KR102060659B1 - 영상 처리를 위한 투사 및 역투사 방법 및 그 영상 처리 장치 - Google Patents
영상 처리를 위한 투사 및 역투사 방법 및 그 영상 처리 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102060659B1 KR102060659B1 KR1020130029925A KR20130029925A KR102060659B1 KR 102060659 B1 KR102060659 B1 KR 102060659B1 KR 1020130029925 A KR1020130029925 A KR 1020130029925A KR 20130029925 A KR20130029925 A KR 20130029925A KR 102060659 B1 KR102060659 B1 KR 102060659B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- detector
- value
- pixel
- common axis
- axis
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5258—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
- A61B6/4233—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5205—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
- G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
- G06T11/006—Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2211/00—Image generation
- G06T2211/40—Computed tomography
- G06T2211/424—Iterative
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Algebra (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
영상 처리 방법 및 영상 처리 장치에 있어서, 투사 및 역투사 방법이 제공된다. 투사 및 역투사 방법은 검출부에 포함된 검출기 셀의 중심을 공통축에 투사하는 단계와, 픽셀 그리드의 픽셀들의 경계를 공통축에 매핑하는 단계 및 검출부에 포함된 검출기 셀의 중심을 소정의 공통축에 투사하는 단계 및 픽셀의 경계를 상기 소정의 공통축에 매핑하는 단계에 기초하여 픽셀 값을 결정하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 영상 처리 방법 및 영상 처리 장치에 있어서, 투사 및 역투사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 영상에 발생하는 아티팩트를 최소화하는 투사 및 역투사 방법에 관한 것이다.
전자기파를 발생시키는 소스(source)로부터 피검사체(object)를 투과한 전자기파를 검출부를 통해 투사(projection) 영상을 획득할 수 있다. 또한, 획득된 투사 영상에 대한 역투사(back-projection) 방법을 통해 단층영상을 재구성할 수 있다.
투사 수행 시 디텍터 값은 픽셀로부터 계산하고, 반대로 역투사 수행 시 픽셀 값을 디텍터 값으로부터 유추한다. 이 과정에서 디텍터 값 및 픽셀 값을 추정(estimation)하는 과정이 필요하다.
그러나, 투사 과정 및 역투사 과정에서, 픽셀 그리드(pixel grid)에 포함된 복수의 픽셀과 검출부에 포함된 복수의 검출기 셀이 서로 영향(contribution)을 미치게 되므로, 원본 이미지와 비교하여 아티팩트(artifact)가 존재하게 된다.
따라서, 각 픽셀 값이 디텍터 값에 미치는 영향 및 각 디텍터 값이 픽셀 값에 미치는 영향을 보다 정확히 반영하는 투사 및 역투사 방법이 필요하다.
본 발명의 일 실시예는 투사 및 역투사 수행 시 발생되는 아티팩트(artifact)를 최소화함으로써 보다 원본 영상과 동일한 영상을 획득할 수 있는 영상 처리 방법 및 영상 처리 장치를 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 처리 방법은, 픽셀 그리드(pixel grid)의 픽셀들의 중심을 소정의 공통축에 투사하는 단계와, 검출부에 포함된 검출기 셀의 경계를 상기 소정의 공통축에 매핑하는 단계 및 픽셀들의 중심을 소정의 공통축에 투사하는 단계 및 검출기 셀의 경계를 소정의 공통축에 매핑하는 단계에 기초하여 검출부 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 검출부 값을 결정하는 단계는 검출기 셀의 경계가 공통축에 매핑된 지점 간의 픽셀 값을 적분한 수식을 이용하여 상기 검출부 값을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 검출부 값을 결정하는 단계는 보간법(interpolation)에 기초하여 공통축에 검출기 셀의 경계가 매핑된 지점에 해당하는 픽셀값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 공통축은 소스 및 검출부를 잇는 선과 수평축 사이의 각도에 따라 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 검출부 값을 결정하는 단계는 픽셀이 검출기 셀에 영향을 미치는 값에 대한 부분적 선형 모델에 기초하여 상기 검출부 값을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 영상 처리 방법은, 검출부에 포함된 검출기 셀의 중심을 공통축에 투사하는 단계 픽셀 그리드의 픽셀들의 경계를 공통축에 매핑하는 단계 및 검출부에 포함된 검출기 셀의 중심을 소정의 공통축에 투사하는 단계 및 픽셀의 경계를 소정의 공통축에 매핑하는 단계에 기초하여 픽셀 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 픽셀 값을 결정하는 단계는 픽셀의 경계가 공통축에 매핑된 지점 간의 검출부 값을 적분한 수식을 이용하여 상기 픽셀 값을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 픽셀 값을 결정하는 단계는 보간법에 기초하여 공통축에 픽셀의 경계가 매핑된 지점에 해당하는 검출부 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 공통축은 소스 및 검출부를 잇는 선과 수평축 사이의 각도에 따라 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 픽셀 값을 결정하는 단계는 검출기 셀이 픽셀에 영향을 미치는 값에 대한 부분적 선형 모델에 기초하여 픽셀 값을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치는, 전자파를 발생시키는 소스와, 전자파를 검출하는 검출기 셀을 포함하는 검출부 및 픽셀 그리드(pixel grid)의 픽셀들의 중심을 소정의 공통축에 투사하고, 검출기 셀의 경계를 소정의 공통축에 매핑하며, 투사 결과 및 매핑 결과를 이용하여 검출부 값을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 검출기 셀의 경계가 공통축에 매핑된 지점 간의 픽셀 값을 적분한 수식을 이용하여 상기 검출부 값을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 보간법(interpolation)에 기초하여 공통축에 검출기 셀의 경계가 매핑된 지점에 해당하는 검출부 값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 소스 및 검출부를 잇는 선과 수평축 사이의 각도에 따라 공통축을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 픽셀이 검출기 셀에 영향을 미치는 값에 대한 부분적 선형 모델에 기초하여 검출부 값을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 영상 처리 장치는, 전자파를 발생시키는 소스와, 전자파를 검출하는 검출기 셀을 포함하는 검출부 및 검출기 셀의 중심을 소정의 공통축에 투사하고, 픽셀 그리드의 픽셀들의 경계를 소정의 공통축에 매핑하며, 투사 결과 및 매핑 결과를 이용하여 픽셀 값을 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 픽셀의 경계가 공통축에 매핑된 지점 간의 검출부 값을 적분한 수식을 이용하여 상기 픽셀 값을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 보간법에 기초하여 공통축에 픽셀의 경계가 매핑된 지점에 해당하는 검출부 값을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 소스 및 검출부를 잇는 선과 수평축 사이의 각도에 따라 공통축을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 제어부는 픽셀이 검출기 셀에 영향을 미치는 값에 대한 부분적 선형 모델에 기초하여 픽셀 값을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기록 매체는 상기 기재된 방법을 실시하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 비 일시적 기록 매체일 수 있다.
도 1은 영상 촬영 시스템에서 피검사체를 향하여 조사된 전자기파가 피검사체를 투과하여 검출부에 도달하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 제 1 투사 방법에 따라 영상 처리를 수행 시 픽셀 값을 구하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 제 2 투사 방법에 따라 영상 처리를 수행 시 검출부 값을 구하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 균일한 디스크의 제 2 투사 방법 따른 사이노그램을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 5는 제 3 투사 방법에 따라 영상 처리를 수행하기 위한 픽셀 모델을 나타낸 도면이다.
도 6은 제 3 투사 방법에 이용되는 기저 함수를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 7은 제 4 투사 방법에 이용되는 기저 함수를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 8은 제 4 투사 방법에 따라 정방향 투사를 수행하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 9은 제 4 투사 방법에 따라 역투사를 수행하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 컴퓨터 단층촬영에 있어서, 실제 사이노그램, 제 2 투사 방법에 따른 결과 및 제 4 투사 방법에 따른 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 2는 제 1 투사 방법에 따라 영상 처리를 수행 시 픽셀 값을 구하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 제 2 투사 방법에 따라 영상 처리를 수행 시 검출부 값을 구하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 균일한 디스크의 제 2 투사 방법 따른 사이노그램을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 5는 제 3 투사 방법에 따라 영상 처리를 수행하기 위한 픽셀 모델을 나타낸 도면이다.
도 6은 제 3 투사 방법에 이용되는 기저 함수를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 7은 제 4 투사 방법에 이용되는 기저 함수를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 8은 제 4 투사 방법에 따라 정방향 투사를 수행하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 9은 제 4 투사 방법에 따라 역투사를 수행하는 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 컴퓨터 단층촬영에 있어서, 실제 사이노그램, 제 2 투사 방법에 따른 결과 및 제 4 투사 방법에 따른 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 영상 처리 방법 및 영상 처리 장치에 있어서, 투사 및 역투사를 수행하는 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 컴퓨터 단층촬영(Computer Tomography) 장치에 있어서, 엑스선 투과 영상으로부터 단면 영상을 복원할 때 수행되는 투사 및 역투사 방법에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 영상 촬영 시스템에서 피검사체를 향하여 조사된 전자기파가 피검사체를 투과하여 검출부에 도달하는 모습을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 처리 장치는, 전자파를 발생하는 소스(110), 소스(110)로부터 조사된 전자파를 검출하고 이를 전기적 신호로 생성하는 복수의 검출기 셀(120)을 포함하는 검출부(130) 및 상기 각 부를 제어하는 제어부(100)를 포함할 수 있다.
소스(110)는, 예를 들어, 엑스선과 같은 전자파를 피검사체(140)에 조사한다. 소스(110)로부터 조사되는 전자파는 팬 빔(Fan-beam) 또는 콘 빔(Cone-beam) 형태가 될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 아니한다.
피검사체(140)를 투과한 전자파는 검출부(130)에 도달하는데, 검출부(130)는 복수의 검출기 셀(120)로 구분될 수 있다. 영상 처리 장치는 피검사체(140)를 투과하여 검출기 셀(120)에 도달한 전자파를 검출함으로써, 피검사체(140) 내의 정보를 획득할 수 있다.
제어부(100)는 검출부(130)에서 획득한 정보에 기초하여 영상을 구성할 수 있다. 즉, 각 단층의 주위를 회전하여 얻어진 투사(Projection) 영상을 추가의 후처리 단계를 거친 영상(filtered image)를 역투사(Backprojection)하여 최종적인 영상을 생성할 수 있다.
여기서, 제어부(100)는 정방향 투사(Forward Projection)-역투사(Backprojection)에 따른 연산을 수행함으로써 영상을 구성할 수 있다. 제어부(100)는 정방향 투사-역투사를 위하여 픽셀 값 또는 디텍터 값을 계산할 수 있다.
제어부(100)는 연산 과정을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 2는 제 1 투사 방법(projection method)에 따라 영상 처리를 수행 시 픽셀 값을 구하는 구조를 나타낸 도면이다.
제 1 투사 방법은 레이-구동 방법(Ray-driven Method)이라고도 불릴 수 있다.
제 1 투사 방법에 따르면, 소스(110)로부터 조사되어 픽셀 그리드(Pixel Grid)(200)에 포함된 픽셀(210)을 지나 검출부(130)의 검출기 셀(120)의 중심에 조사되는 전자파 빔(beam)에 대하여, 두 픽셀 간에 대한 선형 보간법(linear interpolation)을 통해 픽셀 값을 계산한다.
도 3은 제 2 투사 방법에 따라 영상 처리를 수행 시 검출부 값을 구하는 구조를 나타낸 도면이다.
제 2 투사 방법은 픽셀-구동 방법(Pixel-driven Method)이라고도 불릴 수 있다.
제 2 투사 방법에 따르면, 소스(110)로부터 조사되어 픽셀 그리드(200)에 포함된 픽셀(210)의 중심을 지나 검출부(130)에 조사되는 전자파 빔(beam)에 대하여, 인접한 검출기 셀(120)에 대한 선형 보간법을 통해 디텍터 값을 계산한다.
도 4는 균일한 디스크의 제 2 투사 방법에 따른 사이노그램을 그래프로 나타낸 도면이다.
제 1 투사 방법 및 제 2 투사 방법의 경우, 검출부 값이 픽셀 값에 영향(contribution)을 미치는 정도 및 픽셀 값이 검출부 값에 영향을 미치는 정도가 적절히 반영되지 않아 아티팩트(artifact)가 발생한다.
도 4에서 나타난 고주파 성분이 상기 아티팩트를 나타낸다.
도 5는 제 3 투사 방법에 따라 영상 처리를 수행하는 구조를 나타낸 도면이다.
제 3 투사 방법에 따르는 경우, 공통축(500)이 설정되고, 소스(110)로부터 픽셀(210)의 꼭지점이 공통축에 투사된다. 각 꼭지점이 공통축에 투사된 위치가 xm (1), xm (2), xm +1 (1) 및 xm +1 (2)이다. yn 및 yn +1 은 소스(110)와 검출기 셀(120)의 경계를 이은 선분과 공통축(500)이 만나는 지점이다.
제어부(100)는 xm (2)로부터 xm +1 (1)까지 픽셀 값 sm을 가지고, xm (2)로부터 xm (1)까지 선형적으로 감소하며, xm +1 (1)로부터 xm +1 (2)까지 선형적으로 감소하는 함수를 yn으로부터 yn +1까지 적분함으로써, 디텍터 값을 획득할 수 있다.
제 3 투사 방법에 따라 디텍터 값을 계산함으로써, 소스(110)로부터 픽셀(210)을 투과하는 거리가 반영된 디텍터 값이 획득될 수 있다.
반대로, 픽셀 값을 계산하는 경우, 반대의 방법으로 디텍터 값으로부터 픽셀 값이 계산될 수 있다.
또한, 공통축(500)은 소스, 피검사체 및 검출부의 상대적인 위치에 따라서 결정될 수 있다. 예를 들어, 소스, 피검사체 및 검출부 사이의 각도에 따라서 수평 축인 x축 또는 수직 축인 y축이 공통축(500)으로 결정될 수 있다. 또 다른 예로, 소스 및 검출부를 잇는 선과 수평축 사이의 각도에 따라서 공통축(500)이 x축 또는 y축으로 결정될 수 있다.
도 6은 제 3 투사 방법에 이용되는 기저 함수를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 제 3 투사 방법에 따라 디텍터 값을 계산하는 경우, 사다리꼴(trapezoidal) 형태의 기저 함수(basis)가 이용될 수 있다.
다만, 제 3 투사 방법에 따라 디텍터 값을 계산하는 경우, 제어부(100)에서 수행해야 하는 연산의 양이 늘어나게 된다. 또한, 소스(110), 픽셀(210) 및 검출기 셀(120)의 상대적인 위치에 따라서 면적을 산출하는 방법이 변경될 수 있어 복잡도가 높아지게 된다.
도 7은 제 4 투사 방법에 이용되는 기저 함수를 그래프로 나타낸 도면이다.
제 3 투사 방법에 따라 디텍터 값을 계산함에 따라서 연산의 양 및 복잡도가 높아지므로, 도 7에 나타난 바와 같이 부분적 선형 함수인 기저 함수를 이용할 수 있다.
도 8은 제 4 투사 방법에 따라 정방향 투사를 수행하는 구조를 나타낸 도면이다.
먼저, 픽셀 그리드(pixel grid)(200)의 픽셀(210)들의 중심을 공통축(500)에 투사한다. 도 8에서 xm -1, xm 및 xm +1은 픽셀(210)들의 중심이 공통축(500)에 투사된 위치를 나타낸다. xm -1, xm 및 xm +1에서의 픽셀 값은 sm -1, sm 및 sm +1이다.
또한, 검출기 셀(120)의 경계가 공통축(500)에 매핑될 수 있다. 여기서, 검출기 셀(120)의 경계는 검출기 셀(120)의 경계와 소스(110)를 잇는 선분과 공통축(500)이 만나는 지점인 yn 및 yn +1로 매핑될 수 있다.
여기서, 영상 처리 장치의 제어부는 픽셀(210)들의 중심이 공통축(500)에 투사된 결과 및 검출기 셀(120)의 경계가 공통축에 매핑된 결과에 기초하여 검출부 값인 dn을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, dn은 영역 [yn,yn +1]에 대해 픽셀 값 s(x)를 적분하여 계산될 수 있다. 여기서, yn 및 yn +1에서의 s(x)의 값 tm - 1및 tm은 선형 보간법(linear interpolation)에 의해 얻어질 수 있다.
최종적으로, 검출부 값 dn은 아래 수식에 의해 결정될 수 있다.
또한, 본 발명은 보다 다차원의 영상 처리에도 적용될 수 있다.
도 9은 제 4 투사 방법에 따라 역투사를 수행하는 구조를 나타낸 도면이다.
먼저, 검출기 셀(120)의 중심을 공통축(500)에 투사한다. 도 9에서 yn -1, yn및 yn +1은 검출기 셀(120)의 중심이 공통축(500)에 투사된 위치를 나타낸다. yn -1, yn및 yn +1에서의 픽셀 값은 tn -1, tn및 tn +1이다.
또한, 픽셀(210)의 경계가 공통축(500)에 매핑될 수 있다. 여기서, 픽셀(210)의 경계는 픽셀(210)의 경계와 소스(110)를 이은 선분의 연장선과 공통축(500)이 만나는 지점인 xm -1 및 xm으로 매핑될 수 있다.
여기서, 영상 처리 장치의 제어부는 검출기 셀(120)의 중심이 공통축(500)에 투사된 결과 및 픽셀(210)의 경계가 공통축에 매핑된 결과에 기초하여 픽셀 값인 sm-1을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, sm-1은 [xm -1, xm]에 대해 검출부 값 d(x)를 적분하여 계산될 수 있다. 여기서, xm -1 및 xm에서의 d(x)의 값 tn-1 및 tn은 선형 보간법에 의해 구해질 수 있다.
최종적으로, 픽셀 값 sm -1은 아래 수식에 의해 결정될 수 있다.
도 10은 컴퓨터 단층촬영에 있어서, 실제 사이노그램, 제 2 투사 방법에 따른 결과 및 제 4 투사 방법에 따른 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 10에서 보는 바와 같이, 제 2 투사 방법, 즉 픽셀 구동법에 따른 영상 처리 결과에서는 눈에 띄는 아티팩트가 발생한다.
그러나, 본 발명의 제 4 투사 방법에 따른 영상 처리 결과는 눈에 띄는 아티팩트 없이 실제 사이노그램(sinogram)과 보다 유사한 결과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (21)
- 영상 처리 장치의 영상 처리 방법에 있어서,
픽셀 그리드(pixel grid)의 픽셀들의 중심을 소정의 공통축에 투사하는 단계;
검출부에 포함된 검출기 셀의 경계를 상기 소정의 공통축에 매핑하는 단계; 및
상기 공통축에 중심이 투사된 픽셀이 상기 검출기 셀에 영향을 미치는 값에 대한 부분적 선형 모델에 기초하여, 검출부 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 검출부 값을 결정하는 단계는,
보간법(interpolation)에 기초하여 상기 공통축에 상기 검출기 셀의 경계가 매핑된 지점에 해당하는 픽셀값을 결정하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 공통축은,
소스 및 검출부를 잇는 선과 수평축 사이의 각도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법. - 삭제
- 영상 처리 장치의 영상 처리 방법에 있어서,
검출부에 포함된 검출기 셀의 중심을 공통축에 투사하는 단계;
픽셀 그리드의 픽셀들의 경계를 공통축에 매핑하는 단계; 및
상기 공통축에 중심이 투사된 검출기 셀이 픽셀에 영향을 미치는 값에 대한 부분적 선형 모델에 기초하여 픽셀 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 픽셀 값을 결정하는 단계는,
보간법에 기초하여 상기 공통축에 상기 픽셀의 경계가 매핑된 지점에 해당하는 검출부 값을 결정하는 단계를 포함하는 영상 처리 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 공통축은,
소스 및 검출부를 잇는 선과 수평축 사이의 각도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 처리 방법. - 삭제
- 영상 처리 장치에 있어서,
전자파를 발생시키는 소스;
상기 전자파를 검출하는 검출기 셀을 포함하는 검출부; 및
픽셀 그리드(pixel grid)의 픽셀들의 중심을 소정의 공통축에 투사하고, 상기 검출기 셀의 경계를 상기 소정의 공통축에 매핑하며, 상기 공통축에 중심이 투사된 픽셀이 상기 검출기 셀에 영향을 미치는 값에 대한 부분적 선형 모델에 기초하여, 검출부 값을 결정하는 제어부를 포함하는 영상 처리 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 제어부는,
보간법(interpolation)에 기초하여 상기 공통축에 상기 검출기 셀의 경계가 매핑된 지점에 해당하는 검출부 값을 결정하는 단계를 포함하는 영상 처리 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
소스 및 검출부를 잇는 선과 수평축 사이의 각도에 따라 상기 공통축을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치. - 삭제
- 영상 처리 장치에 있어서,
전자파를 발생시키는 소스;
상기 전자파를 검출하는 검출기 셀을 포함하는 검출부; 및
상기 검출기 셀의 중심을 소정의 공통축에 투사하고, 픽셀 그리드의 픽셀들의 경계를 상기 소정의 공통축에 매핑하며, 상기 공통축에 중심이 투사된 검출기 셀이 픽셀에 영향을 미치는 값에 대한 부분적 선형 모델에 기초하여 픽셀 값을 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 제어부는
보간법에 기초하여 상기 공통축에 상기 픽셀의 경계가 매핑된 지점에 해당하는 검출부 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 제어부는,
소스 및 검출부를 잇는 선과 수평축 사이의 각도에 따라 상기 공통축을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 처리 장치. - 삭제
- 제 1 항의 방법을 실시하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 비 일시적 기록 매체.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130029925A KR102060659B1 (ko) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | 영상 처리를 위한 투사 및 역투사 방법 및 그 영상 처리 장치 |
EP14767386.7A EP2977955B1 (en) | 2013-03-20 | 2014-03-20 | Method for projection and back-projection for image processing, and image processing apparatus therefor |
US14/778,864 US9993218B2 (en) | 2013-03-20 | 2014-03-20 | Method for projection and back-projection for image processing, and image processing apparatus therefor |
PCT/KR2014/002334 WO2014148828A1 (ko) | 2013-03-20 | 2014-03-20 | 영상 처리를 위한 투사 및 역투사 방법 및 그 영상 처리 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130029925A KR102060659B1 (ko) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | 영상 처리를 위한 투사 및 역투사 방법 및 그 영상 처리 장치 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20140115170A KR20140115170A (ko) | 2014-09-30 |
KR102060659B1 true KR102060659B1 (ko) | 2019-12-30 |
Family
ID=51580425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130029925A KR102060659B1 (ko) | 2013-03-20 | 2013-03-20 | 영상 처리를 위한 투사 및 역투사 방법 및 그 영상 처리 장치 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9993218B2 (ko) |
EP (1) | EP2977955B1 (ko) |
KR (1) | KR102060659B1 (ko) |
WO (1) | WO2014148828A1 (ko) |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2914891B2 (ja) * | 1995-07-05 | 1999-07-05 | 株式会社東芝 | X線コンピュータ断層撮影装置 |
US5708691A (en) * | 1996-07-05 | 1998-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | X-ray computed tomographic imaging device and x-ray computed tomographic method |
US6307908B1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-10-23 | General Electric Company | System and method for data interpolation in a multislice x-ray computed tomography system |
US6314160B1 (en) | 1999-12-17 | 2001-11-06 | General Electric Company | Method and apparatus for performing fluoroscopic noise reduction |
JP3963086B2 (ja) * | 2001-07-13 | 2007-08-22 | 株式会社島津製作所 | 断層再構成ソフトウエアとその記録媒体と断層撮影装置 |
US6724856B2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-04-20 | General Electric Company | Reprojection and backprojection methods and algorithms for implementation thereof |
US7227982B2 (en) * | 2002-04-15 | 2007-06-05 | General Electric Company | Three-dimensional reprojection and backprojection methods and algorithms for implementation thereof |
JP4032357B2 (ja) * | 2004-05-21 | 2008-01-16 | ソニー株式会社 | 画像情報処理装置および方法、並びにプログラム |
US7778392B1 (en) * | 2004-11-02 | 2010-08-17 | Pme Ip Australia Pty Ltd | Method of reconstructing computed tomography (CT) volumes suitable for execution on commodity central processing units (CPUs) and graphics processors, and apparatus operating in accord with those methods (rotational X-ray on GPUs) |
US7272205B2 (en) * | 2004-11-17 | 2007-09-18 | Purdue Research Foundation | Methods, apparatus, and software to facilitate computing the elements of a forward projection matrix |
JPWO2007096936A1 (ja) * | 2006-02-20 | 2009-07-09 | 株式会社島津製作所 | 断層撮影装置および演算処理プログラム |
KR20070092006A (ko) * | 2006-03-08 | 2007-09-12 | 포스앤핏 주식회사 | 3차원 영상 처리 방법 및 이를 구현할 수 있는 프로그램이수록된 기록매체 |
US7583780B2 (en) * | 2006-06-22 | 2009-09-01 | General Electric Company | Systems and methods for improving a resolution of an image |
US7920751B2 (en) * | 2007-03-16 | 2011-04-05 | General Electric Company | Adaptive gradient weighting technique for detector bad cell correction |
US8135186B2 (en) * | 2008-01-25 | 2012-03-13 | Purdue Research Foundation | Method and system for image reconstruction |
US8326011B2 (en) * | 2008-05-21 | 2012-12-04 | Varian Medical Systems, Inc. | Methods, systems, and computer-program products for estimating scattered radiation in radiographic projections |
BRPI0910207A2 (pt) * | 2008-06-25 | 2015-09-29 | Koninkl Philips Electronics Nv | dispositivo de geração de imagens, sistema de geração de imagens, método de geração de imagens, programa de computador para gerar uma imagem a partir de dados medidos e programa de computador para a formação de imagens |
EP2146321B1 (en) * | 2008-07-14 | 2012-12-12 | Cefla S.C. | Dynamic error correction in radiographic imaging |
US8116426B2 (en) * | 2008-11-11 | 2012-02-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Computed tomography device and method using circular-pixel position-adaptive interpolation |
JP5537132B2 (ja) * | 2008-12-11 | 2014-07-02 | 株式会社東芝 | X線コンピュータ断層撮影装置、医用画像処理装置、及び医用画像処理プログラム |
WO2010089319A1 (en) * | 2009-02-05 | 2010-08-12 | Institute Of High Energy Physics | Low dose single step grating based x-ray phase contrast imaging |
JP5729907B2 (ja) * | 2009-02-23 | 2015-06-03 | 株式会社東芝 | X線診断装置 |
US8503750B2 (en) * | 2009-10-06 | 2013-08-06 | General Electric Company | Method and apparatus for reduction of metal artifacts in CT images |
KR101190801B1 (ko) * | 2010-01-13 | 2012-10-12 | (주)바텍이우홀딩스 | X선 단층 촬영 장치 및 그 방법 |
KR20110091354A (ko) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | 성균관대학교산학협력단 | 치과용 동영상 디지털 엑스선 영상 획득 시스템 |
US8913805B2 (en) * | 2010-08-30 | 2014-12-16 | The Regents Of The University Of Michigan | Three-dimensional forward and back projection methods |
JP6214128B2 (ja) * | 2010-11-22 | 2017-10-18 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、及び記憶媒体 |
CN103229211B (zh) * | 2010-11-25 | 2016-05-11 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 前向投影设备 |
US9861332B2 (en) * | 2014-09-19 | 2018-01-09 | Fujifilm Corporation | Tomographic image generation device and method, and recording medium |
US9848844B2 (en) * | 2015-10-09 | 2017-12-26 | Carestream Health, Inc. | Iterative reconstruction process |
-
2013
- 2013-03-20 KR KR1020130029925A patent/KR102060659B1/ko active IP Right Grant
-
2014
- 2014-03-20 US US14/778,864 patent/US9993218B2/en active Active
- 2014-03-20 WO PCT/KR2014/002334 patent/WO2014148828A1/ko active Application Filing
- 2014-03-20 EP EP14767386.7A patent/EP2977955B1/en active Active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Bruno De Man ET AL, "Distance-driven projection and backprojection in three dimensions," PHYSICS IN MEDICINE AND BIOLOGY, INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING, pp.2463-2475, 19 May 2004(2004.05.19.) 1부.* |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160045181A1 (en) | 2016-02-18 |
EP2977955B1 (en) | 2020-02-26 |
EP2977955A1 (en) | 2016-01-27 |
KR20140115170A (ko) | 2014-09-30 |
US9993218B2 (en) | 2018-06-12 |
EP2977955A4 (en) | 2016-11-02 |
WO2014148828A1 (ko) | 2014-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10952694B2 (en) | Method and apparatus for correcting computed tomography image | |
JP4820582B2 (ja) | ヘリカルマルチスライスctのための回復ノイズを伴うヘリカルウィンドミルアーチファクトを低減する方法 | |
RU2541860C2 (ru) | Устройство и способ для обработки проекционных данных | |
JP2007117736A5 (ko) | ||
US20070274581A1 (en) | Methods and apparatus for BIS correction | |
KR101591381B1 (ko) | Ct 촬영에서의 금속에 의한 잡음 및 오류 감쇄방법 | |
CN107945850B (zh) | 用于处理医学图像的方法和装置 | |
US20160063686A1 (en) | Dose modulated x-ray scanning | |
US9366741B2 (en) | Medical image imaging method, medical diagnostic apparatus using the same, and recording medium therefor | |
US10255695B2 (en) | Calculating a four dimensional DSA dataset with variable spatial resolution | |
US20150348289A1 (en) | Image processing device, radiation detecting device, and image processing method | |
CN109890294B (zh) | 图像处理装置、图像处理方法以及程序 | |
US10898145B2 (en) | Image display device, image display method, and image display program | |
JP5696963B2 (ja) | 画像生成方法、画像生成装置および放射線断層撮影装置並びにプログラム | |
JP6556492B2 (ja) | 散乱線推定方法、非一時的コンピュータ可読媒体及び散乱線推定装置 | |
JP2020503913A (ja) | ヘリカルコンピュータ断層撮影における動き推定および補償システムと方法 | |
US10891764B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program | |
US10565748B2 (en) | Medical imaging apparatus and method of operating the same | |
US20200240934A1 (en) | Tomography apparatus and controlling method for the same | |
KR102060659B1 (ko) | 영상 처리를 위한 투사 및 역투사 방법 및 그 영상 처리 장치 | |
JP2023005078A (ja) | 角度誤差推定装置、方法およびプログラム | |
CN110853113B (zh) | 基于bpf的tof-pet图像重建算法及重建系统 | |
US20130259347A1 (en) | Computer tomography system and method for data determination for an interference-corrected ct recording of a test object | |
US11010937B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and image processing program | |
JP6243296B2 (ja) | 画像生成装置、放射線断層撮影装置及びプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |