KR920002249B1 - 영상표시 장치 및 그 방법 - Google Patents

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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

내용 없음.

Description

영상표시 장치 및 그 방법
제1도는 본 발명을 실행하기에 적합한 그래픽 시스템의 블럭 다이어그램.
제2도는 다수의 픽셀을 갖는 표시의 다이어그램.
제3도는 영상 표시 파일의 히스토그램의 일예를 도시한 도면.
제4도는 본 발명의 방법의 한 실시예를 설명하는 블럭 다이어그램.
제5도는 본 발명에 따르는 블럭 회로 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 데이타 포착장치 12 : 처리기
13 : 동작자 인터페이스 14 : 비데오 표시기
15 : 필름화 장치
본 발명은 일반적으로 영상 표시에 관한 것으로, 특히 부적절한 배경 정보를 제거하며 영상의 통계적 정보에 따라 영상 명도 및 대조(contrast)를 조정하기 위한 장치에 관한 것이다.
컴퓨터 그래픽 성능의 개선에 따라 영상의 비데오 표시 및 하드 카피 표시의 다양한 응용이 증대되어 왔다. 상호 동작 그래픽 시스템에 있어서, 처리기는 작동자로부터의 명령에 따라 표시 파일을 발생한다. 일반적인 장치에 있어서, 다수의 픽셀로 구성되는 표시 영상은 행(columm)과 열(row)로 배열된다. 표시 파일은 각 픽셀에 대한 크기로 구성된다. 영상을 표시하는데 있어서, 작동자는 영상 명도 및 대조와 같은 어떤 영상 파라미터를 특정화할 수 있다.
그러한 파라미터의 조정은 여러가지 응용예에 있어서 영상에서 데이타의 특정한 양태를 가장 잘 볼 수 있는 결정적인 요인으로 될 수 있다. 예를 들어, X-선, 방사능 의료기, 컴퓨터 단층 사진 촬영 장치(CT) 및 핵자기 공명 장치(NMR)과 같은 의학 진단 영상장치에 있어서, 최적 명도 및 대조는 영상 실험의 목적 또는 특정 파라미터에 따라, 또한 작동자의 선호도에 따라 변한다.
작동자가 택한 일련의 영상에서 각 영상을 조정하는 것은 일반적으로 불편하고 시간이 많이 드는 것이다.(일반적으로 음극선관상에서)영상 실험을 하는 동안, 작동자에 대해 영상을 제공하는 것에 부가하여, 때때로 필름 또는 다른 영구적 기록체에 영상을 전송시킬 필요가 있다. 그러나, 작동자가 필요한 정보를 가장 잘 볼 수 있게 하기 위하여, 실험을 하는 동안 새로운 개개의 영상을 조정하거나 필름화 작업을 하는 것이 필요하다면 비효율적이다.
그래픽 표시 장치상에 최적 영상을 나타내는데 있어서, 또 다른 문제점은 관심 영역과 관련하여 영상내의 배경의 의미에 관한 것이다. 예를 들어, 배경이 존재하는 경우, 관심 영역과 접촉하는 영상에 잡음을 초래할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 개선된 영상 표시를 갖는 그래픽 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 일련의 영상에 걸쳐 일정한 영상 표시를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 관심 영역의 표시에 대한 영상 배경의 충격을 감소시켜는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 의학 진단 영상 장치에서 작동자 효율을 증가시키는데 있다.
이러한 목적들은 프리셋 영상 환산 계수를 사용하여 영상 데이타로부터 영상을 표시하기 위한 장치에서 달성되는데, 상기 장치는 표시 수단, 데이타수단, 셋팅수단, 계산수단 및 환산수단을 포함한다. 표시수단은 영상을 표시하며, 데이타수단은 영상 데이타를 공급하고, 셋팅수단은 표시수단과 데이타수단에 결합되어, 작동자로 하여금 임의적 특성을 갖는 최초 표시된 영상의 선택된 영상 특성을 변경시킬 수 있게 한다. 계산 수단은 상기 셋팅 수단에 응답하여, 선택된 특성을 갖는 변경된 영상을 발생하기 위하여 최초 표시된 영상에 대응하는 영상 데이타의 두 통계적 특질에 인가하기 위한 환산계수를 찾는다. 환산수단은 계산수단 및 데이타 수단에 결합되어, 환산계수에 의해 추후에 표시된 영상에 대응하는 영상 데이타의 통계적 특질을 환산한다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 각 영상에 대한 다수의 픽셀값을 포함하는 영상 데이타로부터 구성된 표시 영상의 명도 및 대조를 조성하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 (1) 임의적 초기 명도 및 대조를 갖는 영상 데이타 부분에 대응하는 최초의 영상을 표시하는 단계와, (2) 동작자 선호영상을 제공하기 위하여 최초 표시된 영상의 모양을 조정하는 단계와, (3) 원하는 영상의 평균 명도와 최초의 영상에 대응하는 픽셀값의 평균 명도간의 차로부터 유도된 명도 환산계수를 계산하는 단계와, (4) 원하는 영상내의 평균 명도로부터의 표준 편차와, 최초의 영상에 대응하는 픽셀값의 평균 명도로부터 표준 편차의 비로부터 유도된 대로 환산계수를 계산하는 단계와, (5) 명도 환산계수와 대조 환산계수에 따라 추후에 표시된 영상의 명도와 대조를 변화시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 신규한 특징은 첨부한 청구범위에 기술되어 있으며, 본 발명의 구성, 동작방법, 목적 및 장점등의 첨부도면과 연관된 하기의 상세한 설명을 참고하면 잘 이해될 수 있을 것이다.
제1도는 데이타 포착 장치(11)와 처리기(12)를 포함하는 그래픽 시스템(10)을 도시한 것이다. 동작자 인터페이스(13)는 동작자가 시스템(10)의 동작을 제어할 수 있도록 프로세서(12)에 결합된다. 프로세서(12)의 출력은 비데오 표시기(14)와 필름화 장치(15)에 결합된다. 의학 진단 응용에 있어서, 데이타 포착장치(11)는 공지된 NMR장치 또는 CT스캐너를 포함할 수도 있다. 상기 시스템은 영상을 형성하도록 처리될 수 있는 대물체에 대한 정보를 제공한다.
비데오 표시기(14)는 처리기(12)로부터의 출력 신호에 대응하는 영상을 표시하기 위하여 음극선관(CRT) 및 관련 전자 부품을 포함하는 것이 적절하다. 필름화 장치(15)는 비데오 표시기(14)에 의해 투사된 영상을 기록하도록 구성될 수 있거나, 처리기(12)의 출력(예를 들어, 레이저 카메라)으로부터 직접 하드카피 영상을 발생하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 비데오 표시기(14)와 필름화 장치(15)에 의해 표시된 영상은 제2도에 도시된 바와 같이, 다수의 행과 열을 갖는 매트릭스(20)로 배열된 다수의 픽셀(21)을 포함한다. 상기(11)로부터의 데이타 포착 작용에 응답하여, 처리기(12)는 영상내의 각 픽셀이 관련된 크기를 갖도록 영상 실험에 대응하는 영상 데이타를 발생한다. 예를 들어, NMR영상에 있어서, 각각의 크기는 핵의 특정 이완 특성에 따라 가증되는 특정 체적내의 핵 스핀 밀도를 나타낼 수도 있다. CT에서, 각각의 크기는 몸체 특정 부분의 X선 감쇄를 나타낼 수도 있다.
필름화 장치(15)의 비데오 표시기(14)의 픽셀은 각각의 픽셀이 이들 픽셀 크기의 정비례하는 값을 갖는 영상을 발생시킬 수 있다. 그러나, 실험을 행하는 동작자가 영상내의 관심있는 구조를 가장 잘 볼수 있도록 표시된 영상의 특성을 조정할 수 있을때 더 양호한 결과가 얻어진다. 일반적으로 의학 진단 시스템은 회색-스케일(즉, 흑 및 백)영상을 사용하므로, 이러한 응용예에서 관심 부분에 대한 조정 가능한 특성은 명도(즉,레벨) 및 대조(즉, 윈도우 또는 레벨로부터의 최대 편차)등이다.
영상내의 특징을 가장 잘 볼수 있는 영상을 제공함에 있어서 관심영역을 에워싸는 배경 정보의 임팩트도 고려해야할 사항이다. 예를 들어, 영상의 전체 가시 영역(FOV)이 영상내의 예상내의 관심 영역보다 클때, 배경을 대응하는 픽셀 데이타는 관심 영역내의 대조를 감소시키거나 영상을 왜곡시킬 수 있는 잡음의 영향을 받을 수 있다.
한 실시예에서, 본 발명은 동작자 선호도에 따르는 명도 및 대조의 자동세팅을 이루며, 영상 배경의 영향을 감소시키고 있다. 동작에 있어서, 양호한 실시예는 영상픽셀 히스토그램을 이용하며, 그 한 예가 제3도에 도시되어 있다. 제3도의 히스토그램은 각각의 가능한 값의 픽셀 크기(빈으로써 언급됨)을 갖는 특정 영상에 대한 영상 데이타내의 전체 픽셀수를 그랙픽적으로 나타낸다. 그러므로, 각 픽셀 크기에 대하여, 그 크기를 갖는 다수의 픽셀이 있을 수 있다. 히스토그램은 또한 수적으로 표시될 수 있다. 영상 픽셀 히스토그램의 이용은 동작자 선호도에 접근하는 자동적 명도 및 대조를 용이하게 하며, 이하 기술되는 바와 같이 바람직하지 않은 배경 정보를 제거시킨다.
본 발명에 따르면, 영상 명도 및 대조의 결정은 영상 데이타의 통계적 분석에 기초한다. 픽셀 통계를 이용함으로서, 동작자는 한 영상에 대한 명도 및 대조에 관한 선호도를 특정하고 그 선호도에 근접하도록 자동적으로 조정된 명도 및 대조를 가진 후속 영상을 가질 수 있는 것이다.
양호한 동작 방법이 이제 제4도를 참조로 하여 기술될 것이다. 단계(30)에서, 영상의 어떤 부분에 배경으로써 고려될 수 있는지(그러므로 무시되는지)를 결정한다. 배경의 존재는 영상의 전체 가시영역에 관련한 관심 영역의 크기에 의존한다.
본 발명에 있어서, 배경 픽셀은 관심 영역보다 더 어둡다(즉, 더 작은 크기를 갖는)고 가정하자, 그러므로, 영상이 배경을 포함한다면, 결정된 크기 이하의 픽셀 크기에 대응하는 영상 데이타는 히스트그램 및 영상으로부터 삭제된다.
가시영역 및 관심영역의 관련 크기는 동작자 입력으로부터 직접 결정될 수 있거나, 그래픽 시스템에 유용한 다른 정보로부터 결정될 수 있다. 예를 들어, NMR영상에 있어서, 바다의 상이한 부분을 영상화시키는데 있어서 다양한 라디오 주파수(RF)코일(예를 들어, 전체 바디 코일, 헤드 코일 또는 말단 코일)을 사용하는 것은 공지되어 있다. 각 코일은 공지된 전체 영상 체적을 갖는다. 비교를 위하여, 동작자는 그의 소망 가시영역(즉, 크기)를 입력시킨다. 한 예시적인 NMR시스템에 있어서, 배경제거는 (1) 가시영역이 32cm의 전체바디 코일과 같거나 그 이상일때, (2) 20cm의 헤드 코일과 같거나 그 이상일때, (3) 12cm의 말단 코일과 같거나 그 이상일때 행해지는데, 가시 영역이 클수록 배경을 포함하기가 쉽다.
픽셀 제거는 제1피크에 이온 히스트그램내의 제1밸리에 대한 히스토그램내의 최저 빈으로부터 행해진다. 즉, 빈이 L로 주어지면 Lx-1＜Lx＞Lx+1이도록 최저 빈 x를 결정하면, 여기에서 Lr+1은 매 빈당 픽셀의 수이다. 상기 피크는 제3도의 예에서 빈 25에 대응한다.
다음, Ly-2＞Ly-1＞Ly＜Ly+1이도록 피크에 뒤따르는 최소 빈 y를 결정한다. 그러므로, 양호한 실시예에 있어서, Ly는 밸리를 찾는데 있어서 두연속적 빈에 대해 감소하여야 한다. 빈 y이하의 모든 픽셀은 히스토그램으로부터 제거된다.
단계(31)(제4도)에서, 중간값과 표준 일탈이 표시되는 최소 영상의 히스토그램에서 계산된다. 단계(32)에서, 최초 영상은 임의적인 초기 명도 및 대조로 표시된다. 영상 명도(즉, 레벨)는 픽셀 중간값에 직접 비례하며, 표시된 영상 표준 일탈(즉, 대조 또는 윈도우)은 계산된 표준 일탈에 정비례한다.
단계(33)에서, 동작자는 그의 선호도에 따라 영상을 조정한다. 이것은 동작자 인터페이스(13)(제1도)를 통하여 행하는 것이 적절하다. 동작자 명령에 응답하여 표시된 표준 일탈과 계산된 표준 일탈 사이의 비례상수와, 표시된 명도와 픽셀 중간값간의 비례상수(즉, 환산계수)를 변경시키므로써, 영상은 조정된다.
동작자가 일단 양호한 영상을 결정하면, 단계(34)에서 환산계수가 계산된다. 윈도우 스케일링 계수를 α라 하고, 레벨 오프셋 계수를 β라 하자, 또한 단계(31)에서의 표준 일탈을 σ이라 하자. 그때 상기 계수들은 α=Wo/δ및β=(Lo-La)/δ
로 규정되며, 여기에서 Wo 및 Lo는 작동자의 양호한 영상의 윈도우 및 레벨이며, La는 단계(31)으로부터의 중간값이다. 대안으로써, β는 Lo-La로써 정의될 수 있다.
단계(35)에서, 그래픽 시스템에 의해 표시되거나, 기록된 연속적인 영상은 단계(30)를 참조하여 상술된 것과 동일한 방법으로 배경 가능성에 대해 먼저, 검사된다. 그 결과의 히스토그램은 후속의 영상을 나타내는데 사용된다. 후속 영상에 대한 영상 데이타는 α 및 β에 따라 스쿠되어, 명도 Ld및 윈도우 Wd를 갖는 영상을 나타내며, Wd=αδ' 및 Ld=La'+β(δ')
가 되는데, 여기에서 δ'는 후속 영상의 히스토그램의 픽셀 표준 일탈이며, La'는 히스토그램 중간값이고, β(δ')는 (Lo-La')/δ'와 같다. 대안으로써, Ld는 La'+β로 규정될 수 있다.
상술한 방법은 일반적 그래픽 시스템내의 소프트웨어에 의해 실행되기 적합하게 되어 있다. 제5도는 하드웨어 실시의 실제 회로도, 또는 소프트웨어 실시의 블럭 또는 모듈로 될 수 있는 한 실시예를 도시한 것이다. 데이타 블럭(40)은 픽셀크기, 영상 히스토그램, 관심 영역의 크기 및 코일 형태와 같은 영상 데이타(NMR에 대한)를 수신한다. 배경 제거 블럭(41)은 적절하게 배경 픽셀 데이타를 삭제시킨다. 블럭(41)에 의해 변경되는 히스토그램은 히스토그램 블럭(43)내에 기억된다.
환산 블럭(42)은 영상 데이타를 수신하며, 표시용 환산된 출력을 제공한다. 환산 블럭(42)은 선택된 임의명도 및 대조의 최초의 영상을 표시하도록 초기화될 수 있다.
계산 블럭(44)과 세팅 블럭(45)의 최초 영상을 조정하도록 동작자에게 허용하며, 후속 영상이 동작자의 선호도와 근접하게 한다. 그러므로, 세팅 블럭(45)은 환산 블럭(42)에 의해 발생된 영상을 조정하도록 동작자로부터의 명령을 수신한다. 일단 양호한 영상이 얻어지면, 계산블럭(44)은 후속 영상을 처리하는데 있어서 환산 블럭(42)에 제공되어질 환산 계수를 유도해낸다.
본 발명의 양호한 실시예만이 본원에 기술되었다하더라도, 이러한 실시예는 한 예로써 제공된 것이며, 다양한 변경 및 대체 실시예가 본 발명의 정신 및 범주를 벗어남이 없이도 본 발명에 숙련된 자에 의해 행해질 수 있다.

Claims (11)

  1. 프리셋 영상 환산계수를 사용하여 영상 데이타로부터 영상을 표시하기 위한 장치로서, 영상을 표시하기 위한 표시 수단(14)과, 상기 영상 데이타를 공급하기 위한 데이타 수단(12)과, 상기 표시 수단과 상기 데이타 수단에 결합되어, 동작자가 임의 특성을 갖는 최초 표시된 영상의 선택된 영상 특성을 변경시킬 수 있도록 하는 셋팅수단(45)과, 상기 셋팅수단에 응답하여 상기 선택된 특성을 갖는 변경된 영상을 발생시키기 위하여 최초 표시된 영상에 대응하는 영상 데이타의 통계적 특질에 인가하기 위한 상기 환산계수를 구하는 계산수단(44)과, 상기 계산수단과 상기 데이타 수단에 결합되어, 추후에 표시된 영상에 대응하는 영상데이타의 상기 통계적 특질을 상기 환산 계수에 의해 환산하기 위한 환산 수단(42)을 구비하는 영상 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계산수단과 상기 환산수단에 결합되어 각각의 영상에 대응하는 영상 데이타의 히스토그램을 기억하기 위한 히스토그램 수단(43)을 더 구비하며, 상기 통계적 특질은 상기 히스토그램으로 부터 유도되는 영상 표시장치.
  3. 두 환산 계수를 사용하는 청구범위 제1항의 장치에 있어서, 상기 선택된 표시 특성은 명도 및 대조이며, 상기 계산 수단은 상기 선택된 특성을 갖는 상기 변경된 영상의 평균 명도와 상기 최초 표시된 영상에 대응하는 상기 영상 데이타의 평균 명도간의 차에 비례하는 명도 환산 계수를 구하며, 상기 계산수단은 상기 최초 표시된 영상에 대응하는 상기 영상 데이타내의 픽셀의 평균 명도로부터의 표준 일탈과 상기 선택된 특성을 갖는 상기 영상내의 픽셀의 평균 명도와의 비에 비례하는 대조 환산계수를 구하는 영상 표시장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 히스토그램 수단에 결합되어, 영상을 표시하는데 있어서 상기 히스토그램에서 계산된 레벨 이하의 영상 데이타는 선택적으로 무시되어지도록 하는 배경 제거수단(41)을 더 포함되며, 상기 계산된 값은 상기 히스토그램에서 제1피크 바로 다음에 오는 제1밸리에 대응하는 영상 표시장치
  5. 영상 데이타로부터 의학 진단 영상을 표시하기 위한 장치로서, 영상을 표시하기 위한 표시수단과 : 상기 영상 데이타를 공급하기 위한 데이타수단을 표함하며, 상기 영상 데이타는 영상 히스토그램과 상기 영상의 가시 영역을 포함하고 : 상기 데이타 수단에 결합되어 상기 가시영역이 선정된 크기 이하이면 영상을 표시하는데 있어서 상기 히스토그램내의 계산된 레벨 이하의 영상 데이타가 무시되어지게 하는 배경 제거수단을 포함하며, 상기 계산된 값은 상기 히스토그램내의 제1피크 바로 뒤에 제1밸리에 애응하는 것인 의학 진단 영상 표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 영상 데이타는 NMR측정으로부터의 결과를 포함하며, 상기 영상 데이타는 상기 NMR측정을 유도하는데 사용되는 코일의 형태의 표시를 포함하며, 가시 영역의 선정된 크기는 표시된 RF코일에 영향을 받게 되어 있는 의학 진단 영상 표시장치.
  7. 각각의 영상에 대하여 다수의 픽셀값을 포함하는 영상 데이타로부터 구성된 영상의 명도 및 대조를 조정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법이, 임의 초기 명도 및 대조를 갖는 상기 영상 데이타의 적어도 일부에 대응하는 최초의 영상을 표시하는 단계와, 동작자 선호도 영상을 제공하도록 상기 최초 표시된 영상의 형태를 조정하는 단계와, 상기 선호 영상의 평균 명도와 상기 최초 영상에 대응하는 픽셀값의 평균 명도 사이의 차로부터 유도된 명도 환산계수를 계산하는 단계와, 상기 최초 영상에 대응하는 상기 픽셀값의 평균명도로부터의 표준 일탈과 상기 신호 영상에서의 평균 명도의 비율로부터 유도된 대조 환산 계수를 계산하는 단계와, 상기 명도 환산 계수와 상기 대조 환산 계수에 따라 추후에 표시되는 영상의 평균 명도 및 표준 일탈을 변경시키는 단계를 포함하는 명도 및 대조 조정 방법.
  8. 제7항에 있어서, 각각의 영상에 대응하는 상기 영상 데이타의 히스토그램을 제공하는 단계로 더 포함하며, 상기 히스토그램은 각각의 가능한 픽셀값을 갖는 영상의 픽셀수를 나타내는 명도 및 대조 조정방법.
  9. 제8항에 있어서, 각 영상의 배경 부분을 나타내는 레벨 이하의 픽셀값에 대응하는 상기 히스토그램 데이타를 삭제시키는 단계를 더 포함하는 명도 및 대조 조정방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 레벨은 픽셀값 x를 갖는 히스토그램내의 픽셀의 수 Lx가 관계식 Lx-1＜Lx＞Lx+1을 만족하도록 최저 픽셀값 x을 구하는 단계와, 상기 히스토그램에서 x로부터 증가하는 동안 픽셀값 y르 갖는 히스토그램내의 픽셀수 Ly가 관계식 Ly-2＞Ly-1＞Ly＜Ly+1을 만족하도록 제1픽셀값 y을 구하는 단계를 포함하는 방법에 의해 구해지며, 상기 레벨은 y와 같은 명도 및 대조 조정방법.
  11. 각 영상에 대응하는 영상 데이타로부터 구성된 의학 진단 영상을 표시하기 위한 방법으로서, 상기 영상데이타는 NMR측정으로 구해지며 상기 측정에 사용된 RF코일의 형태 표시를 포함하며 상기 영상 데이타는 또한 각 영상에 대응하는 가시 영역의 크기 표시 및 히스토그램을 포함하며, 상기 방법이, 상기 가시영역의 크기가 상기 표시된 RF코일의 영향을 받는 선정된 크기 이하인지를 결정하는 단계와, 상기 가시 영역이 상기 선정된 크기 이하인 경우, 각 영상의 배경 부분을 나타내는 픽셀에 대응하는 데이타를 상기 히스토그램으로부터 삭제시키는 단계를 포함하는 의학 진단 영상 표시방법.
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