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입력 영상으로부터 심실의 시드점을 추출하는 시드(Seed)점 추출 과정;
상기 입력 영상에 대하여 상기 시드점 추출 과정에서 추출된 시드점에서부터 각 픽셀의 밝기값이 영역 확장 임계치보다 큰 경우, 초기 좌심실영역에서 해당 방향으로의 영역 확장을 진행하는 영역 확장 분할 알고리즘을 수행하여 초기 심실의 영역을 추출하는 초기 심실 추출 과정;
상기 초기 심실 영역을 기준으로 상기 입력 영상에 대하여, 밝기값 왜곡 보상 및 잡음을 제거하여, 밝기값 신호의 통계치를 계산하는 왜곡 보상 및 통계량 연산 과정;
상기 왜곡 보상 및 잡음을 제거한 영상으로부터 극좌표 영상을 생성하고 에지를 검출한 후에, 에지 정보를 분류하여 제거하고, 심근에 대한 밝기값의 평균값을 추정하는 심근 신호 추정 과정; 및
상기 추정된 심근에 대한 밝기 평균값을 이용하여, 상기 영역 확장 분할 알고리즘을 통해 입력영상에서 심근과 좌심실 사이의 밝기값 변화 특성을 기반으로 심실 영역을 분할하는 정밀 심실 분할 과정을 포함하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제1항에 있어서,
부분 복셀소를 고려한 혈류량 계산을 위한 밝기값 가중치 함수를 정의하고, 상기 가중치 함수를 이용하여 심실을 분할하는 부분 복셀소를 고려한 심실 분할 과정을 더 포함하며,
상기 밝기값 가중치 함수는
여기서, PV는 각 픽셀의 밝기값 가중치 함수
MCRight는 심근 밝기값의 최대치
LVLeft는 심실 밝기값의 최소치
I(i,j)는 픽셀의 밝기값
i 와 j 는 [1, M] 과 [1, N]의 영역을 가지며, M 과 N 은 영상의 크기
인 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제1항에 있어서, 상기 시드점 추출 과정은,
심장 자기 공명 영상을 입력받은 상기 입력영상 중 심장의 기저와 정점을 나타내는 영상에 대하여, 이완기와 수축기에 해당하는 영상간의 잔차영상을 구하는 단계; 및
상기 잔차 영상에 원형 Hough 변환을 수행하고, 상기 원형 Hough 변환에 의해 검출된 원의 중심점을 해당 영상의 시드점으로 추출하는 단계를 포함하여 이루어지는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제1항에 있어서, 상기 시드점 추출 과정은,
사용자에 의해 지정된 영상이 아닌 다른 입력 영상이나, 다른 위상의 입력 영상인 경우, 이전 영상 또는 위상에서 추출된 심실 분할 결과의 무게중심점(center-of-gravity)를 계산하여 지정된 크기의 픽셀 윈도우를 결정하는 단계; 및
각 픽셀에 대해 윈도우 중심점과의 거리와 심실 영역의 평균 밝기값과의 차이를 고려하여, 에너지 값을 계산하는 단계; 및
상기 계산한 에너지 값중에서, 최소 에너지 값을 갖는 픽셀을 시드점으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제4항에 있어서, 상기 에너지 값을 계산하는 단계는,
에 의하여 각 픽셀의 에너지 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제1항에 있어서, 상기 초기 심실 추출 과정은,
상기 시드점을 기준으로 하여 각 픽셀이 인접한 점과의 밝기값 변화율이 5% 이내가 되도록 상기 영역 확장 분할 알고리즘의 상기 영역 확장 임계치를 제한하여 영역 확장을 수행하는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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7
제1항에 있어서, 상기 왜곡 보상 및 통계량 연산 과정은,
MR(Magnetic Resonance) 스캐너의 코일 위치에 따른 밝기값 신호의 왜곡을 보상하는 단계;
상기 왜곡을 보상한 영상에 대하여, 자기 공명영상에 대한 자기장의 왜곡에 따른 잡음을 제거하는 전처리를 수행하는 단계; 및
상기 코일 위치에 따른 왜곡을 보상한 영상 및 전처리후의 영상에 대하여 각각, 밝기값 신호의 평균값 및 표준편차값을 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제7항에 있어서, 상기 왜곡을 보상하는 단계는,
상기 초기 심실 추출 과정에서 초기 심실의 영역을 추출한 영상에 대하여, 최소 자승법을 통한 3차원 평면 F(X,Y) 을 추정하는 단계;
상기 3차원 평면 F(X,Y)를 심실 영역의 무게중심점에 대해 정규화하여 F'(X,Y)=F(X,Y)/F(Cx,Cy)를 구하는 단계; 및
상기 정규화 데이터 F'(X,Y)를 이용하여,
에 의해 코일에 의한 왜곡 특성을 보상한 영상을 구하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제1항에 있어서, 상기 심근 신호 추정 과정은,
상기 왜곡 보상 및 잡음이 제거된 영상으로부터 극좌표 매핑(polar mapping)을 통하여 극좌표 영상(polar map)을 생성하는 단계;
상기 극좌표 영상에 대해 에지 정보를 추출하고, 상기 추출된 에지 정보 중에서 정밀 심실 영역에 포함되는 에지 정보를 제거하는 단계;
상기 극좌표 영상에서 반경 방향으로 밝기값 정보를 분석하여, 1차 경계선과 2차 경계선을 추출하는 단계;
상기 1차 경계선과 2차 경계선 사이의 영역에 대한 밝기값 신호 히스토그램을 계산하고, 저주파 필터링을 수행하여 히스토그램에 존재하는 잡음을 제거한 후에 히스토그램의 최대값을 검출하는 단계; 및
상기 검출된 히스토그램의 최대값을 심근에 대한 평균 밝기값으로 설정하고, 심근 밝기값의 표준편차는 왜곡 보상 및 잡음이 제거된 영상의 밝기값 표준편차로 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제9항에 있어서, 상기 극좌표 영상을 생성하는 단계는
극좌표 매핑 처리시, 중심점으로 초기 심실 영역의 무게중심점을 사용하고, 매핑 반경은 심장 영역을 포함할 수 있도록 설정하는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제9항에 있어서, 상기 1차 경계선과 2차 경계선을 추출하는 단계는,
경계선 좌측의 밝기값이 우측의 밝기값보다 상기 왜곡 보상 및 잡음이 제거된 영상의 밝기값 표준편차 이상으로 크고, 경계선 좌측의 밝기값이 상기 왜곡 보상 및 잡음이 제거된 영상의 밝기값 평균값보다 큰 경우, 해당 경계를 1차 경계선으로 분류하고, 상기 1차 경계선에서 검색을 시작하여 경계선 좌측의 밝기값이 상기 왜곡 보상 및 잡음이 제거된 영상의 밝기값 평균값보다 작은 경우 2차 경계선으로 분류하는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제11항에 있어서, 상기 히스토그램의 최대값을 검출하는 단계는,
2차 경계선이 검출되지 않는 상기 극좌표 영상 내 가로선인 행은 히스토그램 계산에 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제1항에 있어서, 상기 정밀 심실 분할 과정은,
상기 초기 심실 추출 과정에서 추출한 심실의 영역에서부터 각 픽셀의 밝기값이 영역 확장 임계치보다 큰 경우, 초기 좌심실영역에서 해당 방향으로의 영역 확장을 진행하는 영역 확장 분할 알고리즘을 시작하고, 각 픽셀의 밝기값이 영역 확장 임계치 보다 큰 방향으로의 영역 확장을 진행하되,
상기 영역 확장 임계치는
MCMean2 + w1×MCStd2
여기서, MCMean2는 심근에 대한 밝기값의 평균값
MCStd2는 심근 밝기값의 표준편차
w1은 가우시안 잡음 특성을 고려하여 설정되는 가중치값
인 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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삭제
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제2항에 있어서, 상기 부분 복셀소를 고려한 심실 분할 과정은
심실 밝기값의 최소치 및 심근 밝기값의 최대치를 정의하는 단계; 및
상기 정의된 심실 밝기값의 최소치 및 심근 밝기값의 최대치를 이용하여, 심실 영역의 밝기값에 대하여
와 같은 가중치 함수를 적용하는 단계를 포함하여 이루어지는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제15항에 있어서, 상기 픽셀의 밝기값 I(i,j)는
코일의 위치에 따른 왜곡만을 보상한 영상의 밝기값을 사용하는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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제15항에 있어서, 심실 밝기값의 최소치 및 심근 밝기값의 최대치를 정의하는 단계는,
에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 에지 분류 및 영역 확장 기법을 통한 심실 자동 분할 방법
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