KR101432864B1 - 정보 처리 장치, 처리 방법 및 컴퓨터 판독가능한 기억 매체 - Google Patents

Abstract

정보 처리 장치(10)는, 현재 프레임의 화상 데이터에 대해 피사체의 공간 주파수에 기초하는 주파수 대역에서 공간 필터링을 수행하는 공간 필터링 수단(41, 42)과, 현재 프레임 이전에 처리된 화상 데이터를 메모리로부터 취득하고, 취득된 화상 데이터를 계수 α(α<1)로 곱하고, 계수 α로 곱해진 화상 데이터를 공간 필터링 후의 현재 프레임의 화상 데이터에 가산하고, 가산 후의 화상 데이터를 메모리에 기억함으로써 순환 필터링을 수행하는 순환 필터링 수단(45)을 포함한다.

Description

정보 처리 장치, 처리 방법 및 컴퓨터 판독가능한 기억 매체{INFORMATION PROCESSING APPARATUS, PROCESSING METHOD, AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM}

본 발명은 정보 처리 장치, 그 처리 방법 및 컴퓨터 판독가능한 기억 매체에 관한 것이다.

최근, 방사선(예를 들어, X선)을 사용하는 동화상 촬영에 기초하여 의학적인 진단과 치료가 활발하게 수행되고 있다. 요즘, 특히 플랫 패널 검출기(유리 기판 상에 아몰퍼스 실리콘 TFT와 반도체 센서를 형성하여 취득됨)를 사용하는 X선 촬영 장치가 자주 사용된다. 그러나, 아몰퍼스 실리콘 TFT를 사용하는 플랫 패널 검출기는 광전 변환된 신호를 화소로 증폭할 수 없어서, 기억된 전하를 긴 신호 라인을 통해 판독한다. 따라서, 노이즈가 외부 또는 내부 요인의 영향 하에 화상에 생성되기 쉽다. 최근, 이러한 노이즈가 피사체의 공간 주파수와 중첩된 공간 주파수를 갖는 성분과, 피사체의 공간 주파수와 중첩하지 않은 공간 주파수를 갖는 성분을 포함한다고 알려져 있다.

또한, 방사선을 사용한 촬영에서는, 방사선에의 노출을 억제하기 위해서, 인체는 낮은 방사선 선량에서 촬영되어야 한다. 따라서, 매우 작은 값의 신호가 판독되고, 화상에 약간의 변동이 발생해도 시각적으로 인지된다. 예를 들어, 수직으로 그리고 수평으로 이어지는 줄무늬 형상의 변형[이후에, 라인 노이즈(line noise)로 지칭됨]은, 인간의 눈에 의해 민감하게 인지되어서, 진단 화상에 큰 영향을 준다.

라인 노이즈를 저감시키기 위해 종래 공지된 기술로서, 일본 특허 공개 공보 제2003-204955호(이후에, 참조 문헌 1로도 지칭됨)에 개시된 바와 같이, 공간 필터가 사용된다. 참조 문헌 1에 설명된 기술에서는, 라인 노이즈를 포함한 원래 화상에 대하여 라인 노이즈와 수직 방향으로 하이패스 필터링이 수행된다. 이후에, 처리된 화상에 대하여 수평 방향으로 로우패스 필터링이 수행된다. 그 결과, 라인 노이즈 화상이 취득되고, 원래 화상으로부터 라인 노이즈 화상이 감산된다. 따라서, 라인 노이즈가 저감된다.

또한, 일본 특허 공개 공보 제63-271668호(이후에, 참조 문헌 2로 지칭됨)는 피사체의 움직임의 정도에 따라 공간 필터와 순환(recursive) 필터 사이의 혼합 비율을 변경함으로써 흐려짐과 잔상이 거의 발생하지 않는 노이즈 저감을 달성하는 기술을 설명한다. 또한, 일본 특허 공개 공보 제60-065679호(이후에, 참조 문헌 3으로 지칭됨)는 1주사 기간만큼 지연된 신호와 현재 신호 사이의 차분(difference)을 산출하고, 임계값 처리와 억제 처리를 수행하고, 처리된 신호를 현재 신호에 가산함으로써 라인 노이즈를 저감하는 방법을 설명한다.

참조 문헌 1에 설명된 방법에서, 라인 노이즈는 공간 필터링되어서, 라인 노이즈가 저감된다. 불행하게도, 이 기술은 피사체의 주파수의 대역과 거의 동일한 공간 주파수 대역에서 낮은 주파수의 라인 노이즈에 대해서는 효과가 낮다.

또한, 참조 문헌 2에 설명된 기술에서는, 2차원 공간 필터링된 화상이 순환 필터링된다. 그러나, 피사체가 움직이고 있을 경우에는, 순환 필터링의 효과가 억제되지만, 피사체가 정지해 있을 경우에는, 2차원 공간 필터링의 효과가 상대적으로 크다. 이 기술은 예를 들어, 피사체의 공간 주파수와 중첩하고, 시간에 따라 변하는 공간 주파수를 갖는 노이즈에는 대응할 수 없다. 또한, 참조 문헌 3에 설명된 기술에서는, 프레임 내의 1주사 기간만큼 지연된 신호가 순환 필터링된다. 따라서, 이 기술은 시간적으로 높은 주파수의 라인 노이즈에 대해 효과가 높지만, 시간적으로 낮은 주파수의 라인 노이즈에 대해 효과가 낮다.

본 발명은 방사선이 피사체에 끼치는 영향을 억제하면서 노이즈를 저감할 수 있는 기술을 제공한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 현재 프레임의 화상 데이터에 대해 피사체의 공간 주파수에 기초하는 주파수 대역에서 공간 필터링을 수행하도록 구성되는 공간 필터링 수단과, 현재 프레임 이전에 처리된 화상 데이터를 메모리로부터 취득하고, 취득된 화상 데이터를 계수 α(α<1)로 곱하고, 계수 α로 곱해진 화상 데이터를 공간 필터링 후의 현재 프레임의 화상 데이터에 가산하고, 가산 후의 화상 데이터를 메모리에 기억함으로써 순환 필터링을 수행하도록 구성되는 순환 필터링 수단을 포함하는 정보 처리 장치가 제공된다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 현재 프레임의 화상 데이터에 대해 피사체의 공간 주파수에 기초하는 주파수 대역에서 공간 필터링을 수행하는 단계와, 현재 프레임 이전에 처리된 화상 데이터를 메모리로부터 취득하고, 취득된 화상 데이터를 계수 α(α<1)로 곱하고, 계수 α로 곱해진 화상 데이터에 공간 필터링 후의 현재 프레임의 화상 데이터를 가산하고, 가산 후의 화상 데이터를 메모리에 기억함으로써, 순환 필터링을 수행하는 단계를 포함하는 정보 처리 장치의 처리 방법이 제공된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 실행 시에 상술된 방법을 컴퓨터로 하여금 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 기억하는 컴퓨터 판독가능한 기억 매체가 제공된다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 명세서의 일부에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부한 도면은 본 발명의 실시예를 설명하고, 그 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정보 처리 장치의 구성의 일례를 도시하는 블록도.
도 2a 내지 도 2f는 라인 노이즈 저감 처리의 개요를 도시하는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 정보 처리 장치(10)의 시퀀스의 일례를 도시하는 흐름도.
도 4는 제1 실시예에 따른 라인 노이즈 저감 효과를 도시하는 그래프.
도 5는 제2 실시예에 따른 정보 처리 장치의 구성의 일례를 도시하는 블록도.
도 6은 제3 실시예에 따른 정보 처리 장치의 구성의 일례를 도시하는 블록도.
도 7은 제3 실시예에 따른 정보 처리 장치의 구성의 다른 예를 도시하는 블록도.

이제 본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정보 처리 장치의 기능적인 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.

정보 처리 장치(10)는 하나 또는 복수의 빌트인(built-in) 컴퓨터를 포함한다. 컴퓨터는, 예를 들어 CPU와 같은 주제어 수단, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)와 같은 기억 수단을 포함한다. 컴퓨터는 또한 GPU(Graphics Processing Unit)와 같은 그래픽 제어 수단, 네트워크 카드와 같은 통신 수단 및 키보드, 디스플레이 또는 터치 패널과 같은 입출력 수단을 포함할 수도 있다. 이들 구성 수단은 버스를 통해 접속되고, 제어 수단에 의해 기억 수단에 기억된 프로그램을 실행함으로써 제어된다는 점을 유의한다.

정보 처리 장치(10)는 그 기능적인 구성으로서, 화상 입력 유닛(20), 축소 처리 유닛(23), 계수 승산기(24), 가산기(25), 처리 화상 유지 유닛(26) 및 차분 처리 유닛(27)을 포함한다. 본 실시예에서, 피사체의 공간 주파수와 거의 중첩되지 않는 공간 주파수를 갖는 노이즈로서 랜덤 노이즈가 예시될 것이고, 피사체의 공간 주파수와 중첩하는 공간 주파수를 갖지만, 시간축에서 변하는 노이즈로서 라인 노이즈(수직으로 그리고 수평으로 이어지는 줄무늬 형상의 변형)가 예시될 것이다.

화상 입력 유닛(20)은 동화상(연속하는 프레임)의 1프레임(이후에, 입력 화상으로 지칭됨)을 외부에서 입력한다. 즉, 화상 입력 유닛(20)은, 현재 프레임의 화상 데이터를 입력한다. 입력 화상(30)은, 예를 들어 n(행)×m(열)의 2차원 화상이다. 본 실시예에 따른 입력 화상(30)은 도 2b에 도시된 사선부에 의해 나타난 바와 같이, 미리결정된 방향에서의 라인 노이즈(수직으로 그리고 수평으로 이어지는 줄무늬 형상의 변형)와 피사체를 포함한다. 미리결정된 방향이 수평 방향인 경우와, 수평의 라인 노이즈가 본 실시예에서 예시될 것이지만, 미리결정된 방향이 물론 수직 방향일 수도 있다. 2차원 화상은, 예를 들어 X선을 사용하여 촬영된 화상이지만, 반드시 X선을 사용해서 촬영된 화상일 필요는 없다.

처리 화상 유지 유닛(26)은, 미리 처리된 출력 화상(본 실시예에서, 현재 프레임의 1프레임 전의 화상)을 유지(기억)하는 메모리로서 기능한다. 차분 처리 유닛(27)은 차분 화상을 생성하는 기능을 하고, 차분 화상 생성 유닛(21)과 임계값 처리 유닛(22)을 포함한다. 차분 화상 생성 유닛(21)은, 입력 화상(30)과 처리 화상 유지 유닛(26)에 유지된 화상[즉, 현재 프레임의 1프레임 전의 출력 화상(35)] 사이의 차분 화상(31)을 생성한다. 동화상에서의 최초의 프레임 처리 시, 이 프레임의 1프레임 전의 화상이 존재하지 않기 때문에, 입력 화상(30)과 동일한 화상이 차분 화상(31)으로부터 출력된다는 점을 유의한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 현재 프레임의 1프레임 전의 출력 화상(35)은 미리결정된 방향에서도 라인 노이즈를 포함하고, 이러한 노이즈는 통상 시간에 따라 변한다는 점을 유의한다. 따라서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 화상에서는, 다른 영역에 라인 노이즈 신호가 발생된다. 여기에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 화상이 동일한 진폭의 라인 노이즈를 갖는 경우가 예시될 것이지만, 이 화상에 실제로 발생되는 라인 노이즈 신호는 시간적으로 또는 공간적으로 동일한 진폭을 가질 필요는 없다. 차분 화상 생성 유닛(21)에 의해 생성된 차분 화상(31)은, 도 2c에 도시된 바와 같이, 라인 노이즈(사선부), 전자의 노이즈의 진폭과 역의 진폭을 갖는 라인 노이즈(역사선부) 및 피사체가 움직인 영역을 포함한다.

임계값 처리 유닛(22)은, 차분 화상 생성 유닛(21)에 의해 생성된 차분 화상(31)에 대해 임계값 처리를 수행한다. 보다 구체적으로, 임계값 처리 유닛(22)은 차분 화상(31)에서 각각의 화소의 절대값을 산출하고, 그 절대값에 대해 미리결정된 값을 사용해서 임계값 처리를 수행한다. 예를 들면, 미리결정된 값은 라인 노이즈의 표준 편차보다 약간 큰 값으로 설정된다. 미리결정된 값을 초과하는 절대값을 갖는 화소가 존재한다는 처리 결과가 나타나는 경우에, 이러한 화소는 피사체의 움직임을 나타낸다고 판정되고, 이러한 화소는 "0"으로 치환되거나, "1"보다 작은 계수로 곱해진다. 이 처리에 의해 취득되는 차분 화상(임계값 처리 후)(32)은, 도 2d에 도시된 바와 같이, 피사체의 움직임이 제거된 상태를 가정한다.

차분 화상(31)은 각각의 화소마다 랜덤 노이즈를 많은 양으로 포함해서, 이 화상에서의 움직임과 랜덤 노이즈를 판별하는 것이 때로는 곤란하다. 이 경우, 임계값 처리 유닛(22)은 상술된 임계값 처리 전에, 예를 들어 2차원 평활화 필터(공간 필터링)를 사용해서 차분 화상(31)을 처리할 수도 있다. 즉, 랜덤 노이즈가 저감된 후, 상술된 임계값 처리가 수행된다. 이 처리에 의해, 랜덤 노이즈와 움직임 사이의 잘못된 판별의 비율이 저감될 수 있어서, 더 높은 정밀도로 움직임 판정을 할 수 있게 된다. 이러한 공간 필터링은 노이즈와 피사체 사이의 공간 주파수의 차가 작은 경우에 유효하다. 이 공간 필터의 필터링 대역은, 주파수 분석 유닛(도시되지 않음)으로부터 취득된 피사체의 공간 주파수에 기초해서 결정된다. 따라서, 화상에 피사체의 정보가 유지되면서 노이즈가 저감될 수 있다. 주파수 분석 유닛은 푸리에 변환과 같은 알려져 있는 방법을 사용해서 피사체의 주파수를 분석한다. 또한, 실험적으로 미리 정해진 값이 피사체의 공간 주파수로 사용될 수도 있다.

축소 처리 유닛(23)은, 라인 노이즈 화상을 생성하는 노이즈 화상 생성 유닛으로서 기능한다. 즉, 축소 처리 유닛(23)은 차분 화상(임계값 처리 후)(32)을 미리결정된 방향(라인 노이즈가 이어지는 방향과 동일한 방향)에서 축소해서, 라인 노이즈 성분을 주성분으로 포함하는 차분 화상(축소 처리 후)(33)을 생성한다. 차분 화상(축소 처리 후)(33)은, 미리결정된 방향(수평 방향)에서 축소된다. 이 축소 처리에서, 화상[차분 화상(임계값 처리 후)(32)]에서 각각의 화소는 예를 들어, 미리결정된 방향(본 실시예에 있어서는, 수평 방향)에서 선형 결합된다. 선형 결합에서는, k개의 화소(k≥2)의 평균값을 1개의 화소로서 가정하여 차분 화상(임계값 처리 후)(32)이 수평 방향으로 축소 처리된다. 축소 처리는, 예를 들어 일반적인 데시메이션(decimation) 처리일 수도 있다. 이러한 축소 처리를 이용하여, 랜덤 노이즈가 평균화되어 저감되어서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 라인 노이즈 성분을 주성분으로 포함하는 차분 화상(축소 처리 후)(33)이 생성된다.

계수 승산기(24)는 차분 화상(축소 처리 후)(33)에서 각각의 화소에 계수 α를 곱해서, 차분 화상(계수 승산 후)(34)을 생성한다. 계수 α는, 예를 들어 "1"보다 작은 값이다(α<1). 이 계수의 값에 따라, 시간 방향에서의 순환 필터의 주파수 특성이 정해진다. 계수 α의 크기에 따라 시간 방향에서의 순환 필터의 주파수 특성이 정해지기 때문에, 계수 α의 값은, 라인 노이즈가 피사체(예를 들어, 인체)의 움직임과 분리될 수 있도록 실험적으로 정해진다. 대신에, 피사체를 추출하고, 그 에지 부분의 시간 방향에 대한 움직임으로부터 계수 α의 값을 정할 수 있다. 라인 노이즈가 피사체(예를 들어, 인체)의 움직임에 대해 시간적으로 시프트하기 때문에, 라인 노이즈는 시간 방향의 필터를 정해서 억제되어야 한다는 점을 유의한다.

가산기(25)는 입력 화상(30)에 차분 화상(계수 승산 후)(34)을 가산한다. 일반적으로 알려져 있는 보간 방법을 사용해서 축소 화상이 입력 화상(30)의 크기까지 보간된 후, 가산 처리가 수행될 수도 있다.

입력 화상(30)의 화소값 Xt(i), 입력 화상(30)에 기초하는 출력 화상(35)의 화소값 Yt(i), 현재 프레임의 1프레임 전의 출력 화상의 화소값 Yt-1(i) 및 각각의 화소가 계수 승산기(24)에 의해 곱해지는 계수 α는

의 관계를 갖고, F는, 예를 들어 임계값 처리와 수평 방향 축소 처리를 나타내는 함수이다.

그 결과, 도 2f에 도시된 바와 같이, 입력 화상(30)의 라인 노이즈가 계수 α에 따라 시간 방향에서 평활화된다. 도 2f에서의 사선부는, 라인 노이즈가 일부 남아있는 상태를 나타내지만, 사선부로 나타난 남아있는 노이즈는 프레임이 더 처리되어가면서 평활화된다.

이러한 방식으로 본 실시예에 있어서는, 라인 노이즈 성분에 대해 선택적으로 순환 필터링이 수행되어서, 그 결과 취득되는 일련의/연속의 동화상[즉, 복수의 출력 화상(35)]의 라인 노이즈 성분을 억제한다.

다음으로, 도 3을 참조하여, 도 1에 도시된 정보 처리 장치(10)에서의 라인 노이즈 저감 처리의 순서의 일례가 설명될 것이다.

정보 처리 장치(10)가 화상 입력 유닛(20)을 사용해서 외부에서 동화상의 1프레임[입력 화상(30)]을 입력하면(S101), 이 처리는 개시한다. 동화상의 입력은, 예를 들어 네트워크 또는 메모리 카드와 같은 기억 매체를 통해서 행해질 수 있다.

다음으로, 정보 처리 장치(10)는, 차분 화상 생성 유닛(21)을 사용해서, 입력 화상(30)과 입력 화상(30)의 바로 전(즉, 1프레임 전)의 화상 사이의 차분 화상[차분 화상(31)]을 생성한다(S102). 입력 화상(30)의 1프레임 전의 화상은 처리 화상 유지 유닛(26)으로부터 취득된다는 점을 유의한다.

차분 화상(31)의 생성이 완료된 후에, 정보 처리 장치(10)는 임계값 처리 유닛(22)을 사용해서, 생성된 차분 화상(31)에 대해 임계값 처리를 수행한다(S103). 그 후에, 정보 처리 장치(10)는 축소 처리 유닛(23)을 사용해서, 차분 화상(임계값 처리 후)(32)을 미리결정된 방향(본 실시예에서 수평 방향)에서 축소한다(S104).

축소 처리가 완료되면, 정보 처리 장치(10)는 계수 승산기(24)를 사용해서, 차분 화상(축소 처리 후)(33)에서 각각의 화소에 계수(예를 들어, "1"보다 작은 값)를 곱한다(S105). 상술된 바와 같이, 이 계수의 값에 따라, 시간 방향에서의 순환 필터의 주파수 특성이 정해진다.

최후에, 정보 처리 장치(10)는 가산기(25)를 사용해서, 단계 S101에서 입력된 입력 화상(30)에, 계수 승산 후의 차분 화상(계수 승산 후)(34)을 가산한다(S106). 따라서, 가산 후에, 입력 화상(30)으로부터 라인 노이즈가 감산된 출력 화상(35)(즉, 적은 라인 노이즈를 갖는 화상)이 취득된다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 본 실시예에서의 라인 노이즈 저감 효과의 일례가 설명될 것이다.

도 4를 참조하여, 횡축은 동화상에서의 프레임의 개수를 나타내고, 종축은 라인 노이즈의 파워(전력) 스펙트럼을 나타낸다. 파워 스펙트럼은 화소 피치가 300μm이고, 1000×1000개의 화소를 갖는 동화상을 사용하여 산출된다. 따라서, 나이퀴스트(Nyquist) 주파수는 1.56 lp/mm가 된다.

파워 스펙트럼의 분석을 행한 라인 노이즈는, 7 lp/m만큼 낮은 주파수의 대역으로 저감되어서, 본 실시예에서 저감 처리는 종래의 공간 필터를 사용한 라인 노이즈 저감 처리에 곤란한 주파수 대역까지 라인 노이즈를 저감하는 효과를 낸다. "처리 안함(파선)" 과 "본 실시예(실선)"의 파워 스펙트럼들 간의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에서 라인 노이즈의 파워가 절반 이하로 저감된다.

(제2 실시예)

다음으로, 제2 실시예가 설명될 것이다. 도 5는 제2 실시예에 따른 정보 처리 장치(10)의 기능적인 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 또한, 동일한 참조 부호는 제1 실시예의 설명에 참조된 도 1에 나타난 기능적인 구성과 동일한 기능을 나타내는 구성 요소를 나타내고, 때로는 그 설명이 주어지지 않을 것이라는 점을 유의한다. 여기에서는 주로 제1 실시예와 제2 실시예 사이의 차이에 대해 설명될 것이다.

정보 처리 장치(10)는 화상 입력 유닛(20), 계수 승산기(24), 가산기(25), 처리 화상 유지 유닛(26), 차분 처리 유닛(27) 및 1차원 필터링 유닛(28)을 포함한다. 즉, 정보 처리 장치(10)는, 제1 실시예의 설명에서 참조된 도 1에 나타난 구성으로부터 축소 처리 유닛(23)을 생략하고, 이 구성에 1차원 필터링 유닛(28)을 더하여 취득된다.

1차원 필터링 유닛(28)은, 라인 노이즈 화상을 생성하는 노이즈 화상 생성 유닛으로서 기능한다. 즉, 1차원 필터링 유닛(28)은 미리결정된 방향(라인 노이즈가 이어지는 방향과 동일한 방향)에서 차분 화상(32)에 대해 1차원 평활화 필터링을 수행해서, 라인 노이즈 성분을 주성분으로 포함하는 차분 화상(필터 처리 후)(36)을 생성한다. 1차원 평활화 필터는 평균화 필터, 가우시안 필터 또는 미디언 필터와 같은 일반적으로 알려져 있는 필터일 수도 있다. 이러한 필터링을 이용하여, 랜덤 노이즈가 평균화되어 저감되어서, 라인 노이즈 성분을 주성분으로 포함하는 차분 화상(필터 처리 후)(36)이 생성된다.

필터링 후에, 정보 처리 장치(10)는 계수 승산기(24)를 사용해서 차분 화상(필터 처리 후)(36)에 계수를 곱하고, 가산기(25)를 사용해서 입력 화상(30)에 차분 화상(계수 승산 후)(37)을 가산한다. 따라서, 제2 실시예에서, 제1 실시예와 마찬가지로, 순환 필터링이 라인 노이즈에 대해 선택적으로 수행될 수 있다.

제2 실시예에 따른 정보 처리 장치(10)의 동작은 제1 실시예의 설명에 참조된 도 3에서와 동일한 처리 순서를 따르고, 도면을 참조한 설명은 주어지지 않을 것이라는 점을 유의한다. 제1 실시예와 제2 실시예 사이의 차이는, 전자의 수평 저감 처리 대신에, 후자에서는 상술된 1차원 필터링이 단계 S104에서 수행된다는 점에 있다.

(제3 실시예)

다음으로 제3 실시예가 설명될 것이며, 제1 실시예 및 제2 실시예에 설명된, 참조 문헌 1에 설명된 바와 같은 공간 필터를 사용하고, 조합하여 수행되는 노이즈 저감 처리가 제3 실시예에 예시될 것이다.

도 6은 제3 실시예에 따른 정보 처리 장치(10)의 기능적인 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 동일한 참조 부호는 제1 실시예의 설명에 참조된 도 1에 나타난 기능적인 구성의 기능과 동일한 기능을 나타내는 구성 요소를 나타내고, 그 설명은 때로는 주어지지 않을 것이라는 점을 유의한다. 여기에서는 제1 실시예와 제3 실시예 사이의 차이점이 주로 설명될 것이다.

정보 처리 장치(10)는 제1 실시예의 설명에 참조된 도 1에 나타난 구성에 더하여, 제1 공간 필터링 유닛(41)과, 제2 공간 필터링 유닛(42), 검출 유닛(43) 및 제어 유닛(44)을 포함한다.

제1 공간 필터링 유닛(41)은 입력 화상(30)에 대해 공간 필터를 사용한 노이즈 저감 처리를 수행한다. 예를 들어, 피사체의 움직임이 크고, 화상 래그(lag)의 영향이 무시할 수 없는 경우에는, 제1 공간 필터링 유닛(41)에 의해 공간 필터를 사용한 노이즈 저감 처리가 수행된 후에, 제1 실시예와 제2 실시예에 설명된 노이즈 저감 처리가 수행된다. 이 경우, 임계값 처리 유닛(22)에 사용되는 미리결정된 값(임계값)이 작아질 수 있기 때문에, 잔상이 거의 없는 화상이 취득될 수 있다. 즉, 제1 공간 필터링 유닛(41)에 의한 노이즈 저감 처리는, 피사체의 움직임이 크고, 잔상의 영향이 무시할 수 없는 경우에 유효하다. 공간 필터를 사용한 노이즈 저감 처리는, 종래의 기술(예를 들어, 참조 문헌 1)을 사용할 수도 있고, 그 설명은 주어지지 않을 것이라는 점을 유의한다.

제2 공간 필터링 유닛(42)은, 가산기(25)에 의해 처리된 화상에 대해 공간 필터를 사용한 노이즈 저감 처리를 수행한다. 즉, 제2 공간 필터링 유닛(42)은 제1 공간 필터링 유닛(41)과 동일한 처리를, 그것들이 상이한 화상을 처리한다해도, 수행한다. 예를 들어, 제1 실시예와 제2 실시예에 설명된 노이즈 저감 처리가 수행된 후에, 제2 공간 필터링 유닛(42)은 남아있는 라인 노이즈의 공간 주파수 성분을 분석한다. 그 후에, 제2 공간 필터링 유닛(42)은 이 분석에 의해 취득된 공간 주파수에 대해 공간 필터를 사용하는 노이즈 저감 처리를 수행한다. 이 경우, 불필요하게 넓은 대역에 걸쳐 공간 필터링을 수행할 필요가 없다. 예를 들어, 본래의 설명 화상에 대해서는, 낮은 주파수의 공간 주파수 성분이 중요하다. 따라서, 제2 공간 필터링 유닛(42)에 의한 노이즈 저감 처리가 높은 공간 주파수 성분에 한계를 설정하지 않는다면, 피사체가 흐려짐을 방지할 수 있다.

검출 유닛(43)은 입력 화상(30)에서의 라인 노이즈의 강도와, 피사체의 움직임을 모두 검출한다. 라인 노이즈의 강도와 피사체의 움직임의 검출은, 종래의 기술(예를 들어, 참조 문헌 2)을 사용할 수도 있고, 그 설명은 주어지지 않을 것이라는 점을 유의한다.

상술된 구성에 따르면, 라인 노이즈의 강도와 피사체의 움직임에 따라 제1 실시예와 제2 실시예에 설명된 노이즈 저감 처리의 실행 전후에 공간 필터를 사용한 노이즈 저감 처리가 수행된다. 따라서, 라인 노이즈 저감 처리는 적절히 수행되어서, 잔상과 피사체 흐려짐이 거의 없는 동화상이 취득될 수 있다. 즉, 노이즈는 방사선이 피사체에 끼치는 영향을 억제하면서 저감될 수 있다.

도 6에 도시된 제3 실시예에 따른 정보 처리 장치(10)의 구성은 일례일 뿐이고, 적절히 변경될 수 있다. 검출 유닛(43)과 제어 유닛(44)은, 예를 들어 필수적인 구성 요소가 아니며, 생략될 수도 있다. 이러한 구성 요소가 생략되면, 제1 공간 필터링 유닛(41) 및 제2 공간 필터링 유닛(42)에 의한 처리가 균등하게 수행된다. 또한, 예를 들어, 제1 공간 필터링 유닛(41)과 제2 공간 필터링 유닛(42) 모두가 제공될 필요가 없고, 그것들 중 1개만이 제공될 수도 있다.

또한, 참조 문헌 2에서와 같이, 제1 실시예와 제2 실시예에 설명된 제1 노이즈 저감 처리와, 공간 필터를 사용한 제2 노이즈 저감 처리를 그 처리 비율을 변경하면서 수행하는 구성이 채택될 수도 있다. 이 구성은, 예를 들어, 도 7에 나타난 구성을 채택하여 실현될 수 있다. 즉, 제어 유닛(44)은 검출 유닛(43)에 의해 취득된 검출 결과에 따라, 순환 필터링 유닛(45)에 의한 제1 노이즈 저감 처리와, 공간 필터를 사용한 제2 노이즈 저감 처리를 그 처리 비율을 변경하면서 실행한다. 처리 비율의 변경은, 라인 노이즈의 강도와 피사체의 움직임에 기초하여 일어난다는 점을 유의한다. 이 경우, 노이즈 저감 처리가 적절하게 수행되어서, 잔상과 피사체 흐려짐이 거의 없는 동화상이 취득될 수 있다.

본 발명이 예시적인 실시예가 상술되었지만, 본 발명은 상술된 실시예 및 도시된 도면에 한정되지 않고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 적절히 변경되고 실시될 수 있다.

일례로서, 제1 실시예와 제2 실시예에서, 차분 처리 시에 현재 화상의 1프레임 전의 화상이 사용되는 경우가 예시되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 현재 프레임의 1초과 프레임 전의 화상 또는 2개 이상의 상이한 프레임의 복수의 화상이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 경우에 따라 일반적인 순환 필터인 것처럼 보이고, 복수의 프레임으로 처리할 경우에, 자유 시간 주파수 성분에 대해 처리를 수행할 수 있다.

다른 예로서, 제1 실시예 내지 제3 실시예에서 현재 프레임 이전에 처리된 프레임의 화상 데이터에 대해서만 계수 α를 곱하였지만(계수 α배), 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 현재 프레임의 화상 데이터는, 현재 프레임 이전에 처리된 프레임의 화상 데이터에 곱해지는 계수 α에 대응하는 값으로 곱해질 수도 있다.

본 발명은 예를 들어, 시스템, 장치, 방법 및 프로그램 또는 기억 매체로 구현될 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 복수의 디바이스를 포함하는 시스템 또는 1개의 디바이스만을 포함하는 장치에 적용될 수도 있다.

(다른 실시예)

본 발명의 양태는 상술된 실시예의 기능을 수행하기 위해, 메모리 디바이스에 기록된 프로그램을 판독하고 실행하는 장치 또는 시스템의 컴퓨터(또는 CPU 또는 MPU와 같은 디바이스)에 의해, 그리고 상술된 실시예의 기능을 수행하기 위해, 예를 들어 메모리 디바이스에 기록된 프로그램을 판독하고 실행하여 장치 또는 시스템의 컴퓨터에 의해 수행되는 단계를 포함하는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 프로그램은, 예를 들어 메모리 디바이스로서 기능하는 다양한 종류의 기억 매체(예를 들어, 컴퓨터 판독가능한 기억 매체)로부터 또는 네트워크를 통해 컴퓨터에 제공된다.

본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시예에 한정되지 않는다는 점을 이해해야 한다. 이하 청구 범위의 범위는 그러한 변경물과, 동등한 구조와, 기능을 모두 포함하도록 최광의의 해석과 일치해야 할 것이다.

Claims (13)

1. 복수의 X선 프레임 화상을 포함하는 X선 동화상에 대한 노이즈 감소를 위한 정보 처리 장치로서,
   현재의 X선 프레임 화상과, 이전의 X선 프레임 화상들로부터 취득하여 메모리에 기억시킨 처리된 X선 화상과의 차분 화상을 생성하도록 구성된 차분 처리 수단과,
   상기 차분 화상으로부터 노이즈 화상을 추출하도록 구성된 추출 수단과,
   상기 현재의 X선 프레임 화상과 상기 노이즈 화상을 소정의 혼합 비율로 혼합하여 노이즈가 감소된 화상이 얻어지도록 구성된 가산 수단과,
   상기 노이즈가 감소된 화상을 새롭게 처리된 X선 화상으로서 상기 메모리에 기억시켜, 상기 차분 처리 수단에 제공되도록 구성된 기억 수단을 포함하는, 정보 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 추출 수단은, 상기 차분 화상에서 미리 정해진 방향으로 진행하는 라인 노이즈를 추출하는, 정보 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 추출 수단은 상기 미리 정해진 방향으로 상기 차분 화상을 평활화함으로써 상기 라인 노이즈를 추출하는, 정보 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 차분 화상을 생성하기 전에, 피사체 정보에 따라 현재의 X선 프레임 화상에 대한 공간 필터링 처리를 수행하도록 구성된 공간 필터링 수단과,
   상기 공간 필터링 처리 후에, 상기 차분 처리 수단에 의해 생성된 상기 차분 화상에서 상기 피사체의 움직임 정보를 제거하도록 구성된 움직임 감소 처리 수단을 더 포함하며,
   상기 추출 수단은, 상기 움직임 정보가 감소된 화상으로부터 상기 노이즈 화상을 추출하는, 정보 처리 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 가산 수단에 의해 얻어진 노이즈가 감소된 화상의 화상 정보에 따라, 상기 가산 수단에 의해 얻어진 노이즈가 감소된 화상에 대하여 공간 필터링 처리를 수행하도록 구성된 다른 공간 필터링 수단을 더 포함하는, 정보 처리 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 현재의 X선 프레임 화상의 피사체 정보 및 상기 움직임 정보 중 하나 이상에 따라, 상기 공간 필터링 수단에 의한 처리와 상기 가산 수단에 의한 처리 간의 처리 비율을 결정하도록 구성된 결정 수단을 더 포함하며,
   상기 공간 필터링 수단에 의한 상기 공간 필터링 처리의 파라미터와, 상기 가산 수단에 의한 상기 소정의 혼합 비율 중 하나 이상은, 결정된 상기 처리 비율에 따라 변경되는, 정보 처리 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 X선 동화상에서의 피사체의 움직임 양에 따라, 상기 소정의 혼합 비율을 결정하도록 구성된 결정 수단을 더 포함하는, 정보 처리 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 차분 처리 수단은 다른 X선 프레임 화상과, 상기 메모리에 기억된 새롭게 처리된 X선 화상 간의 차분 화상을 생성하는, 정보 처리 장치.
9. 삭제
10. 복수의 X선 프레임 화상을 포함하는 X선 동화상에 대한 노이즈 감소를 위한 정보 처리 장치용 처리 방법으로서,
    현재의 X선 프레임 화상과, 이전의 X선 프레임 화상들로부터 취득하여 메모리에 기억시킨 처리된 X선 화상과의 차분 화상을 생성하는 단계와,
    상기 차분 화상으로부터 노이즈 화상을 추출하는 단계와,
    상기 현재의 X선 프레임 화상과 상기 노이즈 화상을 소정의 혼합 비율로 혼합하여 노이즈가 감소된 화상을 얻는 단계와,
    상기 노이즈가 감소된 화상을 새롭게 처리된 X선 화상으로서 상기 메모리에 기억시켜, 상기 생성 단계의 수행을 위한 차분 처리 수단에 제공하는 단계를 포함하는, 노이즈 감소를 위한 정보 처리 장치용 처리 방법.
11. 삭제
12. 컴퓨터로 하여금 실행시에 제10항에 기재된 방법을 실행시키는 컴퓨터 프로그램이 기억된 컴퓨터 판독가능한 기억 매체.
13. 삭제

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