구항 3에 있어서, 상기 합성곱용 라인버퍼부는,
상기 FFT 처리결과를 행 단위로 저장하기 위한 다수의 라인 버퍼들과;
상기 일정 시간마다 상기 FFT 처리부의 출력단을 상기 다수의 라인 버퍼들 중 하나와 라운드 로빈 방식으로 연결시켜 주는 멀티플렉서;를 포함함을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치.
The method of claim 3, wherein the line buffer unit for convolution,
a plurality of line buffers for storing the FFT processing results in row units;
A signal processing device for an optical coherence tomography system, comprising: a multiplexer connecting the output terminal of the FFT processing unit to one of the plurality of line buffers in a round-robin manner at regular intervals.
청구항 3에 있어서, 상기 풀링용 라인버퍼부는,
상기 합성곱 연산 출력을 행 단위로 저장하기 위한 다수의 풀링용 라인 버퍼들과;
일정 시간마다 상기 컨볼루션 처리부의 출력단을 다수의 상기 풀링용 라인 버퍼들 중 하나와 라운드 로빈 방식으로 연결시켜 주는 멀티플렉서;를 포함함을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치.
The method according to claim 3, wherein the line buffer unit for pooling,
a plurality of line buffers for pooling to store the convolution operation output in row units;
A signal processing device for an optical coherence tomography system comprising a multiplexer that connects the output terminal of the convolution processor to one of the plurality of line buffers for pooling in a round-robin manner at regular intervals.
아날로그 형태의 광간섭 위상차 전기신호를 스트림 형태의 디지털 데이터로 변환 출력하는 컨버터와, 상기 컨버터의 디지털 출력을 일정 갯수 단위로 모아 고속이산 푸리에 변환하여 출력하는 FFT처리부를 포함하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치에 있어서,
일정 시간마다 상기 FFT 처리부에서 출력되는 FFT 처리결과를 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 합성곱용 라인버퍼부와;
상기 서로 다른 라인 버퍼 각각에 저장되는 행(row) 단위의 FFT 처리결과에 커널 정보를 곱하여 누적하는 방식으로 합성곱 연산 출력하는 컨볼루션 처리부와;
상기 합성곱 연산 출력을 서로 다른 라인 버퍼에 저장하는 풀링용 라인버퍼부와;
상기 풀링용 라인버퍼부를 구성하는 라인 버퍼들 각각에 저장되는 행 단위의 합성곱 연산 출력결과를 맥스 풀링(Max pooling) 혹은 애버리지 풀링(Average) 처리하여 다이렉트 메모리 액세스 컨트롤러로 출력하는 풀링 처리부;를 포함함을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치.
An optical coherence tomography system including a converter that converts and outputs an analog-type optical coherence phase difference electrical signal into stream-type digital data, and an FFT processor that collects the digital output of the converter in a certain number of units and outputs the high-speed discrete Fourier transform. In a signal processing device,
a line buffer unit for convolution that stores FFT processing results output from the FFT processing unit at regular intervals in different line buffers;
a convolution processor that outputs a convolution operation by multiplying and accumulating row-level FFT processing results stored in each of the different line buffers by kernel information;
a line buffer unit for pooling that stores the output of the convolution operation in different line buffers;
A pooling processing unit that processes the row-level convolution operation output results stored in each of the line buffers constituting the pooling line buffer unit through max pooling or average pooling and outputs the results to a direct memory access controller. A signal processing device for an optical coherence tomography system, characterized in that:
청구항 6에 있어서, 상기 합성곱용 라인버퍼부는,
상기 FFT 처리결과를 행 단위로 저장하기 위한 다수의 라인 버퍼들과;
상기 일정 시간마다 상기 FFT 처리부의 출력단을 상기 다수의 라인 버퍼들 중 하나와 라운드 로빈 방식으로 연결시켜 주는 멀티플렉서;를 포함함을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치.
The method of claim 6, wherein the line buffer unit for convolution,
a plurality of line buffers for storing the FFT processing results in row units;
A signal processing device for an optical coherence tomography system, comprising: a multiplexer connecting the output terminal of the FFT processing unit to one of the plurality of line buffers in a round-robin manner at regular intervals.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서, 상기 풀링용 라인버퍼부는,
상기 합성곱 연산 출력을 행 단위로 저장하기 위한 다수의 풀링용 라인 버퍼들과;
일정 시간마다 상기 컨볼루션 처리부의 출력단을 다수의 상기 풀링용 라인 버퍼들 중 하나와 라운드 로빈 방식으로 연결시켜 주는 멀티플렉서;를 포함함을 특징으로 하는 광간섭 단층 촬영 시스템의 신호처리장치.
The method according to claim 6 or 7, wherein the line buffer unit for pooling,
a plurality of line buffers for pooling to store the convolution operation output in row units;
A signal processing device for an optical coherence tomography system comprising a multiplexer that connects the output terminal of the convolution processor to one of the plurality of line buffers for pooling in a round-robin manner at regular intervals.
KR1020220058000A 2022-05-11 2022-05-11 Signal processing device of optical coherence tomography system KR102695036B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220058000A KR102695036B1 (en) 2022-05-11 2022-05-11 Signal processing device of optical coherence tomography system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220058000A KR102695036B1 (en) 2022-05-11 2022-05-11 Signal processing device of optical coherence tomography system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230158349A true KR20230158349A (en) 2023-11-20
KR102695036B1 KR102695036B1 (en) 2024-08-14

Family

ID=88974135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220058000A KR102695036B1 (en) 2022-05-11 2022-05-11 Signal processing device of optical coherence tomography system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102695036B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190128292A (en) * 2018-05-08 2019-11-18 서울대학교산학협력단 Method and System for Early Diagnosis of Glaucoma and Displaying suspicious Area
KR20210016861A (en) 2019-08-05 2021-02-17 재단법인 아산사회복지재단 High-risk diagnosis system based on Optical Coherence Tomography and the diagnostic method thereof
KR102228018B1 (en) * 2020-11-30 2021-03-16 주식회사 퓨쳐디자인시스템 Frame synchronization signal insertion device and method of tomography system
KR20220019278A (en) * 2019-06-12 2022-02-16 카네기 멜론 유니버시티 Deep Learning Models for Image Processing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190128292A (en) * 2018-05-08 2019-11-18 서울대학교산학협력단 Method and System for Early Diagnosis of Glaucoma and Displaying suspicious Area
KR20220019278A (en) * 2019-06-12 2022-02-16 카네기 멜론 유니버시티 Deep Learning Models for Image Processing
KR20210016861A (en) 2019-08-05 2021-02-17 재단법인 아산사회복지재단 High-risk diagnosis system based on Optical Coherence Tomography and the diagnostic method thereof
KR102228018B1 (en) * 2020-11-30 2021-03-16 주식회사 퓨쳐디자인시스템 Frame synchronization signal insertion device and method of tomography system

Also Published As

Publication number Publication date
KR102695036B1 (en) 2024-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109544534B (en) Focal image detection device, method and computer-readable storage medium
CN106991665B (en) Parallel computing method based on CUDA image fusion
CN113870293B (en) Image processing method, image processing device, electronic equipment and storage medium
US11798150B2 (en) Super-resolution reconstruction preprocessing method and super-resolution reconstruction method for contrast-enhanced ultrasound images
CN110082135A (en) Equipment fault recognition methods, device and terminal device
US7308124B2 (en) Correction of boundary artefacts in image data processing
US10121233B2 (en) 2D discrete fourier transform with simultaneous edge artifact removal for real-time applications
EP2804144A1 (en) Method and device for processing input image data
Mahmood et al. 2D discrete Fourier transform with simultaneous edge artifact removal for real-time applications
CN110827283B (en) Head and neck blood vessel segmentation method and device based on convolutional neural network
KR20230158349A (en) Signal processing device of optical coherence tomography system
CN109416743B (en) Three-dimensional convolution device for identifying human actions
US20140232893A1 (en) Image sensor and operating method thereof
Al-Faris et al. MRI breast skin-line segmentation and removal using integration method of level set active contour and morphological thinning algorithms
KR101412369B1 (en) Method and apparatus for decting object in image
Mery et al. A fast non-iterative algorithm for the removal of blur caused by uniform linear motion in X-ray images
CN108198128B (en) Method and device for alpha channel boundary corrosion
CN114443873A (en) Data processing method, device, server and storage medium
Cavinato et al. Software implementation and hardware acceleration of retinal vessel segmentation for diabetic retinopathy screening tests
CN110880182A (en) Image segmentation model training method, image segmentation device and electronic equipment
Chen et al. Accelerating ring artifact correction for flat-detector CT using the CUDA framework
CN112001893A (en) Blood vessel parameter calculation method, device, equipment and storage medium
Tuyet et al. Edge detection in Low-quality medical images based on augmented lagrangian method and B-spline
CN117495951B (en) Intracranial aneurysm positioning method, device, computer equipment and storage medium
CN117456562B (en) Attitude estimation method and device

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right