KR101211141B1 - Methond for correction of tilting in cone-beam x-ray computed tomography using hough transform - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 허프 변환을 이용한 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 엑스레이 씨티 촬영장치에서 입력된 2차원 프로젝션 데이터들을 3차원 영상으로 재구성하는 경우, 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 검출 및 보정하여 정확한 3차원 영상을 획득할 수 있게 하는 허프 변환을 이용한 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tilt correction method of an X-ray Citigraphy apparatus using Hough transform, and more particularly, when two-dimensional projection data input from the X-ray Citi apparatus is reconstructed into a three-dimensional image, The present invention relates to a tilt correction method of an X-ray Citigraphic apparatus using a Hough transform that detects and corrects a tilt to obtain an accurate three-dimensional image.
일반적으로, 엑스레이 씨티 장치(X-ray computed tomography)와 같은 3차원 단층촬영 시스템(Threedimensional tomographic system)은 의료 영상을 획득하는 장비 중 가장 널리 사용되는 것으로, 환자의 상태를 정확히 진단할 수 있도록 상기 의료 영상을 3차원 영상으로 획득할 수 있게 한다.In general, a three-dimensional tomographic system, such as X-ray computed tomography, is the most widely used equipment for acquiring medical images. Enables to acquire an image as a 3D image.
또한, 상기 엑스레이 씨티장치는 상기 3차원 영상을 획득하기 위해서 우선 복수 개의 2차원 영상을 획득한 후, 상기 2차원 영상들을 수학적 계산을 통해 재구성(reconstruction)하여 상기 3차원 영상으로 획득하게 된다.In addition, the X-ray CIT apparatus obtains a plurality of two-dimensional images first to obtain the three-dimensional image, and then reconstructs the two-dimensional images through mathematical calculation to obtain the three-dimensional image.
또한, 상기 2차원 영상들을 3차원 영상으로 재구성하는 기법은 기술적으로 2차원 영상 재구성 기법으로부터 발전되었으며, 대표적인 2차원 영상 재구성 기법에는 페러렐빔 재구성(parallel-beam reconstruction) 기법, 이큐앵글 팬빔 재구성(equiangular fan-beam reconstruction) 기법 및 이퀄 스페이스 팬빔 재구성(equal-spaced fan-beam reconstruction) 기법 등이 있다.In addition, a technique for reconstructing the 2D images into a 3D image has been technically developed from a 2D image reconstruction technique, and representative 2D image reconstruction techniques include parallel-beam reconstruction technique and ecuangular fan beam reconstruction. fan-beam reconstruction and equal-spaced fan-beam reconstruction.
또한, 대표적인 3차원 영상 재구성 기법은 콘빔 재구성(cone-beam reconstruction) 기법으로, 일명 FDK(Feldkamp) 기법으로 불려지는 방법으로서 상기 2차원 이퀄 스페이스 팬빔 재구성 기법을 기본으로 하여 3차원 처리가 가능하도록 z축으로 확장한 3차원 재구성 기법을 말한다.In addition, a typical three-dimensional image reconstruction technique is a cone-beam reconstruction technique, also called a FDK (Feldkamp) technique, and is based on the two-dimensional equal space fan beam reconstruction technique to enable three-dimensional processing. Refers to the three-dimensional reconstruction method extended to the axis.
한편, 상기 3차원 프로젝션 재구성 기법은 상기 엑스레이 씨티 장치의 엑스 레이 소오스(X-ray source)와 디텍터(detector)가 회전하면서 획득되는 2차원 프로젝션 데이터를 입력받아 이를 수학적 계산을 통해 3차원 영상으로 재구성하는데, 상기 엑스레이 씨티 장치의 자체에서 발생한 오차, 기계적인 결함 또는 구동 중의 진동과 같은 요인들로 인하여 상기 2차원 프로젝션 데이터가 미세하기 기울어진 상태로 획득되는 문제점이 있다.Meanwhile, the 3D projection reconstruction technique receives 2D projection data obtained by rotating an X-ray source and a detector of the X-ray Citi apparatus and reconstructs it into a 3D image through mathematical calculation. However, there is a problem in that the two-dimensional projection data is obtained in an inclined state due to factors such as an error occurring in the X-ray Citi apparatus itself, a mechanical defect, or vibration during driving.
또한, 상기 3차원 프로젝션 재구성 기법은 상기 2차원 프로젝션 데이터가 회전 또는 기울어진 상태를 고려하지 않고 상기 3차원 영상으로 재구성하기 때문에, 상기 2차원 프로젝션 데이터가 기울어진 상태로 획득된 경우에는 모든 2차원 프로젝션 데이터의 기울어진 값만큼 오류가 발생하는 문제점이 있고, 정확한 3차원 영상으로 재구성되지 못하는 문제점이 발생한다.In addition, the three-dimensional projection reconstruction technique reconstructs the two-dimensional projection data into the three-dimensional image without considering a rotational or inclined state, and thus, when the two-dimensional projection data is obtained in an inclined state, all two-dimensional There is a problem that an error occurs as much as the inclined value of the projection data, and a problem that cannot be reconstructed into an accurate 3D image occurs.
본 발명자들은 엑스레이 씨티 장치에서 2차원 프로젝션 데이터를 3차원 영상으로 재구성할 시 상기 2차원 프로젝션 데이터가 기울어져 있는지를 판단하고, 상기 2차원 프로젝션 데이터가 기울어진 만큼 보정하여 보다 정확한 3차원 영상을 획득할 수 있게 하고자 연구 노력한 결과, 허프 변환을 이용한 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법의 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors determine whether the 2D projection data is tilted when reconstructing the 2D projection data into a 3D image in an X-ray Citi apparatus, and corrects the 2D projection data as much as tilted to obtain a more accurate 3D image. As a result of research efforts, the technical configuration of the tilt correction method of the X-ray Citigraphic apparatus using the Hough transform was developed to complete the present invention.
따라서, 본 발명의 목적은 2차원 프로젝션 데이터가 기울어져 있는지의 여부 및 상기 2차원 프로젝션 데이터의 기울어진 정도를 검출하여, 그 기울어진 각도만큼 반대로 회전변환할 수 있는 허프 변환을 이용한 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to detect whether the two-dimensional projection data is inclined and the degree of inclination of the two-dimensional projection data, X-ray Citigraphic apparatus using a Hough transform that can be rotated reversely by the inclined angle It is to provide a tilt correction method of.
또한, 본 발명의 다른 목적은 2차원 프로젝션 데이터 내의 대상물체의 경계선을 검출하고, 상기 경계선을 이루는 직선 성분 및 상기 직선 성분의 기울기를 계산하여, 상기 2차원 프로젝션 데이터가 기울어진 정도를 정확하게 검출할 수 있는 허프 변환을 이용한 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to detect the boundary line of the object in the two-dimensional projection data, calculate the slope of the linear component and the linear component forming the boundary line, to accurately detect the degree of inclination of the two-dimensional projection data It is to provide a tilt correction method of the X-ray Citigraphic apparatus using the Hough transform.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엑스레이 씨티 촬영장치에서 입력된 복수 개의 2차원 프로젝션 데이터를 수학적 계산을 통해 3차원 영상으로 재구성할 시 상기 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정하는 보정방법으로서, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치에서 피지컬 팬텀을 스캔한 2차원 프로젝션 이미지들을 입력받아, 상기 2차원 프로젝션 이미지 내의 상기 피지컬 팬텀의 경계선들을 검출하는 제 1단계; 상기 경계선들 중 적어도 하나의 직선 성분을 산출하고, 상기 직선 성분의 기울기를 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울기로 계산하는 제 2단계; 상기 각 2차원 프로젝션 데이터를 상기 기울기만큼 반대 방향으로 회전변환시켜서 상기 기울어짐을 보정하는 제 3단계; 및 상기 기울어짐을 보정한 각 2차원 프로젝션 데이터를 3차원 영상으로 재구성하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a correction method for correcting the inclination of the two-dimensional projection data when reconstructing a plurality of two-dimensional projection data input from the X-ray Citigraphic apparatus into a three-dimensional image through a mathematical calculation, A first step of receiving two-dimensional projection images scanned by the physical phantom by an X-ray imaging apparatus and detecting boundary lines of the physical phantom in the two-dimensional projection image; Calculating a straight line component of at least one of the boundary lines, and calculating a slope of the straight line component as a slope of each of the two-dimensional projection data; A third step of correcting the inclination by rotating the two-dimensional projection data in the opposite direction by the inclination; And a fourth step of reconstructing each of the two-dimensional projection data obtained by correcting the inclination into a three-dimensional image.
또한, 본 발명은 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법을 이용하여, 복수 개의 2차원 프로젝션 데이터를 3차원 영상으로 재구성하기 이전에, 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울어진 각도를 계산하고 상기 기울어진 각도만큼 반대로 회전변환하여, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정하는 엑스레이 씨티 촬영장치를 제공한다.In addition, the present invention calculates the inclination angle of each of the two-dimensional projection data before reconstructing the plurality of two-dimensional projection data into a three-dimensional image by using the tilt correction method of the X-ray Citigraphy device It provides an X-ray Citigraphic apparatus that rotates in reverse to correct the inclination of each of the two-dimensional projection data.
또한, 본 발명은 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법을 이용하여, 복수 개의 2차원 프로젝션 데이터 중 각 2차원 프로젝션 데이터가 기울어진 각도를 계산 및 보정하도록 기능하는 프로그램이 저장된 기록매체를 제공한다.The present invention also provides a recording medium having a program stored therein for calculating and correcting an inclination angle of each two-dimensional projection data among a plurality of two-dimensional projection data using a tilt correction method of the X-ray Citigraphy apparatus.
또한, 본 발명은 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법을 이용하여, 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정하는 프로그램에 의해 기능하여 각 단계를 수행함으로서, 2차원 프로젝션 데이터의 기울어진 각도를 계산하고 상기 기울어진 각도만큼 반대로 회전변환시켜서, 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정하는 엑스레이 씨티 촬영장치를 제공한다.In addition, the present invention by using a tilt correction method of the X-ray Citigraphy apparatus, by functioning by a program for correcting the tilt of the two-dimensional projection data by performing each step, to calculate the inclination angle of the two-dimensional projection data and The present invention provides an X-ray Citigraphy apparatus for correcting the inclination of two-dimensional projection data by rotationally converting the inverse direction by an inclination angle.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2단계는 허프 변환을 이용하여 원점과의 법선거리가 S이며, 상기 원점과 이루는 각도가 θ인 기준점을 산출하는 제 2-1단계; 상기 기준점을 통과하는 하나의 선을 상기 직선 성분으로 설정하는 제 2-2단계; 및 상기 직선 성분이 갖는 θ의 값을 상기 기울기로 계산하여, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터들의 기울기를 계산하는 제 2-3단계;를 포함한다.In a preferred embodiment, the second step may include: a second step of calculating a reference point whose normal distance from the origin is S and the angle formed by the origin is θ by using a Hough transform; Step 2-2 of setting one line passing through the reference point as the linear component; And calculating a slope of the two-dimensional projection data by calculating a value of θ of the linear component with the slope.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 2단계는 아래의 수학식 1을 이용하여, 상기 직선 성분의 기울기를 계산한다.In a preferred embodiment, the second step is to calculate the slope of the linear component using the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
여기서, S는 원점에서 상기 직선 성분이 교차하는 점의 좌표값까지의 수직거리이며, θ는 원점에서 상기 S까지 수직선을 그린 경우, y축과 이루는 각도의 크기로 기울기값을 뜻한다.Here, S is the vertical distance from the origin to the coordinate value of the point where the linear component intersects, and θ means the inclination value by the angle of the y-axis when the vertical line is drawn from the origin to the S.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치가 상기 피지컬 팬텀을 스캔하며 회전한 각 각도별로 상기 기울기들을 계산하고, 상기 각 각도별로 상기 기울기를 저장한 기울기 파일을 생성하는 제 5단계;를 더 포함한다.The method may further include a fifth step of the X-ray Citigraphic apparatus scanning the physical phantom, calculating the tilts for each rotated angle, and generating a tilt file storing the tilts for each angle. do.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치가 상기 각 각도별로 임의의 대상물체를 스캔하는 경우, 상기 기울기 파일을 이용하여 상기 엑스레이 씨티 촬영장치에서 입력되는 2차원 프로젝션 데이터들의 기울어짐을 보정하는 제 6단계;를 더 포함한다.In a preferred embodiment, when the X-ray Citigraphic imaging apparatus scans an arbitrary object for each angle, a sixth step of correcting the inclination of the two-dimensional projection data input from the X-ray Citigraphic imaging apparatus using the inclination file It further comprises ;.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 허프 변환을 이용한 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법에 의하면, 2차원 프로젝션 데이터들을 3차원 영상으로 재구성하기 이전에 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울어진 상태 및 각도를 계산하여, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터가 기울어진 각도만큼 반대로 회전변환하므로, 기울어짐이 없는 2차원 프로젝션 데이터가 3차원 영상으로 재구성될 수 있어 정확한 3차원 영상을 획득할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.First, according to the tilt correction method of the X-ray Citigraphic apparatus using the Hough transform according to an embodiment of the present invention, the tilted state and angle of each two-dimensional projection data before reconstructing the two-dimensional projection data into a three-dimensional image Since the two-dimensional projection data is rotated in reverse by the inclination angle, the two-dimensional projection data without inclination can be reconstructed into a three-dimensional image, thereby obtaining an effect of obtaining an accurate three-dimensional image. have.
또한, 본 발명의 허프 변환을 이용한 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법에 의하면, 2차원 프로젝션 데이터 내의 대상물체의 경계선들을 검출한 이후에, 허프 변환을 통해 상기 각 경계선을 이루는 직선 성분 및 상기 직선 성분의 기울기를 계산하고, 상기 직선 성분의 기울기로 2차원 프로젝션 데이터의 기울어진 각도를 계산하므로, 상기 각 경계선의 정확한 직선 성분 및 기울기를 검출하여 상기 2차원 프로젝션 데이터의 기울어진 각도를 정확하게 산출 및 보정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the tilt correction method of the X-ray Citigraphic apparatus using the Hough transform of the present invention, after detecting the boundary lines of the object in the two-dimensional projection data, the linear component and the straight line forming the respective boundary line through the Hough transform Since the slope of the component is calculated and the inclination angle of the two-dimensional projection data is calculated by the inclination of the linear component, the inclination angle of the two-dimensional projection data is accurately calculated by detecting the exact linear component and the slope of each boundary line. The effect that can be corrected can be obtained.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법을 나타내는 블럭도.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 파라미터 공간좌표를 나타내는 도면.
도 5a 내지 도 5b는 2차원 프로젝션 이미지를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 2차원 프로젝션 이미지를 보정하는 도면.
도 7a 내지 도 7b는 실제 환자의 치아를 촬영한 영상을 보정하기 전과 보정한 후의 도면.1 to 2 is a block diagram showing a tilt correction method of the X-ray Citigraphic apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams illustrating parameter spatial coordinates according to an embodiment of the present invention.
5A-5B illustrate a two-dimensional projection image.
6 is a diagram for correcting a two-dimensional projection image according to an embodiment of the present invention.
7A to 7B are views before and after correcting an image of an actual patient's teeth;
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.
이하, 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법을 나타내는 블럭도이며, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 파라미터 공간좌표를 나타내는 도면이다.1 to 2 are block diagrams illustrating a tilt correction method of an X-ray Citigraphic apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 4 are diagrams showing parameter spatial coordinates according to an embodiment of the present invention. .
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법은, 엑스레이 씨티 촬영장치에서 복수 개의 2차원 프로젝션 데이터가 입력되고 상기 2차원 프로젝션 데이터들을 3차원 영상으로 재구성할 시 상기 각 2차원 프로젝션 데이터가 기울어져 있는지의 여부를 판단하여 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정하기 위한 것이다.1 to 4, in the tilt correction method of the X-ray Citigraphy apparatus according to an embodiment of the present invention, a plurality of two-dimensional projection data is input in the X-ray Citi-graphy apparatus and the three-dimensional projection data is three-dimensional. When reconstructing the image, it is to determine whether each of the two-dimensional projection data is tilted to correct the inclination of each of the two-dimensional projection data.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법은, 먼저, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치에서 피지컬 팬텀을 스캔한 2차원 프로젝션 이미지들을 입력받고 상기 각 2차원 프로젝션 이미지 내의 상기 피지컬 팬텀의 경계선들을 검출하게 된다.In addition, the tilt correction method of the X-ray Citigraphic apparatus according to an embodiment of the present invention, first, the two-dimensional projection images scanned the physical phantom in the X-ray Citigraphic apparatus receives the physical in each of the two-dimensional projection image The boundaries of the phantom will be detected.
또한, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치는 엑스레이 소오스(X-ray source) 및 디텍터(detector)를 구비하게 되는데, 상기 엑스레이 소오스에서 발생된 엑스레이가 상기 대상물체를 조사하여 상기 디텍터에서 수광된다. 특히, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치는 상기 엑스레이가 콘빔(cone-beam)으로 조사되는 콘빔 엑스레이 씨티 촬영장치(cone-beam X-ray computed tomography)일 수 있다.In addition, the X-ray Citigraphic apparatus is provided with an X-ray source (X-ray source) and a detector (detector), the X-ray generated from the X-ray source is irradiated to the target object and received by the detector. In particular, the X-ray city imaging apparatus may be a cone-beam X-ray computed tomography in which the X-rays are irradiated with a cone beam.
또한, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치의 상기 디텍터에는 상기 대상물체의 상이 맺히며, 상기 상을 상기 디텍터가 읽어들인 이미지 데이터가 2차원 프로젝션 이미지가 되며, 상기 2차원 프로젝션 이미지들이 상기 2차원 프로젝션 데이터로 이루어진다. 또한, 상기 디텍터의 전체에서 읽어들인 데이터는 디텍터 플랜 데이터일 수 있다.In addition, an image of the object is formed in the detector of the X-ray Citigraphy apparatus, and the image data read by the detector is a two-dimensional projection image, and the two-dimensional projection images are the two-dimensional projection data. . In addition, the data read from the entire detector may be detector plan data.
또한, 상기 엑스레이 씨티 촬영 장치는 3차원의 영상을 얻기 위해서 중심축을 중심으로 상기 엑스 레이 소오스 및 디텍터가 동일한 각도씩 이동하며 360도까지 원형 궤적을 회전하는 스캔으로 2차원 프로젝션 이미지를 복수 개 획득하게 된다.In addition, the X-ray Citigraphy apparatus obtains a plurality of two-dimensional projection image by scanning the X-ray source and the detector to rotate the circular trajectory by 360 degrees around the central axis in order to obtain a three-dimensional image do.
또한, 상기 2차원 프로젝션 이미지에는 상기 피지컬 팬텀이 상기 상으로 맺히면서, 상기 대상물체의 경계선들이 x축 및 y축을 기준축으로 하는 2차원 좌표 내의 점들로 생성될 수 있다.In addition, the physical phantom may form the image in the two-dimensional projection image, and boundary lines of the object may be generated as points in two-dimensional coordinates having the x and y axes as reference axes.
또한, 상기 2차원 프로젝션 이미지 내의 상기 피지컬 팬텀의 각 경계선은, 영상의 경계선을 검출하는 알고리즘인 경계선 검출 마스크를 이용하여 검출할 수 있으며, 예컨대, 로버츠 마스크, 프리위트 마스크 또는 소벨 마스크를 이용하여 상기 각 경계선을 검출할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 상기 로버츠 마스크를 이용하여 상기 각 경계선을 검출하였다(S1100).In addition, each boundary of the physical phantom in the two-dimensional projection image may be detected by using a boundary detection mask, which is an algorithm for detecting the boundary of an image, for example, using the Roberts mask, the sweet mask or the Sobel mask. Each boundary line can be detected, and in the exemplary embodiment of the present invention, each boundary line is detected using the Roberts mask (S1100).
다음, 상기 경계선들 중 적어도 하나의 직선 성분을 산출하고, 상기 직선 성분의 기울기를 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울기로 계산하게 되는데, 상기 경계선을 이루는 직선을 상기 직선 성분으로 산출하고 상기 직선 성분의 기울기를 계산하게 된다.Next, at least one linear component of the boundary lines is calculated, and the slope of the linear component is calculated as the slope of each of the two-dimensional projection data. The straight line constituting the boundary line is calculated as the linear component and the linear component of the linear component is calculated. The slope will be calculated.
또한, 상기 경계선에서 상기 직선 성분 및 상기 직선 성분의 기울기는 허프 변환(Hough Transform)을 이용하여 계산할 수 있다. 물론, 상기 허프 변환 이외에도, 영상 내에서 상기 경계선과 같은 에지성분을 검출하는 알고리즘으로 이용할 수도 있다.In addition, the slope of the linear component and the linear component at the boundary line may be calculated using a Hough transform. Of course, in addition to the Hough transform, it may be used as an algorithm for detecting edge components such as the boundary line in the image.
또한, 상기 허프 변환은 2차원 공간의 영상좌표에서의 직선의 방정식을 파라미터(parameter) 공간으로 변환하여 직선을 찾는 알고리즘이며, 상기 2차원 공간의 영상 좌표에서 직선의 방정식은 아래의 수학식 A로 계산할 수 있다.The Hough transform is an algorithm for finding a straight line by converting an equation of a straight line in image coordinates in a two-dimensional space into a parameter space, and the equation of a straight line in the image coordinates in the two-dimensional space is expressed by Equation A below. Can be calculated
[수학식 A][Mathematical formula A]
여기서, a는 기울기(slope)이며, b는 y절편(intersection)이며, x는 가로축이고, y가 세로축을 나타내며, a 및 b의 값이 직선의 기울기 또는 모양을 결정하는 파라미터(parameter)가 될 수 있다.Where a is the slope, b is the y-intersection, x is the horizontal axis, y is the vertical axis, and the values of a and b are parameters that determine the slope or shape of the straight line. Can be.
또한, 위의 수학식 A를 파라미터 공간으로 변형하여 정의하게 되면, a가 가로축이며, b가 세로축을 이루게 되며, 아래의 수학식 B로 계산할 수 있다.In addition, when the equation (A) is transformed into a parameter space and defined, a is the horizontal axis, b is the vertical axis, and the following equation (B) can be calculated.
[수학식 B][Mathematical expression B]
여기서, a는 위의 수학식 A에서의 기울기 값이며, b는 수학식 A에서의 y절편 값이며, x 및 y는 각각 x축 및 y축의 좌표값일 수 있다. 또한, 상기 2차원 공간의 영상좌표에서의 점들은 상기 파라미터 공간에서는 직선으로 표현될 수 있다.Here, a may be an inclination value in Equation A, b may be an y-intercept value in Equation A, and x and y may be coordinate values of the x and y axes, respectively. In addition, the points in the image coordinates of the two-dimensional space may be represented by a straight line in the parameter space.
즉, x축 및 y축의 임의의 점들(x, y)에 대한 기울기 및 y절편의 값이 상기 파라미터 공간에서 교점으로 존재하는 경우, 상기 교점은 2차원 공간의 영상좌표에서 동일한 기울기 및 y절편을 갖는 하나의 직선을 이루는 점들이라 할 수 있다. That is, when the values of the slope and y-intercept for arbitrary points (x, y) on the x- and y-axes exist as intersections in the parameter space, the intersection points are the same inclination and y-intercept in the image coordinates of the two-dimensional space. It can be said that the points forming a straight line having.
또한, 상기 허프 변환은 위의 수학식 B가 y축과 평행한 직선인 수직선은 기울기값이 무한대의 값을 가지므로, 실질적으로는 극좌표계 형태의 직선의 방정식을 사용하여 상기 파라미터 공간을 정의하게 된다.In addition, the Hough transform is a vertical line in which Equation B is a straight line parallel to the y-axis has an infinite value of inclination, so that the parameter space can be defined using an equation of a straight line having a polar coordinate system. do.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 허프 변환은 아래의 수학식 1을 이용하여, 상기 파라미터 공간을 설정하고, 상기 경계선들 중 적어도 하나의 직선 성분을 산출하고 상기 직선 성분의 기울기를 계산하여, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울기가 계산될 수 있다.In addition, the Hough transform according to an embodiment of the present invention may be performed by setting the parameter space, calculating at least one linear component among the boundary lines, and calculating a slope of the linear component using Equation 1 below. The slope of each of the two-dimensional projection data can be calculated.
여기서, S는 원점에서 상기 직선 성분이 교차하는 점의 좌표값까지의 수직거리이며, θ는 원점에서 상기 S까지 수직선을 그린 경우, y축과 이루는 각도의 크기로 기울기값을 뜻한다.Here, S is the vertical distance from the origin to the coordinate value of the point where the linear component intersects, and θ means the inclination value by the angle of the y-axis when the vertical line is drawn from the origin to the S.
즉, 2차원 공간의 영상좌표인 상기 2차원 프로젝션 이미지에서 산출된 상기 경계선을 이루는 모든 점들을 좌표값 중에서 상기 파라미터 공간에서 교점으로 존재하는 점들의 좌표값을 계산하여, 상기 직선 성분 및 상기 직선 성분의 기울기를 계산하게 되는 것이다(S1200).That is, the coordinate values of the points that exist as the intersection points in the parameter space among all the points forming the boundary line calculated from the two-dimensional projection image which are the image coordinates of the two-dimensional space are calculated. It is to calculate the slope of (S1200).
다음, 상기 허프 변환을 이용하여, 상기 2차원 프로젝션 이지미에서 상기 경계선을 이루는 좌표값들 중 상기 파라미터 공간에서 원점과의 법선거리가 S이며, 상기 원점과 이루는 각도가 θ인 기준점을 산출하게 된다.Next, using the Hough transform, a reference point whose normal distance with the origin is S in the parameter space among the coordinate values constituting the boundary in the 2D projection image is calculated and the angle formed with the origin is θ is calculated.
또한, 상기 기준점을 상기 파라미터 공간의 직선들이 교차하는 교점의 좌표값일 수 있다. 또한, 상기 기준점을 통과하는 직선들은 2차원 영상좌표인 상기 2차원 프로젝션 이미지에서 동일한 기울기값 및 y절편값을 갖는 직선일 수 있다(S1210).Further, the reference point may be a coordinate value of an intersection where straight lines in the parameter space intersect. In addition, the straight lines passing through the reference point may be straight lines having the same slope value and y-intercept value in the two-dimensional projection image which is a two-dimensional image coordinate (S1210).
다음, 상기 기준점이 산출되면, 상기 파라미터 공간의 좌표값을 상기 2차원 영상좌표인 2차원 프로젝션 이미지 상의 좌표값으로 변환하여, 상기 기준점을 통과하는 하나의 선을 상기 직선 성분으로 설정하게 된다.Next, when the reference point is calculated, a coordinate value of the parameter space is converted into a coordinate value on the two-dimensional projection image which is the two-dimensional image coordinate, and one line passing through the reference point is set as the linear component.
또한, 상기 직선 성분은 상기 2차원 프로젝션 이미지에서 하나의 직선으로 표현된다(S1220).In addition, the straight line component is represented by one straight line in the two-dimensional projection image (S1220).
다음, 상기 직선 성분이 갖는 θ의 값이 상기 기울기로 계산하게 되며, 상기 직선 성분의 기울기가 상기 2차원 프로젝션 이미지의 기울기로 계산된다. 또한, 상기 2차원 프로젝션 이미지의 기울기는 x축 및 y축을 기준축으로 하여, 상기 기울기만큼 기울어진 정도로 나타낼 수 있을 것이다. Next, the value of θ of the linear component is calculated by the slope, and the slope of the linear component is calculated by the slope of the two-dimensional projection image. In addition, the inclination of the two-dimensional projection image may be represented by the degree of inclination by the inclination with reference to the x-axis and the y-axis.
또한, 상기 2차원 프로젝션 이미지들의 기울기를 계산하여, 상기 2차원 프로젝션 데이터의 기울기를 계산할 수 있다(S1230).In addition, the slopes of the two-dimensional projection data may be calculated by calculating the slopes of the two-dimensional projection images (S1230).
다음, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터를 상기 기울기만큼 반대 방향으로 회전변환시켜서, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정하게 된다.Next, the two-dimensional projection data is rotated in the opposite direction by the inclination, thereby correcting the inclination of the two-dimensional projection data.
또한, 상기 2차원 프로젝션 데이터를 회전변환하는 경우에는 다양한 회전변환 알고리즘을 이용할 수 있는데, 예컨대, 상기 2차원 프로젝션 이미지들의 좌표값들을 상기 기울기인 θ만큼 회전시킬 수 있는 알고리즘을 이용할 수 있을 것이다(S1300).In addition, when rotating the 2D projection data, various rotation conversion algorithms may be used. For example, an algorithm capable of rotating coordinate values of the 2D projection images by the inclination θ may be used (S1300). ).
다음, 상기 기울어짐을 보정한 각 2차원 프로젝션 데이터를 3차원 영상으로 재구성하게 되는데, 상기 3차원 영상으로의 재구성은 여러 기법을 사용할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 Feldkamp, Davis 및 Kress(FDK)가 제안한 필터처리된 백프로젝션 알고리즘(filtered back-projection algorithm) 기법을 사용하였다.Next, each of the two-dimensional projection data correcting the skew is reconstructed into a three-dimensional image, and the reconstruction into the three-dimensional image may use various techniques, and in one embodiment of the present invention, Feldkamp, Davis, and Kress (FDK). The filtered back-projection algorithm was proposed.
또한, 상기 3차원 영상으로의 재구성은 우선, 전처리 및 필터링을 실시하게 되며, 상기 2차원 프로젝션 데이터들을 로딩(loading)하여, 자코비안 웨이팅(jacobian weighting) 처리를 한 후, 필터를 이용하여 필터링하게 된다.In addition, the reconstruction into the 3D image may be preprocessed and filtered first, and then the Jacobian weighting process may be performed by loading the 2D projection data and then filtered using a filter. do.
또한, 상기 자코비안 웨이팅 처리는 수학적인 처리 과정 중 극 좌표계(polar coordinates)와 사각 좌표계(rectangular coordinates) 사이에서의 값의 변화를 보정해 주기 위한 것이다. 또한, 상기 필터링은 재구성의 결과로 도출된 3차원 영상이 원래의 대상물의 형상에 가깝게 재구성될 수 있게 하는 것이다.In addition, the Jacobian weighting process is intended to correct a change in a value between polar coordinates and rectangular coordinates during a mathematical process. In addition, the filtering allows the three-dimensional image derived as a result of the reconstruction to be reconstructed close to the shape of the original object.
또한, 상기 3차원 영상으로의 재구성은 상기 전처리 및 상기 필터링을 실시한 이후에 백-프로젝션을 실시하게 되는데, 이때, 상기 2차원 프로젝션 데이터의 웨이팅 팩터(weighting factor)를 계산하고, 상기 2차원 프로젝션 데이터를 이용하여 보간법(interpolation)을 행하여 3차원 볼륨(volume)의 각 점의 값을 정한다. 그리고 상기 점들의 값을 저장한다.In addition, the reconstruction into the 3D image is performed after the pre-processing and the filtering, and then back-projection is performed. At this time, a weighting factor of the 2D projection data is calculated and the 2D projection data is calculated. Interpolation is performed using to determine the value of each point of the three-dimensional volume. And store the values of the points.
또한, 상기 3차원 영상으로의 재구성은 상기 백-프로젝션을 실시한 이후에, 재구성 단면(slice)를 저장하게 되는데, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터를 모두 상기 전처리, 상기 필터링 및 상기 백-프로젝션을 실시하고, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 재구성 단면을 저장하여, 생성되는 재구성 결과를 상기 3차원 영상으로 저장한다. 또한, 상기 재구성 결과는 단면으로 저장될 수도 있다(S1400).In addition, the reconstruction into the 3D image stores the reconstruction slice after performing the back-projection, and performs the preprocessing, the filtering, and the back-projection of each of the two-dimensional projection data. The reconstruction section of each of the 2D projection data is stored, and the generated reconstruction result is stored as the 3D image. In addition, the reconstruction result may be stored in a cross section (S1400).
다음, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치가 상기 피지컬 팬텀을 스캔하며 회전한 각 각도별로 상기 기울기들을 계산하고, 상기 각 각도별로 상기 기울기를 저장한 기울기 파일을 생성하게 된다.Next, the X-ray Citigraphic apparatus scans the physical phantom, calculates the tilts for each rotated angle, and generates a tilt file storing the tilts for each angle.
또한, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치는 중심축을 중심으로 상기 엑스레이 소오스 및 상기 디텍터가 동일한 각도씩 이동하며 360도까지 원형 궤적을 이루며 회전하게 되는데, 이때, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치가 이동하며 상기 2차원 프로젝션 데이터를 획득한 각도마다 상기 기울기 파일이 저장되는 것이다.In addition, the X-ray Citigraphic apparatus is rotated in a circular trajectory by 360 degrees with the X-ray source and the detector move around the center axis at the same angle, the X-ray Citigraphic apparatus is moved and the two-dimensional projection data The inclination file is stored for each obtained angle.
또한, 상기 기울기 파일은 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울기인 θ의 값이 저장된 파일일 수 있다. 또한, 상기 기울기 파일은 상기 엑스레이 씨티 촬영장치가 임의의 대상물체를 스캔하는 경우, 상기 각 각도에서 스캔된 2차원 프로젝션 데이터들을 얼마만큼의 각도를 보정하여야 하는지를 나타내게 된다(S1500).The gradient file may be a file in which a value of θ, which is a slope of each of the two-dimensional projection data, is stored. In addition, the tilt file indicates how much of the two-dimensional projection data scanned at each angle is to be corrected when the X-ray imaging apparatus scans an arbitrary object (S1500).
다음, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치가 상기 각 각도별로 임의의 피지컬 팬텀을 스캔하는 경우, 상기 기울기 파일을 이용하여 상기 엑스레이 씨티 촬영장치에서 입력되는 2차원 프로젝션 데이터들의 기울어짐을 보정하게 된다.Next, when the X-ray Citigraphy apparatus scans an arbitrary physical phantom for each angle, the inclination of the 2D projection data input from the X-ray CIT apparatus is corrected using the tilt file.
또한, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치는 상기 각 각도별로 발생되는 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐 및 상기 2차원 프로젝션 데이터의 기울기를 상기 기울기 파일에서 입력받을 수 있으며, 상기 기울기 파일을 통해 임의의 피지컬 팬텀의 2차원 프로젝션 데이터들의 기울어짐을 보정할 수 있게 된다.In addition, the X-ray Citigraphy apparatus may receive the inclination of the two-dimensional projection data and the inclination of the two-dimensional projection data generated for each angle from the inclination file, the second of any physical phantom through the inclination file The tilt of the dimensional projection data can be corrected.
또한, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치는 임의의 대상물체 또는 실질적인 의료영상을 획득하는 경우에도, 상기 기울기 파일을 이용하여 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정한 후 3차원 영상으로 재구성하게 된다(S1600).In addition, even when acquiring an arbitrary object or a substantial medical image, the X-ray imaging apparatus corrects the inclination of each two-dimensional projection data using the inclination file and reconstructs the three-dimensional image (S1600).
도 5a 내지 도 5b는 2차원 프로젝션 이미지를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 2차원 프로젝션 이미지를 보정하는 도면이다. 5A to 5B are diagrams illustrating two-dimensional projection images, and FIG. 6 is a diagram for correcting two-dimensional projection images according to an embodiment of the present invention.
도 5a를 참조하면, 엑스레이 씨티 촬영장치에서 스캔된 2차원 프로젝션 이미지를 나타나 있는데, 상기 2차원 프로젝션 이미지에는 외부 원기둥(110) 및 내부 원기둥(120)으로 이루어진 피지컬 팬텀이 스캔되어 있다. Referring to FIG. 5A, a 2D projection image scanned by an X-ray Citigraphy apparatus is illustrated, and a physical phantom consisting of an
또한, 상기 2차원 프로젝션 이미지는 기울어짐이 없는 정상상태로 스캔된 것이다.In addition, the two-dimensional projection image is scanned in a steady state without tilting.
도 5b를 참조하면, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치에서 스캔된 2차원 프로젝션 이미지로서, 외부 원기둥(110) 및 내부 원기둥(120)으로 이루어진 피지컬 팬텀이 스캔되어 있으나, 상기 2차원 프로젝션 이미지에 기울어짐이 발생된 것을 나타낸다.Referring to FIG. 5B, a physical phantom consisting of an
또한, 상기 기울어짐이 발생한 2차원 프로젝션 이미지들로 이루어진 2차원 프로젝션 데이터와, 상기 정상상태의 2차원 프로젝션 이미지들로 이루어진 2차원 프로젝션 데이터들을 3차원 영상으로 재구성하는 경우에는 정확한 3차원 영상을 재구성할 수 없게 되는 것이다.In addition, in the case of reconstructing the two-dimensional projection data consisting of the two-dimensional projection images in which the tilt occurs, and the two-dimensional projection data consisting of the two-dimensional projection images in the steady state into a three-dimensional image, the accurate three-dimensional image is reconstructed. It will not be possible.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따라 2차원 프로젝션 이미지를 보정하는 것으로, 상기 2차원 프로젝션 이미지에는 외부 원기둥(110) 및 내부 원기둥(120)으로 이루어진 피지컬 팬텀이 기울어진 상태로 스캔되어 있고, 상기 2차원 프로젝션 이미지가 기울어진 각도인 θ값만큼 기울어짐을 보정하게 된다.Referring to FIG. 6, in accordance with an embodiment of the present invention, a two-dimensional projection image is corrected, and the two-dimensional projection image is scanned with the physical phantom composed of an
또한, 상기 내부 원기둥(120)은 밀도가 높은 물질로 이루어지게 되는데, 상기 내부 원기둥(120)의 밑면(121)은 상기 2차원 프로젝션 이미지에서 직선으로 표현되게 되며, 상기 밑면(121)의 기울기를 계산하여, 상기 2차원 프로젝션 이미지가 기울어진 각도인 θ값을 계산할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 2차원 프로젝션 이미지가 기울어진 방향의 반대 방향으로 회전변환하여, 상기 기울어짐을 보정할 수 있을 것이다. 또한, 상기 2차원 프로젝션 이미지를 회전변환하는 경우, 회전의 중심이 되는 기준점은 원점 또는 상기 각 2차원 프로젝션 이미지의 중심점으로 설정할 수 있을 것이다.In addition, the 2D projection image may be rotated in a direction opposite to the inclination direction to correct the inclination. In addition, when rotating the 2D projection image, the reference point which is the center of rotation may be set as an origin or a center point of each of the 2D projection images.
도 7a 내지 도 7b는 실제 환자의 치아를 촬영한 영상을 보정하기 전과 보정한 후의 도면이다.7A to 7B are diagrams before and after correcting an image of an actual patient's teeth.
도 7a 내지 도 7b를 참조하면, 실제 환자의 악궁을 촬영한 영상들로써, 도 7a는 보정 전의 영상이고 도 7b는 보정 후의 영상으로 각 영상에 일정 영역(130)에서 보는 바와 같이 보정 전의 치아 단면들 보다 보정 후의 치아 단면들이 더 정확한 형태와 크기를 알 수 있어 더욱 선명하다는 것을 알 수 있다.7A to 7B, images of the actual arch of the patient are taken. FIG. 7A is an image before correction and FIG. 7B is an image after correction. As shown in a
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법은 실질적으로 2차원 프로젝션 데이터의 기울기를 컴퓨터상에서 계산할 수 있는 프로그램에 의해 수행된다.On the other hand, the tilt correction method of the X-ray Citigraphy apparatus according to an embodiment of the present invention is performed by a program that can calculate the slope of the two-dimensional projection data on a computer substantially.
또한, 상기 프로그램은 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등이 단독 또는 조합으로 구성된 프로그램일 수 있고, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라, 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드로 짜여진 프로그램일 수 있다.In addition, the program may be a program in which a program command, a local data file, a local data structure or the like is composed solely or in combination, and may be a program code that can be executed by a computer using an interpreter or the like It can be a program written in a high-level language code.
또한, 상기 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체에 저장되어 컴퓨터로 읽혀짐으로서 그 기능을 수행하고, 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되어 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 지식을 가진 자에서 공지되어 사용 가능할 것일 수 있으며, 예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD, DVD와 같은 광 기록 매체, 자기 및 광 기록을 겸할 수 있는 자기-광 기록 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등 단독 또는 조합에 의해 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치일 수 있다.In addition, the program is stored in a computer readable medium to perform the function by being read by a computer, the medium is those specially designed and configured for the present invention or known to those of ordinary skill in the computer software field And magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CDs and DVDs, magnetic-optical recording media capable of both magnetic and optical recording, ROM, RAM, and the like. , A flash memory, or the like, may be a hardware device specifically configured to store and execute program instructions, alone or in combination.
또한, 상기 프로그램은 상기 매체에 의해 컴퓨터에 읽혀질 수 있는 것뿐만 아니라, 인트라넷이나 인터넷 등의 통신망을 통해 정보를 전송할 수 있는 서버 시스템에 저장되어 컴퓨터로 전송될 수도 있고, 상기 서버 시스템에서 상기 프로그램을 컴퓨터로 전송하지 않고 컴퓨터가 상기 서버 시스템으로 접근하여 상기 서버 시스템상에서 상기 프로그램을 수행할 수 있는 플랫폼을 제공할 수도 있다.In addition, the program may be stored in a server system capable of transmitting information through a communication network such as an intranet or the Internet, and may be transmitted to a computer, as well as being read by a computer by the medium. A computer can access the server system without sending it to a computer and provide a platform on which the program can be executed on the server system.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법은 2차원 프로젝션 데이터의 기울기를 계산하고, 상기 기울기를 보정할 수 있는 엑스레이 씨티 촬영장치에 의해 수행될 수 있다. In addition, the tilt correction method of the X-ray Citigraphic apparatus according to an embodiment of the present invention may be performed by the X-ray Citigraphic apparatus capable of calculating the slope of the 2D projection data and correcting the tilt.
또한, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치는 복수 개의 2차원 프로젝션 데이터를 3차원 영상으로 재구성하기 이전에, 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울어진 각도를 계산하고 상기 기울어진 각도만큼 반대로 회전변환하여, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정할 수 있다.In addition, the X-ray Citigraphy apparatus calculates an inclination angle of each two-dimensional projection data and rotates the inversely by the inclination angle, before reconstructing the plurality of two-dimensional projection data into a three-dimensional image, and thereby converts each of the two-dimensional images. The tilt of the projection data can be corrected.
또한, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치는, 본 발명의 일실시예에 따른 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법을 이용하여, 상기 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정하는 프로그램에 의해 기능하여 각 단계를 수행할 수도 있으며, 이때에는 2차원 프로젝션 데이터의 기울어진 각도를 계산하고 상기 기울어진 각도만큼 반대로 회전변환시켜서, 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정할 수 있을 것이다.In addition, the X-ray Citigraphic apparatus, by using a tilt correction method of the X-ray Citigraphic apparatus according to an embodiment of the present invention, by the program to correct the tilt of the two-dimensional projection data to perform each step In this case, the inclination of the two-dimensional projection data may be corrected by calculating the inclination angle of the two-dimensional projection data and rotating the inverse of the inclination angle.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the present invention. Various changes and modifications will be possible.
Claims (8)
상기 엑스레이 씨티 촬영장치에서 피지컬 팬텀을 스캔한 2차원 프로젝션 이미지들을 입력받아, 상기 2차원 프로젝션 이미지 내의 상기 피지컬 팬텀의 경계선들을 검출하는 제 1단계;
상기 경계선들 중 적어도 하나의 직선 성분을 산출하고, 상기 직선 성분의 기울기를 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울기로 계산하는 제 2단계;
상기 각 2차원 프로젝션 데이터를 상기 기울기만큼 반대 방향으로 회전변환시켜서 상기 기울어짐을 보정하는 제 3단계; 및
상기 기울어짐을 보정한 각 2차원 프로젝션 데이터를 3차원 영상으로 재구성하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법.
A correction method for correcting the inclination of the two-dimensional projection data when reconstructing a plurality of two-dimensional projection data input from the X-ray Citigraphic apparatus into a three-dimensional image through mathematical calculations,
A first step of receiving two-dimensional projection images of the physical phantom scanned by the X-ray imaging apparatus and detecting boundary lines of the physical phantom in the two-dimensional projection image;
Calculating a straight line component of at least one of the boundary lines, and calculating a slope of the straight line component as a slope of each of the two-dimensional projection data;
A third step of correcting the inclination by rotating the two-dimensional projection data in the opposite direction by the inclination; And
And a fourth step of reconstructing each of the two-dimensional projection data having corrected the inclination into a three-dimensional image.
상기 제 2단계는
허프 변환을 이용하여 원점과의 법선거리가 S이며, 상기 원점과 이루는 각도가 θ인 기준점을 산출하는 제 2-1단계;
상기 기준점을 통과하는 하나의 선을 상기 직선 성분으로 설정하는 제 2-2단계; 및
상기 직선 성분이 갖는 θ의 값을 상기 기울기로 계산하여, 상기 각 2차원 프로젝션 데이터들의 기울기를 계산하는 제 2-3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법.
The method of claim 1,
The second step is
A second step of calculating a reference point whose normal distance from the origin is S and an angle formed by the origin using the Hough transform is θ;
Step 2-2 of setting one line passing through the reference point as the linear component; And
And calculating the inclination of each of the two-dimensional projection data by calculating a value of θ of the linear component by the inclination, and the inclination correction method of the X-ray Citigraphic apparatus.
상기 제 2단계는 아래의 수학식 1을 이용하여, 상기 직선 성분의 기울기를 계산하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법.
[수학식 1]
여기서, S는 원점에서 상기 직선 성분이 교차하는 점의 좌표값까지의 수직거리이며, θ는 원점에서 상기 S까지 수직선을 그린 경우, y축과 이루는 각도의 크기로 기울기값을 뜻한다.
The method of claim 2,
In the second step, the inclination correction method of the X-ray Citigraphic apparatus, characterized in that to calculate the slope of the linear component using the following equation (1).
[Equation 1]
Here, S is the vertical distance from the origin to the coordinate value of the point where the linear component intersects, and θ means the inclination value by the angle of the y-axis when the vertical line is drawn from the origin to the S.
상기 엑스레이 씨티 촬영장치가 상기 피지컬 팬텀을 스캔하며 회전한 각 각도별로 상기 기울기들을 계산하고, 상기 각 각도별로 상기 기울기를 저장한 기울기 파일을 생성하는 제 5단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법.
The method of claim 3,
And a fifth step of the X-ray imaging apparatus scanning the physical phantom, calculating the tilts for each rotated angle, and generating a tilt file storing the tilts for each angle. Tilt correction method of Citi shooting device.
상기 엑스레이 씨티 촬영장치가 상기 각 각도별로 임의의 대상물체를 스캔하는 경우, 상기 기울기 파일을 이용하여 상기 엑스레이 씨티 촬영장치에서 입력되는 2차원 프로젝션 데이터들의 기울어짐을 보정하는 제 6단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법.
5. The method of claim 4,
A sixth step of correcting the inclination of the two-dimensional projection data input from the x-ray citi imaging apparatus by using the inclination file when the x-ray citi imaging apparatus scans an arbitrary object for each angle; Tilt correction method of the X-ray Citigraphic apparatus, characterized in that.
Using the tilt correction method of any one of claims 1 to 5, before reconstructing a plurality of two-dimensional projection data into a three-dimensional image, calculates the inclination angle of each two-dimensional projection data and the tilted An X-ray Citigraphic apparatus for correcting the inclination of each of the two-dimensional projection data by rotating conversion by the opposite angle.
A recording medium having stored thereon a program which functions to calculate and correct an angle at which the two-dimensional projection data of the plurality of two-dimensional projection data are inclined using the tilt correction method according to any one of claims 1 to 5.
A function of a program for performing the tilt correction method according to any one of claims 1 to 5, wherein the inclination angle of the two-dimensional projection data is calculated and reversely converted by the inclination angle. X-ray Citigraphy device that compensates for skew.
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| KR1020110087708A KR101211141B1 (en) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | Methond for correction of tilting in cone-beam x-ray computed tomography using hough transform |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20180057020A (en) | 2016-11-21 | 2018-05-30 | 주식회사 레이 | Cone Beam Computerized Tomography System of Dual Energy Type |
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- 2011-08-31 KR KR1020110087708A patent/KR101211141B1/en active IP Right Grant
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