WO2024147671A1 - 이중감도 x선 검출기의 영상 합성 장치 및 방법 - Google Patents

이중감도 x선 검출기의 영상 합성 장치 및 방법 Download PDF

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    • G06T2207/20221—Image fusion; Image merging

Definitions

  • the present invention relates to an image synthesis apparatus and method for a dual sensitivity X-ray detector.
  • X-ray computed tomography (hereinafter referred to as 'CT') has been widely used in various clinical fields such as disease screening and diagnosis of patients, interventional imaging for treatment, and prognosis evaluation. As use in hospitals increases, not only dose reduction but also displaying accurate clinical information has become the most important factor people seek.
  • Existing CT devices are used simply by reducing the number of X-ray images obtained during a CT scan or by lowering the tube current in order to reduce the dose applied to the patient.
  • a commonly used image restoration algorithm (FDK, Feldkamp, Davis, and Kress) is used to create 3D images, but in the case of the low-dose technique specified above, image defects may occur in 3D images, so images are restored through an iterative algorithm.
  • a method is being used to restore the image or to refine the image once again through a convolutional neural network.
  • Methods for improving the quality of images by reducing the amount of radiation exposure to the patient are continuously being proposed through various methods, such as changing the image restoration algorithm specified above or using convolutional neural networks, but the signal obtained through the X-ray detector If the intensity of the image is so weak that the noise in the image is large or the signal intensity is so large that the intensity of the signal that the Accordingly, a methodology that combines hardware and software methods is needed.
  • the present invention was developed to solve the above problem.
  • a CT image can be created through an iterative image restoration algorithm, but it has the disadvantage of taking a long calculation time.
  • the purpose is to solve
  • the image processing methodology that reduces image noise using convolutional neural networks, which has been actively studied recently, is a good enough approach, but in situations where the signal to the X-ray detector is too weak or the signal from the The purpose is to provide better performance.
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector is a dual sensitivity X-ray detection unit consisting of a low-sensitivity and an image generator for determining whether a low-sensitivity image and a high-sensitivity image are from an X-ray image acquired through the dual-sensitivity a mask generator that generates a mask using, reverses the mask to generate an inversion mask, generates a low-sensitivity image calculated by multiplying the low-sensitivity image and the inversion mask, and generates a low-sensitivity image calculated by multiplying the high-sensitivity image and the mask.
  • the imaging method of the dual-sensitivity X-ray detector of the image synthesis device of the dual-sensitivity determining, generating a low-sensitivity image and a high-sensitivity image, generating a mask using the high-sensitivity image, and generating a low-sensitivity image calculated by multiplying the low-sensitivity image and the mask; Inverting the mask to generate an inversion mask, multiplying the high-sensitivity image and the inversion mask to generate a calculated high-sensitivity image, and combining the calculated low-sensitivity image and the calculated high-sensitivity image to generate a composite image. It includes steps to:
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an image synthesis device for a dual sensitivity X-ray detector according to an embodiment of the present invention.
  • the image processing unit 40 may invert the mask M to generate an inversion mask I.
  • the image synthesis unit 50 may generate a composite image by combining the calculated low-sensitivity image and the calculated high-sensitivity image.
  • the image synthesis device of the dual-sensitivity Determine whether it is lower or higher than % (310).
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector fixes the area within the object to be 1 based on the extracted outer portion (430).
  • the outer portion (for example, a baseline or reference point) may be set inward or outward by a certain distance based on the outer portion of the photographing object depending on the user.
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector applies a mask smoothing filter to generate the final mask (440).
  • the mask smoothing filter uses Gaussian filters, average filters, ordinal-statistical filters, and through this process, the final mask can be created by smoothing the mask value between 1 and 0.
  • Figures 5, 6, and 7 are flowcharts for explaining an image synthesis method of a dual sensitivity X-ray detector according to another embodiment of the present invention.
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector generates a low-sensitivity image (A) (501) and a high-sensitivity image (B) according to the judgment result (502).
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector generates a mask (M) using the high sensitivity image (B) generated by the image generator 20 (503).
  • the image synthesis device of the dual-sensitivity Determine whether it is lower or higher than % (610).
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector applies a mask smoothing filter to generate the final mask (640).
  • the image synthesis device of the dual-sensitivity The image synthesis device of the dual-sensitivity .
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector fixes the area other than the object to be 1 based on the extracted outer portion (720).
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector fixes the area within the object to be 0 based on the extracted outer portion (730).
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector applies a mask smoothing filter to generate the final mask (740).
  • the image synthesis device of the dual sensitivity X-ray detector may reverse the mask M to generate the inversion mask I (506).
  • the described embodiments may be configured by selectively combining all or part of each embodiment so that various modifications can be made.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 저감도 영상을 획득하는 저감도 X선 검출 픽셀부와 고감도 영상을 획득하는 고감도 X선 검출 픽셀부로 구성되는 이중 감도 X선 검출부와, 상기 이중 감도 X선 검출부를 통해 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단하고, 저감도 영상 및 고감도 영상을 생성하는 영상 생성부와, 상기 영상 생성부에서 생성된 고감도 영상을 이용하여 마스크를 생성하는 마스크 생성부와, 상기 마스크를 역전시켜 역전 마스크를 생성하고, 상기 저감도 영상 및 상기 역전 마스크를 서로 곱하여 계산된 저감도 영상을 생성하고, 상기 고감도 영상 및 상기 마스크를 서로 곱하여 계산된 고감도 영상을 생성하는 영상 처리부와, 상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상을 서로 합쳐서 합성 영상을 생성하는 영상 합성부를 포함한다.

Description

이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치 및 방법
본 발명은 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치 및 방법에 관한 것이다.
X-선 컴퓨터 토모그래피(Computed Tomography, 이하'CT'라 함)는 환자들의 질병 스크리닝 및 진단, 치료를 위한 중재적 이미징, 예후 평가 등의 다양한 임상분야에서 널리 사용되어 왔다. 병원에서의 사용이 증가함에 따라, 선량 감소 뿐 아니라 정확한 임상 정보를 보여지는 것 또한 사람들이 추구하는 가장 중요한 요소로 되었다.
기존의 CT 장치는 환자에 가해지는 선량을 줄이기 위해 간단하게 CT 스캔할 때 획득하는 X선 영상의 촬영 장수를 줄이거나 관전류를 낮춰서 촬영하는 방법을 택하여 사용되고 있다. CT와 같이 3D 영상을 만들기 위해 흔히 사용되고 있는 영상 복원 알고리즘(FDK,　Feldkamp, Davis, and Kress)을 사용하고 있지만 상기 명시한 저선량 기법의 경우 3D 이미지에 영상결함이 발생될 수 있기 때문에 반복형 알고리즘을 통해 영상을 복원하거나 최근에는 합성곱 신경망을 통해 영상을 다시 한번 정제하는 방법을 사용되고 있다.
상기 명시한 영상 복원 알고리즘을 변화시키거나 합성곱 신경망을 활용한 방법 등 다양한 방법을 통해 환자에 가해지는 피폭량을 줄여진 영상의 품질을 향상시키는 방법이 지속적으로 제안되고 있으나, X선 검출기를 통해 얻어지는 신호의 세기가 너무 미약하여 영상의 잡음이 크거나 신호의 세기가 너무 커서 X선 검출기가 표현할 수 있는 신호의 세기가 벗어난 경우에는 소프트웨어 방식의 접근법만으로는 한계가 있다. 이에, 하드웨어와 소프트웨어 방식이 결합된 방법론이 필요로 한 상황이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 저선량 조건에서 촬영한 데이터를 활용하여 CT와 같이 3D 영상을 만들기 위해선 반복형 영상 복원 알고리즘을 통해 CT 영상을 만들어 낼 수 있지만 계산 시간이 오래 걸리는 단점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
또한, 최근 활발히 연구되고 있는 합성곱 신경망을 이용하여 영상의 잡음을 줄이는 영상 처리 방법론도 충분히 좋은 접근법이지만 X선 검출기에 신호가 너무 미약한 상황이나 X선 검출기의 신호가 포화된 상황에서는 합성곱 신경망 보다 나은 성능을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 저감도 영상을 획득하는 저감도 X선 검출 픽셀부와 고감도 영상을 획득하는 고감도 X선 검출 픽셀부로 구성되는 이중 감도 X선 검출부와, 상기 이중 감도 X선 검출부를 통해 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단하고, 저감도 영상 및 고감도 영상을 생성하는 영상 생성부와, 상기 영상 생성부에서 생성된 고감도 영상을 이용하여 마스크를 생성하는 마스크 생성부와, 상기 마스크를 역전시켜 역전 마스크를 생성하고, 상기 저감도 영상 및 상기 역전 마스크를 서로 곱하여 계산된 저감도 영상을 생성하고, 상기 고감도 영상 및 상기 마스크를 서로 곱하여 계산된 고감도 영상을 생성하는 영상 처리부와, 상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상을 서로 합쳐서 합성 영상을 생성하는 영상 합성부를 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 저감도 영상을 획득하는 저감도 X선 검출 픽셀부와 고감도 영상을 획득하는 고감도 X선 검출 픽셀부로 구성되는 이중 감도 X선 검출부와, 상기 이중 감도 X선 검출부를 통해 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단하고, 저감도 영상 및 고감도 영상을 생성하는 영상 생성부와, 상기 영상 생성부에서 생성된 고감도 영상을 이용하여 마스크를 생성하는 마스크 생성부와, 상기 저감도 영상 및 상기 마스크를 서로 곱하여 계산된 저감도 영상을 생성하고, 상기 마스크를 역전시켜 역전 마스크를 생성하고, 상기 고감도 영상 및 상기 역전 마스크를 서로 곱하여 계산된 고감도 영상을 생성하는 영상 처리부와, 상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상을 서로 합쳐서 합성 영상을 생성하는 영상 합성부를 포함한다.
영상 처리부는 상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상의 감도차이를 보정한다.
영상 처리부는 상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상의 감도 차이 만큼 상기 계산된 저감도 영상에 곱하여 감도를 보정한다.
영상 처리부는 상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상의 감도 차이 만큼 고감도 영상을 나눠서 감도를 보정한다.
영상 합성부는 상기 감도를 보정한 계산된 저감도 영상 및 계산된 고감도 영상을 서로 합성 영상을 생성한다.
마스크 생성부는 상기 고감도 영상에서 픽셀값이 상기 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은지 높은지를 판단하고, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은 영역은 1로 고정시키고, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 높은 영역은 0으로 고정시켜 상기 마스크를 생성한다.
마스크 생성부는 상기 고감도 영상에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하고, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 1으로 고정시키고, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 0으로 고정시켜 상기 마스크를 생성한다.
마스크 생성부는 상기 고감도 영상에서 픽셀값이 상기 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은지 높은지를 판단하고, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은 영역은 0으로 고정시키고, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 높은 영역은 1로 고정시켜 상기 마스크를 생성한다.
마스크 생성부는 상기 고감도 영상에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하고, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 0으로 고정시키고, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 1로 고정시켜 상기 마스크를 생성한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치의 이중감도 X선 검출기의 영상 방법은 이중 감도 X선 검출부를 통해 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단하고, 저감도 영상 및 고감도 영상을 생성하는 단계와, 상기 고감도 영상을 이용하여 마스크를 생성하는 단계와, 상기 저감도 영상 및 상기 마스크를 서로 곱하여 계산된 저감도 영상을 생성하는 단계와, 상기 마스크를 역전시켜 역전 마스크를 생성하는 단계와, 상기 고감도 영상 및 상기 역전 마스크를 서로 곱하여 계산된 고감도 영상을 생성하는 단계 및 상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상을 서로 합쳐서 합성 영상을 생성하는 단계를 포함한다.
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치의 이중감도 X선 검출기의 영상 방법은 상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상의 감도차이를 보정하는 단계를 더 포함한다.
마스크를 생성하는 단계는 상기 고감도 영상에서 픽셀값이 상기 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은지 높은지를 판단하는 단계와, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은 영역은 1로 고정시키는 단계 및, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 높은 영역은 0으로 고정시켜 상기 마스크를 생성하는 단계를 포함한다.
마스크를 생성하는 단계는 상기 고감도 영상에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하는 단계와, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 1로 고정시키는 단계 및 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 0으로 고정시키는 단계를 포함한다.
상기 마스크를 생성하는 단계는, 상기 고감도 영상에서 픽셀값이 상기 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은지 높은지를 판단하는 단계와, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은 영역은 0으로 고정시키는 단계; 및 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 높은 영역은 1로 고정시켜 상기 마스크를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 마스크를 생성하는 단계는 상기 고감도 영상에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하는 단계와, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 0으로 단계; 및 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 1로 고정시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 이중 감도 X선 검출기를 활용함으로써 한번의 X선 촬영으로 두 종류의 데이터를 동시에 얻을 수 있다.
또한, 촬영 대상체에 가해지는 선량을 줄여진 상황 속에서도 고감도 데이터를 활용하여 영상을 얻을 수 있기 때문에 추가적인 합성곱 신경망 기반 영상처리나 반복형 영상 복원 알고리즘을 사용하지 않아도 최적의 CT 영상을 획득할 수 있기 때문에 방사선 노출을 줄인 저선량 스캐닝을 달성할 수 있다.
또한, 촬영대상이 두꺼운 상황에서는 기존 X선 검출기를 통해 획득한 데이터로 영상 처리할 경우 영상 잡음 대비 촬영 대상의 정보가 적기 때문에 진단에 사용할 수 없지만 본 발명을 통하여 영상 잡음을 줄이면서 촬영 대상의 정보를 극대화 시킬 수 있다.
또한, 한번의 X선 촬영으로 두 종류의 X선 영상을 획득하여 각각의 영상 장점을 살린 하나의 영상을 만들어 낼 수 있기 때문에 X선 발생기의 관전류가 낮은 저선량 조건에서도 추가적인 영상 처리 없이 판독 가능한 최적의 CT영상을 만들어 낼 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치 를 설명하기 위한 도면이다.
도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5, 도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치 를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 이중 감도 X선 검출부(10), 영상 생성부(20), 마스크 생성부(30), 영상 처리부(40) 및 영상 합성부(50)를 포함한다.
이중 감도 X선 검출부(10)에 포함된 개별 픽셀들은 서로 행과 열을 이루며 전체적으로 사각형의 형태로 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 전체적으로 원형 등과 같이 다양한 형태로 배치될 수도 있다.
이중 감도 X선 검출부(10)는 피사체로부터 투과된 엑스선을 흡수하여 이를 그 선량에 따른 출력 신호로 변환할 수 있다.
이중 감도 X선 검출부(10)는 저감도 X선 검출 픽셀부(100) 및 고감도 X선 검출 픽셀부(101)를 포함할 수 있다.
저감도 X선 검출 픽셀부(100) 및 고감도 X선 검출 픽셀부(101)는 열을 따라 각각 연속적으로 배치되고 행을 따라서는 서로 교번하여 배치될 수 있다. 그러나, 이러한 배치는 일예에 불과한 것으로, 저감도 X선 검출 픽셀부(100) 및 고감도 X선 검출 픽셀부(101) 배열은 다양하게 변형될 수 있다.
예를 들면, 고감도 X선 검출 픽셀(101)은 X선이 검출기에 도달하였을 때의 세기를 저감도 X선 검출 픽셀부(100) 대비 최대 N배(예를 들면, 10배)까지 높게 신호를 증폭시킬 수 있다.
예를 들면, 고감도 X선 검출 픽셀(101)에서 획득된 고감도 영상은 저감도 영상에 비하여 X선 검출기 픽셀의 감도가 최대 N배(예를 들면, 10배) 더 높기 때문에, 검출기 포화(Saturation)가 쉽게 되는 것이 특징으로 할 수 있다.
예를 들면, 고감도 X선 검출 픽셀(101)에서 획득된 고감도 영상의 경우, 저감도 영상과 비교하였을 때 촬영 대상을 통과하였을 때 얻어지는 픽셀 값이 최대 N배(예를 들면, 10배) 높게 획득될 수 있다.
저감도 X선 검출 픽셀부(100) 및 고감도 X선 검출 픽셀부(101)는 동시에 X선 신호를 받아들일 수 있기 때문에, X선 영상을 획득하는데 있어 신호 지연이 없다.
영상 생성부(20)는 상기 이중 감도 X선 검출부(10)를 통해 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단하고, 저감도 영상(A) 및 고감도 영상(B)을 생성하고 저장할 수 있다. 예를 들면, 영상 생성부(20)는 이중 감도 X선 검출부(10)를 통해 획득된 X선 영상 중 저감도 X선 검출 픽셀부(100)에서 획득된 영상들을 저감도 영상(A)으로 생성하고, 고감도 X선 검출기 픽셀(101)에서 획득된 영상들을 고감도 영상(B)으로 생성할 수 있다.
마스크 생성부(30)는 영상 생성부(20)에서 생성된 고감도 영상(B)을 이용하여 마스크(M)를 생성한다. 마스크 생성 과정은 이하의 도 3 또는 도 5에서 상세하게 설명하겠다.
여기서, 고감도 영상(B)을 기반으로 마스크를 제작하는 이유는, 고감도 영상의 경우 촬영 대상체를 X선 조사한 영상에서 촬영 대상체의 외곽 부분이 X선 검출기의 포화값에 도달하지만, 촬영 대상체의 내부 정보는 저감도 영상 대비 영상 잡음도 작을 뿐만 아니라 촬영 대상체 영상값들의 동적 범위(Dynamic range)가 넓어 진단에 있어 용이한 장점이 있다.
영상 처리부(40)는 상기 마스크(M)를 역전시켜 역전 마스크(I)를 생성할 수 있다.
역전시키는 과정을 수학식으로 나타내면, "역전 마스크(I) = 1 - 마스크(M)"으로 표현될 수 있다.
영상 처리부(40)는 상기 저감도 영상(A) 및 역전 마스크(I)를 서로 곱하여, 계산된 저감도 영상(C)를 생성할 수 있다.
영상 처리부(40)는 상기 고감도 영상(B) 및 상기 마스크(M)를 서로 곱하여, 계산된 고감도 영상(D)을 생성할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 영상 처리부(40)는 상기 저감도 영상(A) 및 상기 마스크(M)를 서로 곱하여, 계산된 저감도 영상(C)를 생성할 수 있다.
영상 처리부(40)는 상기 마스크(M)를 역전시켜 역전 마스크(I)를 생성할 수 있다.
역전시키는 과정을 수학식으로 나타내면, "역전 마스크(I) = 1 - 마스크(M)"으로 표현될 수 있다.
영상 처리부(40)는 상기 고감도 영상(B) 및 역전 마스크(I)를 서로 곱하여, 계산된 고감도 영상(D)를 생성할 수 있다.
영상 처리부(40)는 계산된 저감도 영상(C) 및 계산된 고감도 영상(D)의 감도차이를 줄이거나 없애기 위해 감도를 보정('영상 값을 맞춤')할 수 있다.
예를 들면, 영상 처리부(40)는 계산된 저감도 영상(C) 및 계산된 고감도 영상(D)의 감도 차이 만큼 계산된 저감도 영상(C)에 곱하여 감도를 보정할 수 있다.
또 다른 예를 들면, 영상 처리부(40)는 계산된 저감도 영상(C) 및 계산된 고감도 영상(D)의 감도 차이 만큼 고감도 영상(D)을 나눠서 감도를 보정할 수 있다.
영상 합성부(50)는 계산된 저감도 영상 및 계산된 고감도 영상을 서로 합쳐서 합성 영상을 생성할 수 있다.
또는, 영상 합성부(50)는 상기 감도 보정과정을 거친 계산된 저감도 영상(C) 및 계산된 고감도 영상(D)을 서로 합쳐서 최종 합성 영상을 생성할 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 저감도 X선 검출 픽셀부(100) 및 고감도 X선 검출 픽셀부(101)에서 동시에 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단한다(200).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 판단 결과에 따라 저감도 영상(A)을 생성하고(201), 고감도 영상(B)을 생성한다(202)
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 영상 생성부(20)에서 생성된 고감도 영상(B)을 이용하여 마스크(M)를 생성한다(203).
도 1 및 도 3을 참조하면, 마스크(M)가 고감도 영상(D)을 기반으로 촬영 대상체의 내부를 1로 고정하고, 촬영 대상치의 외부를 0으로 고정되는 경우를 기준으로 설명한다.
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 고감도 영상(B)(300)에서 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부(10)의 포화값(예를 들면, 14비트 : 16,383, 16비트 : 65,535)의 80%보다 낮은지 높은지를 판단한다(310).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부(10)의 포화값 및 설정된 기준 80%를 곱한 값보다 높은 영역은 마스크에서 0로 고정시킨다(320).
반면에, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부(10)의 포화값 및 설정된 기준 80%를 곱한 값보다 낮은 영역은 1로 고정시킨다(330).
본 실시예에서는 포화값의 80%를 기준을 사용하는 경우를 기준으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과하고 수치는 상황에 따라 다양하게 변동될 수 있다.
상기 과정을 통해 생성된 마스크는 1과 0으로 고정되어 있기 때문에, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 마스크 스무딩 필터 적용시켜 최종 마스크를 생성한다(340). 예를 들면, 마스크 스무딩 필터는 가우시안 필터, 평균 필터, 순서-통계 필터 등을 사용하며, 이러한 과정을 통해 마스크의 값을 1과 0사이에서 부드럽게 만들어 최종적인 마스크를 만들 수 있다.
도 4를 참조하면, 마스크(M)가 고감도 영상(D)을 기반으로 촬영 대상체의 내부를 1로 고정하고, 촬영 대상치의 외부를 0으로 고정되는 경우를 기준으로 설명한다.
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 고감도 영상(B)(400)에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하고, 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체의 외곽 영역에 해당하는지 여부를 판단한다(410).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 0으로 고정한다(420).
반면에, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 1로 고정한다(430).
본 실시예서는 외곽부분을 기준으로 설명하였으나, 외곽부분(예를 들면, 기준선 또는 기준점)은 사용자 등에 따라 촬영 대상체의 외곽부분을 기준으로 일정 거리만큼 안쪽 또는 바깥쪽으로 설정할 수도 있다.
상기 과정을 통해 생성된 마스크는 1과 0으로 고정되어 있기 때문에, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 마스크 스무딩 필터 적용시켜 최종 마스크를 생성한다(440). 예를 들면, 마스크 스무딩 필터는 가우시안 필터, 평균 필터, 순서-통계 필터 등을 사용하며, 이러한 과정을 통해 마스크의 값을 1과 0사이에서 부드럽게 만들어 최종적인 마스크를 만들 수 있다.
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 마스크(M)를 역전시켜 역전 마스크(I)를 생성할 수 있다(204).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 저감도 영상(A) 및 역전 마스크(I)를 서로 곱하여(205), 계산된 저감도 영상(C)를 생성할 수 있다(206).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 고감도 영상(B) 및 마스크(M)를 서로 곱하여(207), 계산된 고감도 영상(D)을 생성할 수 있다(208).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 계산된 저감도 영상(C) 및 계산된 고감도 영상(D)의 감도차이를 줄이거나 없애기 위해 감도를 보정('영상 값을 맞춤')한다(209).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 상기 감도 보정과정을 거친 계산된 저감도 영상(C) 및 계산된 고감도 영상(D)을 서로 합쳐서 최종 합성 영상을 생성한다(210).
도 5, 도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 저감도 X선 검출 픽셀부(100) 및 고감도 X선 검출 픽셀부(101)에서 동시에 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단한다(500).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 판단 결과에 따라 저감도 영상(A)을 생성하고(501), 고감도 영상(B)을 생성한다(502)
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 영상 생성부(20)에서 생성된 고감도 영상(B)을 이용하여 마스크(M)를 생성한다(503).
도 1 및 도 6을 참조하면, 마스크(M)가 고감도 영상(D)을 기반으로 촬영 대상체의 내부를 0으로 고정하고, 촬영 대상체의 외부를 1로 고정되는 경우를 기준으로 설명한다.
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 고감도 영상(B)(600)에서 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부(10)의 포화값(예를 들면, 14비트 : 16,383, 16비트 : 65,535)의 80%보다 낮은지 높은지를 판단한다(610).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부(10)의 포화값 및 설정된 기준 80%를 곱한 값보다 높은 영역은 마스크에서 1로 고정시킨다(620).
반면에, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부(10)의 포화값 및 설정된 기준 80%를 곱한 값보다 낮은 영역은 0으로 고정시킨다(630).
상기 과정을 통해 생성된 마스크는 1과 0으로 고정되어 있기 때문에, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 마스크 스무딩 필터 적용시켜 최종 마스크를 생성한다(640).
도 7을 참조하면, 마스크(M)가 고감도 영상(D)을 기반으로 촬영 대상체의 내부를 0으로 고정하고, 촬영 대상치의 외부를 1로 고정되는 경우를 기준으로 설명한다.
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 고감도 영상(B)(700)에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하고, 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체의 외곽 영역에 해당하는지 여부를 판단한다(710).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 1로 고정한다(720).
반면에, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 0으로 고정한다(730).
상기 과정을 통해 생성된 마스크는 1과 0으로 고정되어 있기 때문에, 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 마스크 스무딩 필터 적용시켜 최종 마스크를 생성한다(740).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 저감도 영상(A) 및 마스크(M)를 서로 곱하여(504), 계산된 저감도 영상(C)를 생성한다(505).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 마스크(M)를 역전시켜 역전 마스크(I)를 생성할 수 있다(506).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 상기 고감도 영상(B) 및 역전 마스크(I)를 서로 곱하여(507), 계산된 고감도 영상(D)를 생성한다(508).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 계산된 저감도 영상(C) 및 계산된 고감도 영상(D)의 감도차이를 줄이거나 없애기 위해 감도를 보정('영상 값을 맞춤')한다(509).
이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치는 상기 감도 보정과정을 거친 계산된 저감도 영상(C) 및 계산된 고감도 영상(D)을 서로 합쳐서 최종 합성 영상을 생성한다(510).
설명된 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 저감도 영상을 획득하는 저감도 X선 검출 픽셀부와 고감도 영상을 획득하는 고감도 X선 검출 픽셀부로 구성되는 이중 감도 X선 검출부;
    상기 이중 감도 X선 검출부를 통해 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단하고, 저감도 영상 및 고감도 영상을 생성하는 영상 생성부;
    상기 영상 생성부에서 생성된 고감도 영상을 이용하여 마스크를 생성하는 마스크 생성부;
    상기 마스크를 역전시켜 역전 마스크를 생성하고, 상기 저감도 영상 및 상기 역전 마스크를 서로 곱하여 계산된 저감도 영상을 생성하고, 상기 고감도 영상 및 상기 마스크를 서로 곱하여 계산된 고감도 영상을 생성하는 영상 처리부; 및
    상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상을 서로 합쳐서 합성 영상을 생성하는 영상 합성부를 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  2. 저감도 영상을 획득하는 저감도 X선 검출 픽셀부와 고감도 영상을 획득하는 고감도 X선 검출 픽셀부로 구성되는 이중 감도 X선 검출부;
    상기 이중 감도 X선 검출부를 통해 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단하고, 저감도 영상 및 고감도 영상을 생성하는 영상 생성부;
    상기 영상 생성부에서 생성된 고감도 영상을 이용하여 마스크를 생성하는 마스크 생성부;
    상기 저감도 영상 및 상기 마스크를 서로 곱하여 계산된 저감도 영상을 생성하고, 상기 마스크를 역전시켜 역전 마스크를 생성하고, 상기 고감도 영상 및 상기 역전 마스크를 서로 곱하여 계산된 고감도 영상을 생성하는 영상 처리부; 및
    상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상을 서로 합쳐서 합성 영상을 생성하는 영상 합성부를 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상의 감도차이를 보정하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상의 감도 차이 만큼 상기 계산된 저감도 영상에 곱하여 감도를 보정하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상의 감도 차이 만큼 고감도 영상을 나눠서 감도를 보정하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 합성부는
    상기 감도를 보정한 계산된 저감도 영상 및 계산된 고감도 영상을 서로 합성 영상을 생성하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 생성부는,
    상기 고감도 영상에서 픽셀값이 상기 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은지 높은지를 판단하고, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은 영역은 1로 고정시키고, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 높은 영역은 0으로 고정시켜 상기 마스크를 생성하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 생성부는,
    상기 고감도 영상에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하고, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 1으로 고정시키고, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 0으로 고정시켜 상기 마스크를 생성하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 마스크 생성부는,
    상기 고감도 영상에서 픽셀값이 상기 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은지 높은지를 판단하고, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은 영역은 0으로 고정시키고, 상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 높은 영역은 1로 고정시켜 상기 마스크를 생성하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 마스크 생성부는,
    상기 고감도 영상에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하고, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 0으로 고정시키고, 상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 1로 고정시켜 상기 마스크를 생성하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치.
  11. 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치의 이중감도 X선 검출기의 영상 방법에 있어서,
    이중 감도 X선 검출부를 통해 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단하고, 저감도 영상 및 고감도 영상을 생성하는 단계;
    상기 고감도 영상을 이용하여 마스크를 생성하는 단계;
    상기 마스크를 역전시켜 역전 마스크를 생성하는 단계;
    상기 저감도 영상 및 상기 역전 마스크를 서로 곱하여 계산된 저감도 영상을 생성하는 단계;
    상기 고감도 영상 및 상기 마스크를 서로 곱하여 계산된 고감도 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상을 서로 합쳐서 합성 영상을 생성하는 단계를 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법.
  12. 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 장치의 이중감도 X선 검출기의 영상 방법에 있어서,
    이중 감도 X선 검출부를 통해 획득된 X선 영상으로부터 저감도 영상 및 고감도 영상 여부를 판단하고, 저감도 영상 및 고감도 영상을 생성하는 단계;
    상기 고감도 영상을 이용하여 마스크를 생성하는 단계;
    상기 저감도 영상 및 상기 마스크를 서로 곱하여 계산된 저감도 영상을 생성하는 단계;
    상기 마스크를 역전시켜 역전 마스크를 생성하는 단계;
    상기 고감도 영상 및 상기 역전 마스크를 서로 곱하여 계산된 고감도 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상을 서로 합쳐서 합성 영상을 생성하는 단계를 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 계산된 저감도 영상 및 상기 계산된 고감도 영상의 감도차이를 보정하는 단계를 더 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스크를 생성하는 단계는,
    상기 고감도 영상에서 픽셀값이 상기 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은지 높은지를 판단하는 단계;
    상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은 영역은 1로 고정시키는 단계; 및
    상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 높은 영역은 0으로 고정시켜 상기 마스크를 생성하는 단계를 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스크를 생성하는 단계는,
    상기 고감도 영상에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하는 단계;
    상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 1로 고정시키는 단계; 및
    상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 0으로 고정시키는 단계를 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 마스크를 생성하는 단계는,
    상기 고감도 영상에서 픽셀값이 상기 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은지 높은지를 판단하는 단계;
    상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 낮은 영역은 0으로 고정시키는 단계; 및
    상기 픽셀값이 이중 감도 X선 검출부의 포화값 및 설정된 기준 %를 곱한 값보다 높은 영역은 1로 고정시켜 상기 마스크를 생성하는 단계를 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 마스크를 생성하는 단계는,
    상기 고감도 영상에서 촬영 대상체의 외곽부분을 추출하는 단계;
    상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 내의 영역은 0으로 고정시키는 단계; 및
    상기 추출된 외곽부분을 기준으로 촬영 대상체 외의 영역은 1로 고정시키는 단계를 포함하는 이중감도 X선 검출기의 영상 합성 방법.
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