KR102313801B1 - Apparatus and method for guiding correct posture of medical image system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 깊이 카메라(Depth camera)를 통해 피검자에 대한 3차원 공간 좌표 정보를 획득하고, 획득된 피검자에 대한 공간 좌표 정보를 이용해 피검자를 바른 자세로 교정할 수 있도록 가이드하는, 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 피검자의 제 1 신체를 촬영하여, 상기 제 1 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 영상 데이터를 획득하는 깊이 카메라, 상기 제 1 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 1 신체의 기울기를 측정하는 제 1 신체 기울기 측정부, 상기 제 1 신체의 기울기를 기설정된 제1 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 자세 판단부, 및 상기 자세 판단부에 의해 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 정보 제공부를 포함할 수 있다.The present invention obtains three-dimensional spatial coordinate information for a subject through a depth camera, and guides the subject to correct posture using the obtained spatial coordinate information for the subject. Posture of a medical imaging system An object of the present invention is to provide a calibration guide device and a method therefor.
To this end, the apparatus according to an embodiment of the present invention captures a first body of a subject, and an XY coordinate value corresponding to a two-dimensional XY plane image of the first body and a Z coordinate corresponding to depth information of the image A depth camera for obtaining first image data having three-dimensional spatial coordinate information made up of values, a first body inclination measuring unit for measuring the inclination of the first body based on the first image data, the first body inclination Comparing the inclination with a preset first threshold, a posture determining unit determining whether the posture of the subject is correct, and an information providing unit providing information about the posture of the subject determined by the posture determining unit to the user. have.
Description
본 발명은 의료 영상 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의료 영상 시스템에서의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a medical imaging system, and more particularly, to a posture correction guide apparatus in a medical imaging system and a method therefor.
의료 영상 시스템은 생체의 영상을 제공하는 시스템으로서, 다양한 분야에서 이용되고 있다. 상기 의료 영상 시스템은 MRI(Magnetic Resonance Image), CT(Computed Tomography), PET(Positron Emission Tomography), 치과용 파노라마(Panorama) 촬영장치 등을 포함한다.A medical imaging system is a system that provides an image of a living body, and is used in various fields. The medical imaging system includes a magnetic resonance image (MRI), a computed tomography (CT), a positive emission tomography (PET), and a dental panoramic imaging device.
이하, 설명의 편의를 위해 CT를 예로 들어 설명하면, CT 촬영 시스템은 엑스선(X-Ray)을 일정한 각도로 회전시키면서 피검체에 조사하고, 피검체를 투과한 엑스선을 센서 등의 검출기로 수집한 후, 그 수집된 엑스선 데이터를 재구성하여 3차원의 영상으로 나타내는 시스템이다.Hereinafter, for convenience of explanation, CT is taken as an example. The CT imaging system irradiates the subject while rotating X-rays at a certain angle, and collects the X-rays that have passed through the subject with a detector such as a sensor. Then, the collected X-ray data is reconstructed and displayed as a three-dimensional image.
이러한 CT 촬영 시, 피검자의 자세가 한쪽으로 기울어져 있는 등 비뚤어진 상태로 촬영이 이루어진다면, 이는 획득된 영상의 품질 저하로 이어질 것이다. 즉, 촬영 시 피검자의 자세가 바르지 않은 상태로 획득된 의료 영상은 품질의 저하를 피할 수 없고, 이렇게 품질이 저하된 의료 영상은 오진의 원인이 되기도 한다.In such a CT scan, if the scan is performed in a crooked state such as the subject's posture tilted to one side, this will lead to deterioration of the quality of the acquired image. That is, the quality of medical images acquired with the subject's posture not correct at the time of photographing cannot be avoided, and such poor quality medical images may cause misdiagnosis.
그렇기 때문에 촬영자는 피검자의 자세를 바르게 한 후 촬영할 필요가 있는데, 숙련되지 않은 촬영자는 피검자의 자세를 바르게 하지 못한 채 촬영을 하여 품질이 저하된 의료 영상을 획득하게 되는 문제가 빈번하게 발생하고 있었다.
Therefore, it is necessary for the photographer to take a picture after correcting the posture of the subject, but an inexperienced photographer frequently takes pictures without correcting the posture of the subject, thereby obtaining a medical image with deteriorated quality.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제 중 하나이다.It is one of the problems of the present invention to solve the above problems.
따라서 본 발명의 실시예는 깊이 카메라(Depth camera)를 통해 피검자에 대한 3차원 공간 좌표 정보를 획득하고, 획득된 피검자에 대한 공간 좌표 정보를 이용해 피검자를 바른 자세로 교정할 수 있도록 가이드하는, 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법을 제공한다.Therefore, an embodiment of the present invention obtains three-dimensional spatial coordinate information for the subject through a depth camera, and guides the subject to correct the subject in the right posture using the obtained spatial coordinate information for the subject. Provided are a posture correction guide device for an imaging system and a method therefor.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있을 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned will be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. . Further, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 피검자의 제 1 신체를 촬영하여, 상기 제 1 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 영상 데이터를 획득하는 깊이 카메라, 상기 제 1 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 1 신체의 기울기를 측정하는 제 1 신체 기울기 측정부, 상기 제 1 신체의 기울기를 기설정된 제1 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 자세 판단부, 및 상기 자세 판단부에 의해 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 정보 제공부를 포함할 수 있다.The apparatus according to an embodiment of the present invention includes an XY coordinate value corresponding to a two-dimensional XY plane image of the first body and a Z coordinate value corresponding to depth information of the first body by photographing a first body of the subject. A depth camera for obtaining first image data having three-dimensional spatial coordinate information, a first body inclination measuring unit for measuring the inclination of the first body based on the first image data, and measuring the inclination of the first body Comparing with the set first threshold, it may include a posture determination unit for determining whether the posture of the subject is correct, and an information providing unit for providing information about the posture of the subject determined by the posture determination unit to the user.
또한, 상기 깊이 카메라는 상기 피검자의 제 2 신체를 더 촬영하여 상기 제 2 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 2 영상 데이터를 더 획득하고, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 상기 획득된 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 2 신체의 기울기를 측정하는 제 2 신체 기울기 측정부를 더 포함할 수 있다.In addition, the depth camera further captures the second body of the subject, and three-dimensional space coordinates including XY coordinate values corresponding to the two-dimensional XY plane image of the second body and Z coordinate values corresponding to the depth information of the image. Further acquiring second image data having information, the apparatus according to an embodiment of the present invention measures a second body inclination for measuring the inclination of the second body based on the obtained first and second image data It may further include a measurement unit.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, (a) 피검자의 제 1 신체를 촬영하여, 상기 제 1 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 영상 데이터를 획득하는 단계, (b) 상기 획득된 제 1 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 1 신체의 기울기를 측정하는 단계, (c) 상기 제 1 신체의 기울기를 기설정된 제1 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 단계, 및 (d) 상기 (c) 단계에서 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 단계를 포함할 수 있다.In the method according to an embodiment of the present invention, (a) photographing a first body of a subject, XY coordinate values corresponding to a two-dimensional XY plane image of the first body and Z coordinates corresponding to depth information of the image Obtaining first image data having three-dimensional spatial coordinate information consisting of values, (b) measuring the inclination of the first body based on the obtained first image data, (c) the first Comparing the inclination of the body with a predetermined first threshold, determining whether the posture of the subject is correct, and (d) providing information on the posture of the subject determined in step (c) to the user. can do.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 상기 (d) 단계 전, (a1) 상기 피검자의 제 2 신체를 촬영하여, 상기 제 2 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 2 영상 데이터를 획득하는 단계, (b1) 상기 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 2 신체의 기울기를 측정하는 단계, (c1) 상기 제 2 신체의 기울기를 기설정된 제2 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 (d) 단계는 상기 (c) 및 (c1) 단계에서 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
In addition, in the method according to an embodiment of the present invention, before the step (d), (a1) the second body of the subject is photographed, and the XY coordinate value corresponding to the two-dimensional XY plane image of the second body and obtaining second image data having three-dimensional spatial coordinate information including Z coordinate values corresponding to depth information of the image, (b1) based on the first and second image data, the inclination of the second body measuring, (c1) comparing the inclination of the second body with a preset second threshold, further comprising the step of determining whether the posture of the subject is correct, wherein the step (d) includes the steps (c) and ( Information on the posture of the subject determined in step c1) may be provided to the user.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 깊이 카메라를 통해 피검자에 대한 3차원 공간 좌표 정보를 획득하고, 획득된 공간 좌표 정보를 이용해 피검자를 바른 자세로 교정할 수 있도록 가이드하여, 피검자의 자세를 바르게 한 후 의료 영상 촬영을 수행함으로써, 우수한 품질의 의료 영상을 획득할 수 있다.
According to the embodiment of the present invention as described above, three-dimensional spatial coordinate information for the subject is obtained through a depth camera, and the obtained spatial coordinate information is used to guide the subject to correct the subject to the correct posture, thereby determining the posture of the subject. By performing medical imaging after correcting it, it is possible to obtain a medical image of excellent quality.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 촬영 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 피검자의 얼굴 및 상체에 대한 기울기 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 피검자의 얼굴 및 상체 기울기의 계산을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a posture correction guide device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating a CT imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are diagrams for explaining measurement of inclination of a subject's face and upper body according to an embodiment of the present invention.
4A, 4B, and 4C are diagrams for explaining calculation of the inclination of the subject's face and upper body according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a flowchart of a posture correction guide method according to an embodiment of the present invention.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above-described objects, features and advantages will become clearer through the detailed description given below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention. will be able In addition, in the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있음을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" or "include" a certain component, it does not exclude other components unless otherwise stated, but may further include or include other components. it means.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 촬영 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 참고로, CT 촬영 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치가 적용 가능한 의료 영상 시스템의 일례인 바, 편의상 피검자의 두부를 촬영하는 치과용 CT 촬영 장치인 경우를 예로 들어 설명한다.1 is a configuration diagram of a posture correction guide apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically showing a CT imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. For reference, the CT imaging apparatus is an example of a medical imaging system to which the posture correction guide device according to an embodiment of the present invention is applicable.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치(100)는 깊이 카메라(depth camera)(110), 제 1 신체 기울기 측정부(120), 제 2 신체 기울기 측정부(130), 자세 판단부(140) 및 정보 제공부(150)를 포함한다. 여기서, 깊이 카메라(110)는 피검자의 제 1 및 제 2 신체의 일례로서 얼굴 및 몸체를 촬영할 수 있도록 CT 촬영 장치(200)의 칼럼(column)(210)에 1개 이상 배치되고, 제 1 신체 기울기 측정부(120)는 좌우 기울기 측정부(121) 및 앞뒤 기울기 측정부(122)를 포함할 수 있다.1 and 2 , the posture
깊이 카메라(110)는 물체에 조사된 광 신호가 반사되어 돌아오는 시간차(time of flight, TOF)에 기초하여, 촬영된 물체에 대한 픽셀 별 깊이 정보(즉, 거리 정보)를 가지는 영상 데이터를 획득할 수 있는 카메라를 말한다. 여기서, 획득한 깊이 정보를 Z 좌표 값으로 하여, 촬영된 물체에 대한 3차원 공간 좌표 (X, Y, Z)를 알 수 있다. 상기 깊이 카메라(110)는 물체에 광 신호를 조사하기 위한 광원(예를 들어, LED)을 포함할 수 있다.The
자세 교정 가이드 장치(100)에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다. 참고로, 이하에서 피검자의 제 1 신체는 촬영대상영역(FOV : Field Of View)의 일부 또는 전부에 해당되는 신체부위를 지칭하고, 제 2 신체는 제 1 신체의 의료영상품질에 직간접적인 영향을 미칠 수 있는 인접신체부위를 지칭하는 바, 일례로 제 1 신체는 얼굴이고 제 2 신체는 몸체인 경우로 살펴본다.The posture
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치는 제 1 신체의 기울기를 측정하여 피검자의 자세를 판단하는 것을 일 특징으로 하되, 바람직하게는 제 2 신체의 기울기를 추가적으로 측정하여 피검자의 자세판단에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 것을 또 다른 특징으로 한다. 따라서 아래에서는 본 발명이 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치가 제 1 및 제 2 신체, 즉 얼굴과 몸체의 기울기를 모두 측정하여 피검자의 자세를 판단하는 것으로 설명하지만, 필요에 따라서는 제 1 신체 즉, 얼굴의 기울기만 측정하여 피검자의 자세를 판단하는 것도 가능함은 물론이다.And the posture correction guide apparatus according to an embodiment of the present invention is characterized in that the posture of the subject is determined by measuring the inclination of the first body, preferably, the posture of the subject is determined by additionally measuring the inclination of the second body. Another feature is that it can increase the reliability of the Therefore, in the present invention, the posture correction guide device according to an embodiment is described as determining the posture of the subject by measuring both the inclinations of the first and second bodies, that is, the face and body, but if necessary, the first body That is, of course, it is also possible to determine the posture of the subject by measuring only the inclination of the face.
먼저, 깊이 카메라(110)는 피검자의 얼굴 및 몸체를 촬영하여, 상기 피검자의 얼굴 및 몸체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 상기 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 및 제 2 영상 데이터를 획득한다. 이때, 1개의 깊이 카메라(110)로 얼굴과 몸체를 동시에 촬영할 수도 있고, 2개 이상의 깊이 카메라(110)로 얼굴과 몸체를 각각 동시에 촬영할 수도 있다.First, the
제 1 신체 기울기 측정부(120) 및 제 2 신체 기울기 측정부(130)는 깊이 카메라(110)로부터 피검자의 얼굴 및 몸체에 대한 제 1 및 제 2 영상 데이터를 전달받아, 그 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여 피검자의 얼굴 기울기 및 상체 기울기를 측정한다.The first body
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 피검자의 얼굴 및 상체에 대한 기울기 측정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a 및 3b를 참조하여 얼굴 및 상체 기울기를 측정하는 과정에 대해 아래에서 살펴본다.3A and 3B are diagrams for explaining measurement of inclination of a subject's face and upper body according to an embodiment of the present invention. A process of measuring the inclination of the face and upper body will be described below with reference to FIGS. 3A and 3B .
먼저, 제 1 신체 기울기 측정부(120)는 피검자의 얼굴에 대한 제 1 영상 데이터에 기초하여 얼굴 영역을 검출한다. 얼굴 영역 검출은 얼굴 인식 분야에서 널리 사용되는 알고리즘인 SVM(support vector machine)을 이용해 수행할 수 있다.First, the first body
SVM으로 얼굴 영역을 검출하는 과정에 대해 개략적으로 설명하면, SVM은 얼굴 검출 기준값을 생성하는 과정과 생성된 얼굴 검출 기준값을 이용하여 얼굴을 검출하는 과정으로 나누어진다.The process of detecting a face region with the SVM will be schematically described. The SVM is divided into a process of generating a face detection reference value and a process of detecting a face using the generated face detection reference value.
얼굴 검출 기준값의 생성은 다수의 얼굴 데이터베이스를 수집하고, 수집된 얼굴 데이터베이스에 대해 SVM을 이용하여 학습하고, 학습과정에서 서포트 벡터(support vector)를 추출하는 과정을 의미한다. 이 추출된 서포트 벡터로부터 얼굴 검출 기준값이 생성된다.The generation of the face detection reference value refers to a process of collecting a plurality of face databases, learning the collected face databases using SVM, and extracting a support vector in the learning process. A face detection reference value is generated from the extracted support vector.
이렇게 생성된 얼굴 검출 기준값에 대해 새로 입력된 얼굴 영상으로부터 추출한 서포트 벡터를 매칭함으로써 얼굴 영역을 검출할 수 있다.The face region can be detected by matching the support vector extracted from the newly input face image with the generated face detection reference value.
좌우 기울기 측정부(121)는 검출된 얼굴 영역에서, 적어도 2개의 제 1 특징영역, 일례로 2개의 눈 영역을 검출한다. 여기서, 실제로 촬영하여 데이터화한 다양한 눈 영상들의 평균을 이용한 템플릿(template) 매칭을 수행함에 의해 눈 영역을 검출할 수 있다.The left and right inclination measuring unit 121 detects at least two first feature regions, for example, two eye regions, from the detected face region. Here, the eye region may be detected by performing template matching using the average of various eye images that are actually captured and converted into data.
앞뒤 기울기 측정부(121)는 검출된 각 눈 영역의 중심을 연결하는 가상의 제1 선분(310)을 설정하고, 상기 제1 선분(310)의 중심 지점에서 아래쪽으로 수직하게 기설정된 거리만큼 이격된 제 2 특징영역, 일례로 피검자의 턱 부위에 가상의 점(320)을 설정한다.The front and rear inclination measuring unit 121 sets a virtual
예를 들면, 피검자의 각 눈 영역의 중심을 연결하는 제1 선분(310)의 길이를 측정하여, 그 길이를 D1이라고 지정한다.For example, the length of the
그리고 제1 선분(310)의 중심 지점에 해당하는 좌표에서 아래쪽으로 제1 선분(310)에 수직하게 거리 H1=(4/3)*D1로 이격된 지점의 좌표를 검출하여, 해당 좌표를 턱 부위에 해당하는 가상의 점(320)으로 설정한다.And by detecting the coordinates of a point spaced apart by a distance H1 = (4/3) * D1 perpendicular to the
한편, 제 2 신체 기울기 측정부(130)는 피검자의 얼굴 및 몸체에 대한 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 얼굴의 특정 부위와 몸체의 특정 부위를 각각 관심영역(region of interest, ROI)으로서 설정한다.On the other hand, the second body
예를 들어, 두 눈을 연결하는 제1 선분(310)을 상측의 일변으로 하는 정사각형으로써 얼굴 부위의 관심영역을 설정한다.For example, the region of interest of the face is set as a square having the
그리고 몸체 부위의 관심영역은 다음과 같이 설정한다.And the region of interest of the body part is set as follows.
먼저, 제1 선분(310)의 중심 지점에 해당하는 좌표에서 아래쪽으로 제1 선분(310)에 수직하게 기설정된 거리(H2)로 이격된 지점의 좌표를 검출하고, 해당 좌표를 중심으로 제1 선분(310)에 평행하며 제1 선분(310)과 길이가 동일한 제2 선분(330)을 설정한다.First, the coordinates of the points spaced apart from the coordinates corresponding to the center point of the
그 후, 제2 선분(330)을 상측의 일변으로 하는 정사각형으로써 몸체 부위의 관심영역을 설정한다.Thereafter, the region of interest of the body portion is set as a square having the
여기서, 제1 선분(310)으로부터 제2 선분(330)까지의 수직한 거리 H2는 사전에 피검자를 촬영한 제 1 및 제 2 영상 데이터로부터 제1 선분(310)의 중심 지점에 해당하는 좌표에서 아래쪽으로 제1 선분(310)에 수직한 직선 상에서 흉부에 해당하는 지점을 지정하고, 제1 선분(310)의 중심 지점으로부터 해당 지점까지의 거리를 측정한 값으로 결정할 수 있다.Here, the vertical distance H2 from the
또한, 제1 선분(310)으로부터 제2 선분(330)까지의 수직한 거리 H2는 피검자의 신장별로 여러 개의 값으로 분류하여 저장해 놓을 수 있다.In addition, the vertical distance H2 from the
그러면 영상 촬영 전에 피검자의 신장을 입력함으로써, 피검자의 신장에 대응하여 미리 설정된 거리 H2가 선택되고, 그에 따라 얼굴 부위 및 몸체 부위의 관심영역을 설정할 수 있다.Then, by inputting the height of the examinee before capturing the image, a preset distance H2 corresponding to the height of the examinee is selected, and the region of interest of the face and body portions may be set accordingly.
도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 얼굴 및 상체 기울기의 계산을 설명하기 위한 도면이다.4A, 4B, and 4C are diagrams for explaining calculation of a face and upper body inclination according to an embodiment of the present invention.
이하 도 4a를 참조하여, 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 경우의 기울기의 계산을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4A, the calculation of the inclination when the subject's face is inclined to the left or right will be described.
좌우 기울기 측정부(121)는 피검자의 두 눈을 연결하는 제1 선분(310)의 기울어진 각도(θ)를 계산하여, 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 기울기를 구한다.The left and right inclination measuring unit 121 calculates the inclination angle θ of the
예를 들어, X-Y평면으로 표현하면, 제1 선분(310)을 형성하는 두 눈의 중심점들 중, 낮은 쪽 점의 좌표 (Xa, Ya)를 제1 꼭지점(a)으로 지정하고, 높은 쪽 점의 좌표 (Xb, Yb)를 제2 꼭지점(b)으로 지정하고, 점 b의 X좌표 값과 점 a의 Y좌표 값을 가지는 (Xb, Ya)를 제3 꼭지점(c)으로 지정하여 직각 삼각형을 형성할 수 있다. For example, when expressed in the XY plane, the coordinates (X a , Y a ) of the lower point among the center points of the two eyes forming the
그러면, 선분 ab와 선분 ac 사이의 각도(θ)는 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 각도로 볼 수 있고, 그 각도(θ)는 하기의 [수학식 1]을 통해 구할 수 있다.Then, the angle θ between the line segment ab and the line ac can be viewed as an angle where the subject's face is inclined to the left or right, and the angle θ can be obtained through the following [Equation 1].
여기서, A는 선분 ac의 길이이고, B는 선분 ab의 길이이며, C는 선분 bc의 길이이다.Here, A is the length of the line segment ac, B is the length of the line segment ab, and C is the length of the line segment bc.
자세 판단부(140)는 상기 [수학식 1]을 통해 계산된 각도(θ)를 기설정된 임계치(threshold)와 비교하여 상기 임계치를 초과하면 자세가 바르지 못하다고 판단한다.The
정보 제공부(150)는 상기 임계치를 초과한 값을 실시간으로 출력하여 사용자에게 피검자의 자세에 대한 정보를 제공한다.The
한편, 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 기울기는 제1 선분(310)의 양단의 Y좌표 차이 값에 의해서도 구할 수 있다.On the other hand, the slope of the subject's face inclined to the left or right can also be obtained by the Y-coordinate difference value of both ends of the
예를 들어, 제1 선분(310)을 형성하는 두 눈의 중심점들 중, 낮은 쪽 점의 좌표 Ya와 높은 쪽 점의 좌표 Yb를 비교하여 차이 값에 의해 기울기를 판단할 수도 있다.For example, the center point of the eyes to form the
이하 도 4b를 참조하여, 피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 경우의 기울기의 계산을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4B, the calculation of the inclination when the subject's face is tilted forward or backward will be described.
앞뒤 기울기 측정부(122)는 피검자의 두 눈을 연결하는 제1 선분(310)의 중심에 해당하는 픽셀의 공간 좌표 값과 턱 부위에 설정된 점(320)에 해당하는 픽셀의 공간 좌표 값을 이용해 피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 기울기를 구한다.The front and back
예를 들어, Z-Y평면으로 표현하면, 피검자의 두 눈을 연결하는 제1 선분(310)의 중심에 해당하는 픽셀의 깊이 정보 값(즉, Z좌표 값)과 Y좌표 값을 가지는 (Za, Ya)를 제1 꼭지점(a)으로 지정하고, 턱 부위에 설정된 점(320)에 해당하는 픽셀의 깊이 정보 값(즉, Z좌표 값)과 Y좌표 값을 가지는 (Zb, Yb)를 제2 꼭지점(b)으로 지정하고, 점 a의 Z좌표 값과 점 b의 Y좌표 값을 가지는 (Za, Yb)를 제3 꼭지점(c)으로 지정하여 직각 삼각형을 형성할 수 있다. For example, when expressed in the ZY plane, (Z a , having a depth information value (ie, a Z coordinate value) of a pixel corresponding to the center of the
그러면, 선분 ab와 선분 ac 사이의 각도(θ)를 피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 각도로 볼 수 있고, 그 각도(θ)는 상기 [수학식 1]을 이용해 동일한 방법으로 구할 수 있다.Then, the angle θ between the line segment ab and the line segment ac can be viewed as an angle at which the subject's face is inclined forward or backward, and the angle θ can be obtained in the same
자세 판단부(140)는 상기 [수학식 1]을 통해 계산된 각도(θ)를 기설정된 제1 기준 각도와 비교하여 그 오차 값이 기설정된 임계치를 초과하면, 자세가 바르지 못하다고 판단한다.The
정보 제공부(150)는 상기 임계치를 초과한 값을 실시간으로 출력하여 사용자에게 피검자의 자세에 대한 정보를 제공한다.The
여기서, 제1 기준 각도는 사전에 여러 피검자들의 자세를 바르게 했을 때의 얼굴이 기울어진 각도(θ)를 수집하고, 이를 평균한 값으로 설정할 수 있다.Here, the first reference angle may be set as an average value of collecting the angle θ at which the face is inclined when the postures of several subjects are correct in advance.
한편, 피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 기울기는 선분 ab의 양단의 Z좌표 차이 값에 의해서도 구할 수 있다.Meanwhile, the inclination of the subject's face forward or backward can also be obtained from the Z coordinate difference value of both ends of the line segment ab.
예를 들어, 선분 ab의 일단의 점(a)에 해당하는 좌표 Za와 선분 ab의 타단의 점(b)에 해당하는 좌표 Zb를 비교하여 차이 값에 의해 기울기를 판단할 수도 있다. For example, by comparing the coordinate Z a corresponding to the point (a) of one end of the line segment ab with the coordinate Z b corresponding to the point (b) of the other end of the line segment ab, the slope may be determined based on the difference value.
이하 도 4c를 참조하여, 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 경우의 기울기의 계산을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 4C, calculation of the inclination when the subject's upper body is tilted forward or backward will be described.
제 2 신체 기울기 측정부(130)는 피검자의 얼굴에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 공간 좌표 값과 피검자의 몸체에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 공간 좌표 값을 이용해 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 기울기를 구한다.The second body
예를 들어, Z-Y평면으로 표현하면, 피검자의 얼굴 부위에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 깊이 정보 값(즉, 평균 Z좌표 값)과 평균 Y좌표 값을 가지는 (Za, Ya)를 제1 꼭지점(a)으로 지정하고, 피검자의 흉부에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 깊이 정보 값(즉, 평균 Z좌표 값)과 평균 Y좌표 값을 가지는 (Zb, Yb)를 제2 꼭지점(b)으로 지정하고, 점 a의 Z좌표 값과 점 b의 Y좌표 값을 가지는 (Za, Yb)를 제3 꼭지점(c)으로 지정하여 직각 삼각형을 형성할 수 있다. For example, expressed in the ZY plane, (Z a , Y a ) having an average depth information value (ie, an average Z coordinate value) and an average Y coordinate value of pixels existing in the region of interest set in the subject's face region Designate the first vertex (a), and subtract (Z b , Y b ) having the average depth information value (ie, the average Z coordinate value) and the average Y coordinate value of pixels existing in the region of interest set in the chest of the subject. A right triangle can be formed by designating the second vertex (b) and designating (Z a , Y b ) having the Z coordinate value of the point a and the Y coordinate value of the point b as the third vertex (c).
그러면, 선분 ab와 선분 ac 사이의 각도(θ)를 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 각도로 볼 수 있고, 그 각도(θ)는 상기의 [수학식 1]을 이용해 동일한 방법으로 구할 수 있다.Then, the angle θ between the line segment ab and the line ac can be viewed as an angle at which the subject's upper body is inclined forward or backward, and the angle θ can be obtained in the same way using [Equation 1] above. .
자세 판단부(140)는 상기 [수학식 1]을 통해 계산된 각도(θ)를 기설정된 제2 기준 각도와 비교하여 그 오차 값이 기설정된 임계치를 초과하면, 자세가 바르지 못하다고 판단한다.The
정보 제공부(150)는 상기 임계치를 초과한 값을 실시간으로 출력하여 사용자에게 피검자의 자세에 대한 정보를 제공한다.The
여기서, 제2 기준 각도는 사전에 여러 피검자들의 자세를 바르게 했을 때의 상체가 기울어진 각도(θ)를 수집하고, 이를 평균한 값으로 설정할 수 있다.Here, the second reference angle may be set as an average value obtained by collecting the angle θ at which the upper body is inclined when the postures of several subjects are correct in advance.
한편, 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 기울기는 선분 ab의 양단의 Z좌표 차이 값에 의해서도 구할 수 있다.On the other hand, the inclination of the subject's upper body forward or backward can also be obtained from the Z coordinate difference value of both ends of the line segment ab.
예를 들어, 선분 ab의 일단의 점(a)에 해당하는 좌표 Za와 선분 ab의 타단의 점(b)에 해당하는 좌표 Zb를 비교하여 차이 값에 의해 기울기를 판단할 수도 있다. For example, by comparing the coordinate Z a corresponding to the point (a) of one end of the line segment ab with the coordinate Z b corresponding to the point (b) of the other end of the line segment ab, the slope may be determined based on the difference value.
전술한 바와 같이 제 1 신체 기울기 측정부(120) 및 제 2 신체 기울기 측정부(130)가 기울기를 측정하고, 그에 대해 자세 판단부(140)가 자세가 올바른지 판단하여, 정보 제공부(150)가 제공하는 피검자의 자세에 대한 정보는 모니터 등의 디스플레이 장치에 표시될 수 있고, 사용자는 이를 참고하여 피검자의 자세를 바르게 한 후에 의료 영상 촬영을 수행함으로써, 우수한 품질의 의료 영상을 획득할 수 있다.As described above, the first body
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 방법의 흐름도로서, 그 구체적인 실시예는 전술한 바와 같으므로 아래에서는 그 동작 절차에 대해서 설명하기로 한다.5 is a flowchart of a posture correction guide method according to an embodiment of the present invention. Since a specific embodiment is the same as described above, an operation procedure thereof will be described below.
먼저, 깊이 카메라가 피검자의 얼굴 및 몸체를 동시에 촬영하여 피검자의 얼굴 및 몸체에 대한 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 및 제 2 영상 데이터를 획득한다(510).First, the depth camera simultaneously photographs the subject's face and body to obtain first and second image data having 3D spatial coordinate information on the subject's face and body ( S510 ).
제 1 신체 기울기 측정부가 획득된 제 1 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 얼굴 기울기를 측정한다(520).The first body inclination measuring unit measures the inclination of the subject's face based on the obtained first image data ( 520 ).
여기서, 제 1 신체 기울기 측정부는 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 경우와 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 경우에 대해서 기울기를 측정한다.Here, the first body inclination measuring unit measures the inclination when the face is tilted to the left or right and when the face is tilted forward or backward.
예를 들어, 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 경우, 제 1 신체 기울기 측정부는 획득된 제 1 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 두 눈 영역을 검출하고, X-Y평면에서, 상기 각 눈 영역의 중심을 연결하는 선분의 기울어진 각도를 계산하여, 얼굴 기울기를 측정한다.For example, when the subject's face is tilted to the left or right, the first body tilt measuring unit detects two eye areas of the subject based on the obtained first image data, and in the XY plane, the center of each eye area Calculate the inclination angle of the line segment connecting them, and measure the inclination of the face.
피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 경우, 제 1 신체 기울기 측정부는 획득된 제 1 영상 데이터에 기초하여, Z-Y평면에서, 상기 검출된 각 눈 영역의 중심을 연결하는 선분의 중심에 해당하는 픽셀의 깊이 정보 값(즉, Z좌표 값) 및 Y좌표 값을 가지는 지점과, 상기 선분의 중심에서 아래쪽으로 직교하여 기설정된 거리만큼 떨어진 지점인 턱 부위에 해당하는 픽셀의 깊이 정보 값(즉, Z좌표 값) 및 Y좌표 값을 가지는 지점을 연결하는 선분의 기울어진 각도를 계산하여, 얼굴 기울기를 측정한다.When the subject's face is tilted forward or backward, the first body inclination measuring unit determines the pixel corresponding to the center of the line segment connecting the centers of the detected eye regions in the ZY plane, based on the obtained first image data. A depth information value (ie, Z coordinate) of a pixel corresponding to a point having a depth information value (ie, a Z coordinate value) and a Y coordinate value and a point that is orthogonal downward from the center of the line segment and separated by a predetermined distance value) and the inclination angle of the line segment connecting the points having the Y-coordinate value to measure the inclination of the face.
그 후, 제 2 신체 기울기 측정부가 획득된 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 상체 기울기를 측정한다(530).Thereafter, the second body inclination measuring unit measures the inclination of the subject's upper body based on the obtained first and second image data ( 530 ).
예를 들어, 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 경우, 제 2 신체 기울기 측정부는 획득된 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 얼굴 부위와 몸체 부위에 각각 기설정된 관심영역을 설정하고, Z-Y평면에서, 피검자의 얼굴 부위에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 깊이 정보 값(즉, 평균 Z좌표 값) 및 평균 Y좌표 값을 가지는 지점과, 피검자의 몸체에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 깊이 정보 값(즉, 평균 Z좌표 값) 및 평균 Y좌표 값을 가지는 지점을 연결하는 선분의 기울어진 각도를 계산하여, 상체 기울기를 측정한다.For example, when the subject's upper body is tilted forward or backward, the second body inclination measuring unit sets preset ROIs on the subject's face and body, respectively, based on the obtained first and second image data, and , in the ZY plane, a point having an average depth information value (ie, an average Z-coordinate value) and an average Y-coordinate value of pixels existing in the region of interest set in the subject's face, and the region of interest set in the subject's body. The upper body inclination is measured by calculating the inclination angle of the line segment connecting points having the average depth information value of pixels (ie, the average Z coordinate value) and the average Y coordinate value.
자세 판단부가 측정된 얼굴 기울기 및 상체 기울기에 의거하여, 피검자의 자세가 올바른지 판단한다(540).The posture determination unit determines whether the posture of the subject is correct based on the measured face inclination and upper body inclination ( 540 ).
정보 제공부가 자세 판단부에 의해 판단된 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공한다(550).The information providing unit provides information about the subject's posture determined by the posture determining unit to the user ( 550 ).
사용자는 제공된 피검자의 자세에 대한 정보를 참고하여 피검자의 자세를 바르게 한 후, 의료 영상 촬영을 수행함으로써, 우수한 품질의 의료 영상을 얻을 수 있다.The user may obtain a medical image of excellent quality by correcting the posture of the subject by referring to the provided information on the posture of the subject, and then performing medical imaging.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.As described above, although the present invention has been described with reference to the limited examples and drawings, the present invention is not limited to the above examples, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can learn from these descriptions of the present invention. Various substitutions, modifications, and changes are possible without departing from the technical spirit.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents.
Claims (8)
상기 제 1 영상 데이터 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 관심 영역 사이의 기울기를 측정하는 신체 기울기 측정부,
상기 제 1 및 제 2 관심 영역 사이의 기울기를 기설정된 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 자세 판단부, 및
상기 자세 판단부에 의해 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 정보 제공부를 포함하고,
상기 신체 기울기 측정부는
상기 제 1 및 제 2 영상 데이터로 상기 제 1 및 제 2 관심 영역 각각에 대한 제 1 및 제 2 깊이 값을 각각 적어도 하나 이상 획득하고,
상기 제 1 및 제 2 깊이 값을 각각 평균한 제 1 및 제 2 평균값의 차이로, 상기 제 1 및 제 2 관심 영역 사이의 기울기를 측정하는
의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치.
a depth camera for capturing first and second ROIs of the subject to obtain first and second image data having depth information for each of the first and second ROIs;
a body inclination measuring unit measuring a gradient between the first and second regions of interest based on the first image data and the second image data;
a posture determination unit that compares the inclination between the first and second regions of interest with a preset threshold to determine whether the subject's posture is correct; and
and an information providing unit for providing information about the subject's posture determined by the posture determining unit to a user,
The body tilt measurement unit
acquiring at least one first and second depth values for each of the first and second ROIs using the first and second image data,
measuring a slope between the first and second regions of interest as a difference between first and second average values obtained by averaging the first and second depth values, respectively;
Posture correction guide device in medical imaging system.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |