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3D PET의 이미지를 재구성하는 방법으로서,
복수의 투영각에 대한 데이터를 포함한 제1 여현 곡선 데이터를 이미지 데이터로 변환하는 후진 투영 단계, 및
상기 이미지 데이터를 제2 여현 곡선 데이터로 변환하는 전진 투영 단계를 포함하고,
상기 후진 투영 단계는,
상기 복수의 투영각 각각에 대하여, 투영 광선을 이용하여 해당 투영각에 대한 정렬 프레임 - 상기 해당 투영각에 대한 정렬 프레임은 이미지 좌표계(x,y,z)의 축 x,y를 해당 투영각 만큼 회전시킨 좌표계(x',y',z)를 가지는 이미지 공간 및 상기 회전 좌표계의 x'과 평행한 축 xr 을 갖는 여현 곡선 좌표계 (xr,yr,Φ,θ)를 가지는 투영 평면을 포함하며, 상기 정렬 프레임의 좌표계의 축 y'는 상기 투영 광선들과 평행함 - 상에서 상기 여현 곡선 좌표계를 갖는 상기 제1 여현 곡선 데이터에 대한 후진 투영 연산을 실행함으로써 상기 해당 투영각에 대한 정렬 프레임의 좌표계(x',y',z)를 갖는 제1 중간 이미지 데이터를 생성하는 단계 -,
상기 복수의 투영각에 대한 상기 제1 중간 이미지 데이터들을 각각 해당 투영각 만큼 회전시켜 상기 이미지 좌표계(x,y,z)를 갖는 제2 중간 이미지 데이터들을 생성하는 단계, 및
상기 복수의 투영각에 대한 상기 제2 중간 이미지 데이터들을 합하여 상기 이미지 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 전진 투영 단계는,
상기 이미지 좌표계(x,y,z)를 갖는 상기 이미지 데이터를 상기 복수의 투영각에 대한 상기 정렬 프레임들 각각에 배치하여 상기 복수의 투영각에 대한 전진 투영 중간 이미지 데이터들 - 상기 전진 투영 중간 이미지 데이터들은 각각 해당 투영각에 대한 상기 정렬 프레임의 좌표계(x',y',z)를 가짐 - 을 생성하는 단계, 및
상기 복수의 투영각 각각에 대하여 상기 해당 투영각에 대한 정렬 프레임 상에서 상기 투영 광선을 이용하여 상기 전진 투영 중간 이미지 데이터들에 대한 전진 투영 연산을 실행하여, 상기 여현 곡선 좌표계를 갖는 상기 제2 여현 곡선 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 후진 투영 연산 및 상기 전진 투영 연산은 각각 후진 투영 보간 계수 및 전진 투영 보간 계수를 이용하며, 상기 정렬 프레임 상에서 대칭 관계를 이루는 복수개의 대칭 좌표 쌍 - 상기 대칭 좌표 쌍은 상기 이미지 좌표계 상의 좌표 및 상기 여현 곡선 좌표계 상의 좌표로 구성됨 - 중 하나의 대칭 좌표 쌍에 대해 연산된 상기 후진 투영 보간 계수 및 상기 전진 투영 보간 계수는 상기 복수개의 대칭 좌표 쌍들에 대한 상기 후진 투영 보간 계수 및 상기 전진 투영 보간 계수로서 사용하며,
상기 후진 투영 연산은, 단일 명령 복수 데이터 방식(single instruction multiple data: SIMD) 연산을 이용하며, 상기 후진 투영 연산에 있어서 SIMD 후진 투영 명령어가 호출되는 횟수를 줄이도록, 상기 복수개의 대칭 좌표 쌍을 하나 이상의 SIMD 투영 데이터 세트로 나누어 패킹하고 상기 후진 투영 연산을 위하여 호출된 하나의 SIMD 후진 투영 연산 명령어가 적어도 하나의 상기 SIMD 투영 데이터 세트를 처리하고,
상기 전진 투영 연산은, SIMD 연산을 이용하며, 상기 전진 투영 연산에 있어서 SIMD 전진 투영 명령어가 호출되는 횟수를 줄이도록 상기 복수개의 대칭 좌표 쌍을 하나 이상의 SIMD 이미지 데이터 세트로 나누어 패킹하고, 상기 전진 투영 연산을 위하여 호출된 하나의 SIMD 전진 투영 연산 명령어가 적어도 하나의 상기 SIMD 이미지 데이터 세트를 처리하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 방법
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제1항에 있어서,
상기 대칭 관계는, 거울 대칭 관계, φ-대칭 관계,θ-대칭 관계 및 y'-대칭 관계 중 하나 이상의 대칭 관계를 포함하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 방법
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제1항에 있어서,
상기 정렬 프레임 상에서 대칭 관계를 이루는 복수개의 대칭 좌표 쌍은, 거울 대칭 관계, φ-대칭 관계,θ-대칭 관계 및 y'-대칭 관계를 통해 결정되는 열 여섯 개의 대칭 좌표 쌍을 포함하며,
상기 후진 투영 단계에서는, 상기 열 여섯개의 대칭 좌표 쌍 중 하나의 대칭 좌표 쌍에 대해 연산된 대표 후진 투영 보간 계수 및 상기 대표 후진 투영 보간 계수의 보수 중 하나 이상을 상기 열 여섯개의 대칭 좌표 쌍에 대한 상기 후진 투영 보간 계수로 이용하며,
상기 전진 투영 단계에서는, 상기 열 여섯개의 대칭 좌표 쌍 중 하나의 대칭 좌표 쌍에 대해 연산된 대표 전진 투영 보간 계수 및 상기 대표 전진 투영 보간 계수의 보수 중 하나 이상을 상기 열 여섯개의 대칭 좌표 쌍에 대한 상기 전진 투영 보간 계수 및 상기 전진 투영 보간 계수로 이용하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 방법
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제3항에 있어서,
상기 제1 중간 이미지 데이터를 생성하는 단계는, 상기 열 여섯 개의 대칭 좌표 상을 네 개의 SIMD 투영 데이터 세트로 패킹하여 네 개의 대칭 좌표 쌍이 하나의 SIMD 투영 데이터 세트에 포함되도록 하며, 상기 후진 투영 연산을 위하여 한 개의 상기 SIMD 투영 데이터 세트 당 한 개의 SIMD 후진 투영 연산 명령어가 호출되도록 하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 방법
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제3항에 있어서,
상기 제2 여현 곡선 데이터를 생성하는 단계는, 상기 열 여섯 개의 대칭 좌표 쌍을 네 개의 SIMD 이미지 데이터 세트로 패킹하여 네 개의 대칭 좌표 쌍이 하나의 SIMD 이미지 데이터 세트에 포함되도록 하며, 상기 전진 투영 연산을 위하여 호출된 하나의 SIMD 후진 투영 연산 명령어가 적어도 하나의 상기 SIMD 이미지 데이터 세트처리하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 방법
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제1항에 있어서,
상기 후진 투영 단계는, 상기 제1 여현 곡선 데이터를 상기 정렬 프레임에서 x', y', z 의 순서로 메모리에 할당하고, 상기 후진 투영 연산은 z 루프가 가장 안쪽에 배치되고 x' 루프가 가장 바깥쪽에 배치된 수행 루프를 포함하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 방법
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제1항에 있어서,
상기 전진 투영 단계는, 상기 전진 투영 중간 이미지 데이터를 상기 정렬 프레임 상에서 Φ, xr, θ yr의 순서로 메모리에 할당하고, 상기 전진 투영 연산은 yr 루프가 가장 안쪽에 배치되고 θ 루프, xr 루프, 및 Φ 루프의 순서대로 상기 yr 루프로부터 바깥쪽으로 배치된 수행 루프를 포함하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 방법
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제1항에 있어서,
상기 후진 투영 단계 및 상기 전진 투영 단계는, 멀티 프로세서 시스템에서 수행되며, 상기 투영 광선의 광선 경로 길이의 합에 기초하여, 각 프로세서에 균등한 작업량이 할당되도록 상기 정렬 프레임의 x'축에 따라 상기 후진 투영 연산 및 상기 전진 투영 연산의 작업량을 할당하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 방법
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3D PET의 이미지를 재구성하는 장치로서,
복수의 투영각에 대한 데이터를 포함한 제1 여현 곡선 데이터를 이미지 데이터로 변환하는 후진 투영을 실행하는 수단, 및
상기 이미지 데이터를 제2 여현 곡선 데이터로 변환하는 전진 투영을 실행하는 수단을 포함하고,
상기 후진 투영을 실행하는 수단은,
복수의 투영각에 대하여, 투영 광선을 이용하여 정렬 프레임 - 상기 정렬 프레임은 이미지 좌표계(x,y,z)의 축 x,y를 해당하는 투영각 만큼 회전시킨 좌표계(x',y',z)를 가지는 이미지 공간 및 상기 회전 좌표계의 x'과 평행한 축 xr 을 갖는 여현 곡선 좌표계 (xr,yr,Φ,θ)를 갖는 투영 평면을 포함하며, 상기 정렬 프레임의 좌표계의 축 y'는 상기 투영광선들과 평행함 - 상에서 상기 여현 곡선 좌표를 갖는 상기 제1 여현 곡선 데이터에 대한 후진 투영 연산을 실행함으로써 각각의 투영각 마다 상기 정렬 프레임의 좌표계(x',y',z)를 갖는 제1 중간 이미지 데이터들을 생성하는 제1 중간 이미지 데이터 생성부 -,
상기 복수의 투영각에 대한 상기 제1 중간 이미지 데이터들을 각각 해당 투영각 만큼 회전시켜 상기 이미지 좌표계(x,y,z)를 갖는 제2 중간 이미지 데이터를 생성하는 제2 중간 이미지 데이터 생성부, 및
상기 복수의 투영각에 대한 상기 제2 중간 이미지 데이터들을 합하여 상기 이미지 데이터를 생성하는 이미지 조합부를 포함하고,
상기 전진 투영을 실행하는 수단은,
상기 이미지 좌표계(x,y,z)를 가지는 이미지 데이터를 상기 복수의 투영각 각각에 대한 상기 정렬 프레임 상에 배치하여 상기 복수의 투영각 각각에 대해 상기 정렬 프레임 상의 좌표계(x',y',z)를 갖는 전진 투영 중간 이미지 데이터들을 생성하는 전진 투영 중간 이미지 데이터 생성부, 및
상기 복수의 투영각에 대하여, 상기 정렬 프레임 상에서 상기 투영 광선을 이용하여 상기 전진 투영 중간 이미지 데이터들에 대한 전진 투영 연산을 실행함으로써 상기 여현 곡선 좌표계를 갖는 상기 제2 여현 곡선 데이터를 생성하는 제2 여현 곡선 데이터 생성부를 포함하고,
상기 후진 투영을 실행하는 수단 및 상기 전진 투영을 실행하는 수단은, 각각 상기 후진 투영 연산 및 상기 전진 투영 연산을 실행함에 있어서 각각 후진 투영 보간 계수 및 전진 투영 보간 계수를 이용하며, 상기 정렬 프레임 상에서 대칭 관계를 이루는 복수개의 대칭 좌표 쌍 - 상기 대칭 좌표 쌍은 상기 이미지 데이터 및 상기 제1 또는 제2 여현 곡선 데이터로 구성됨 - 중 하나의 대칭 좌표 쌍에 대해 연산된 상기 후진 투영 보간 계수 및 상기 전진 투영 보간 계수는 상기 복수개의 대칭 좌표 쌍들에 대한 상기 후진 투영 보간 계수 및 상기 전진 투영 보간 계수로서 사용하고,
상기 후진 투영을 실행하는 수단은, 단일 명령 복수 데이터 방식(single instruction multiple data; SIMD) 연산을 이용하며, 상기 후진 투영 연산에 있어서 SIMD 후진 투영 명령어가 호출되는 횟수를 줄이도록 상기 복수개의 대칭 좌표 쌍을 하나 이상의 SIMD 투영 데이터 세트로 나누어 패킹하고, 상기 후진 투영 연산을 위하여 상기 SIMD 투영 데이터 세트 한 개 당 하나의 SIMD 후진 투영 연산 명령어가 호출되도록 하고,
상기 전진 투영을 실행하는 수단은, SIMD 연산을 이용하며, 상기 전진 투영 연산에 있어서 SIMD 전진 투영 명령어가 호출되는 횟수를 줄이도록 상기 복수개의 대칭 좌표 쌍을 하나 이상의 SIMD 이미지 데이터 세트로 나누어 패킹하고, 상기 전진 투영 연산을 위하여 상기 SIMD 이미지 데이터 세트 한 개 당 하나의 SIMD 전진 투영 연산 명령어가 호출되도록 하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 장치
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제9항에 있어서,
상기 대칭 관계는, 거울 대칭 관계, φ-대칭 관계,θ-대칭 관계 및 y'-대칭 관계 중 하나 이상의 대칭 관계를 포함하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 장치
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제9항에 있어서,
상기 정렬 프레임 상에서 대칭 관계를 이루는 복수개의 대칭 좌표 쌍은, 거울 대칭 관계, φ-대칭 관계,θ-대칭 관계 및 y'-대칭 관계를 통해 결정되는 열 여섯 개의 대칭 좌표 쌍을 포함하며,
상기 후진 투영을 실행하는 수단은, 상기 열 여섯개의 대칭 좌표 쌍 중 하나의 대칭 좌표 쌍에 대해 연산된 대표 후진 투영 보간 계수 및 상기 대표 후진 투영 보간 계수의 보수 중 하나 이상을 상기 열 여섯개의 대칭 좌표 쌍에 대한 상기 후진 투영 보간 계수로 이용하며,
상기 전진 투영을 실행하는 수단은, 상기 열 여섯개의 대칭 좌표 쌍 중 하나의 대칭 좌표 쌍에 대해 연산된 대표 전진 투영 보간 계수 및 상기 대표 전진 투영 보간 계수의 보수 중 하나 이상을 상기 열 여섯개의 대칭 좌표 쌍에 대한 상기 전진 투영 보간 계수 및 상기 전진 투영 보간 계수로 이용하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 장치
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제11항에 있어서,
상기 후진 투영을 실행하는 수단은, 상기 열 여섯 개의 대칭 좌표 상을 네 개의 SIMD 투영 데이터 세트로 패킹하여 네 개의 대칭 좌표 쌍이 하나의 SIMD 투영 데이터 세트에 포함되도록 하며, 상기 후진 투영 연산을 위하여 한 개의 상기 SIMD 투영 데이터 세트 당 한 개의 SIMD 후진 투영 연산 명령어를 호출하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 장치
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제11항에 있어서,
상기 전진 투영을 실행하는 수단은, 상기 열 여섯 개의 대칭 좌표 쌍을 네 개의 SIMD 이미지 데이터 세트로 패킹하여 네 개의 대칭 좌표 쌍이 하나의 SIMD 이미지 데이터 세트에 포함되도록 하며, 상기 전진 투영 연산을 위하여 한 개의 상기 SIMD 이미지 데이터 세트 당 한 개의 SIMD 전진 투영 연산 명령어를 호출하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 장치
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제9항에 있어서,
상기 후진 투영을 실행하는 수단은, 상기 제1 여현 곡선 데이터를 상기 정렬 프레임에서 x', y', z 의 순서로 메모리에 할당하고, z 루프가 가장 안쪽에 배치되고 x' 루프가 가장 바깥쪽에 배치된 수행 루프를 포함하는 상기 후진 투영 연산을 실행하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 장치
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제9항에 있어서,
상기 전진 투영을 실행하는 수단은, 상기 전진 투영 중간 이미지 데이터를 상기 정렬 프레임 상에서 Φ, xr, θ yr의 순서로 메모리에 할당하고, yr 루프가 가장 안쪽에 배치되고 θ 루프, xr 루프 및 Φ 루프의 순서대로 상기 yr 루프로부터 바깥쪽으로 배치된 수행 루프를 포함하는 상기 전진 투영 연산을 실행하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 장치
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제9항에 있어서,
상기 후진 투영을 실행하는 수단 및 상기 전진 투영을 실행하는 수단은, 멀티 프로세서 시스템에서 동작하며, 상기 투영 광선의 광선 경로 길이의 합에 기초하여 각 프로세서에 균등한 작업량이 할당되도록 상기 정렬 프레임의 x'축에 따라 상기 후진 투영 연산 및 상기 전진 투영 연산의 작업량을 할당하는, 3D PET의 이미지를 재구성하는 장치
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