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(a) 복수의 흉부 슬라이스를 포함하는 흉부 CT 영상에서 타원 모델링에 기반하여 초기 폐 종양을 추출하는 단계;(b) 상기 각각의 흉부 슬라이스에서 밝기값과 모양 정보에 기반하여 흉벽과 종격막을 추출하는 단계; 및(c) 추출된 흉벽과 종격막의 확률맵에 기반한 비대칭 다중 변형 모델을 이용하여 초기 폐 종양 추출 결과를 개선함으로써 폐 종양을 최종적으로 분할하는 단계를 포함하고,상기 단계 (a)는 중앙 슬라이스의 타원 모델을 이웃 슬라이스들로 확장하는 가중치 투표 기반 타원 전파에 기반한 타원 모델링을 이용하여 초기 폐 종양을 추출하는 단계를 포함하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 방법
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청구항 1에 있어서,상기 단계 (a)는,(a-1) 사용자 상호 작용으로부터 획득된 폐 종양의 직경 정보에 기반하여 중앙 슬라이스에서 폐 종양과 관련된 타원을 추정하는 단계;(a-2) 각각의 이웃 슬라이스의 기울기 이미지에 대해 허프 변환(Hough Transformation)을 수행하여 상기 각각의 이웃 슬라이스에서 타원 후보들을 추정하는 단계; 및(a-3) 이전 슬라이스에서 추정된 타원과 상기 타원 후보들을 이용하여 가중치 투표 맵을 생성하고, 상기 생성된 가중치 투표 맵에 기반하여 상기 각각의 이웃 슬라이스에서 폐 종양에 해당하는 타원을 추정하는 단계를 포함하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 방법
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청구항 3에 있어서,상기 가중치 투표 맵은,[수학식 1]에 의해 각 픽셀에 대해 계산되는 가중치 투표 맵 값(WV)에 기반하여 생성되고,N은 타원 후보들의 수를 나타내며, c는 i번째 슬라이스 Si에 있는 타원의 중심을 나타내는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 방법
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청구항 3에 있어서,상기 단계 (b)는,(b-1) 밝기값을 이용하는 임계값 방법에 기반하여 폐 실질을 추출하는 단계;(b-2) 곡률 정보를 이용한 폐 경계 평활법에 기반하여 종양을 포함한 폐 경계를 추정하는 단계;(b-3) 폐 경계 평활이 실패한 영역이 있는 경우, 형상 기반 보간에 기반하여 상기 종양을 포함한 폐 경계를 보정함으로써 종양을 포함한 폐 실질을 분할하는 단계; 및(b-4) 폐 실질 분할 영역의 영역 반전에 의해 흉벽을 추출하는 단계를 포함하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 방법
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청구항 5에 있어서,상기 단계 (b-3)에서 보정 대상의 슬라이스는,[수학식 2]에 의해 결정되고,형상 기반 보간에 사용될 슬라이스는,[수학식 3] 및[수학식 4]에 의해 선택되며,i는 슬라이스 번호를 나타내고, k는 보정 대상의 선택된 슬라이스 번호를 의미하며, E는 타원의 영역을 나타내고, L 및 Ls는 추출된 폐 실질 및 폐 평활화에 의해 분할된 폐를 나타내며, a 및 b는 형상 기반 보간을 위해 사용될 선택된 슬라이스 번호를 의미하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 방법
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청구항 6에 있어서,상기 단계 (b)는,(b-5) 밝기값 히스토그램을 종격막 모델과 종양 모델의 2개의 가우시안 모델로 모델링하는 단계;(b-6) 상기 종격막 모델과 종양 모델의 교차점에서의 밝기값을 종격막의 임계값으로 추정하는 단계; 및(b-7) 상기 추정된 임계값에 기반하여 종격막을 추출하는 단계를 더 포함하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 방법
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(a) 복수의 흉부 슬라이스를 포함하는 흉부 CT 영상에서 타원 모델링에 기반하여 초기 폐 종양을 추출하는 단계;(b) 상기 각각의 흉부 슬라이스에서 밝기값과 모양 정보에 기반하여 흉벽과 종격막을 추출하는 단계; 및(c) 추출된 흉벽과 종격막의 확률맵에 기반한 비대칭 다중 변형 모델을 이용하여 초기 폐 종양 추출 결과를 개선함으로써 폐 종양을 최종적으로 분할하는 단계를 포함하고,상기 단계 (c)는,(c-1) 상기 추출된 흉벽과 종격막 각각에 대해 서브 볼륨의 복셀의 수에 기반하여 흉벽과 종격막의 확률맵을 생성하는 단계; 및(c-2) 초기 폐 종양 추출 결과에 대해 흉벽과 종격막의 확률맵에 기반한 비대칭 다중 변형 모델을 이용하여 초기 폐 종양 추출 결과를 개선함으로써 폐 종양을 최종적으로 분할하는 단계를 포함하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 방법
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청구항 8에 있어서,상기 단계 (c-2)는,[수학식 5][수학식 6][수학식 7][수학식 8][수학식 9]에 의해 에너지(E)가 최소가 되는 φ1을 결정하여 초기 폐 종양 추출 결과를 개선함으로써 폐 종양을 최종적으로 분할하는 단계를 포함하고,는 픽셀의 밝기값이고, c 및 는 영역 내의 평균 밝기값 및 표준 편차이며, 는 타원 경계로부터의 거리를 나타내고, 는 이미지의 기울기를 의미하며, 는 헤비사이드(Heaviside) 함수이고, 는 헤비사이드 함수의 기울기이며, 은 상기 흉벽 및 종격막의 확률맵의 값이고, 은 영역 을 제거하여 비대칭 형태로 다중 변형 모델을 생성하는 페널티 함수이며, 는 영역 의 크기를 나타내고, φ1 및 φ2는 각각 영역의 내부는 양수의 값을 갖도록 하고 영역의 외부는 음수의 값을 갖도록 하는 함수인, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 방법
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복수의 흉부 슬라이스를 포함하는 흉부 CT 영상에서 타원 모델링에 기반하여 초기 폐 종양을 추출하기 위한 초기 폐 종양 추출부;상기 각각의 흉부 슬라이스에서 밝기값과 모양 정보에 기반하여 흉벽과 종격막을 추출하기 위한 흉벽과 종격막 추출부; 및추출된 흉벽과 종격막의 확률맵에 기반한 비대칭 다중 변형 모델을 이용하여 초기 폐 종양 추출 결과를 개선함으로써 폐 종양을 최종적으로 분할하기 위한 폐 종양 분할부를 포함하고,상기 초기 폐 종양 추출부는, 중앙 슬라이스의 타원 모델을 이웃 슬라이스들로 확장하는 가중치 투표 기반 타원 전파에 기반한 타원 모델링을 이용하여 초기 폐 종양을 추출하는 동작을 수행하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 장치
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청구항 10에 있어서,상기 초기 폐 종양 추출부는,사용자 상호 작용으로부터 획득된 폐 종양의 직경 정보에 기반하여 중앙 슬라이스에서 폐 종양과 관련된 타원을 추정하는 동작;각각의 이웃 슬라이스의 기울기 이미지에 대해 허프 변환(Hough Transformation)을 수행하여 상기 각각의 이웃 슬라이스에서 타원 후보들을 추정하는 동작; 및이전 슬라이스에서 추정된 타원과 상기 타원 후보들을 이용하여 가중치 투표 맵을 생성하고, 상기 생성된 가중치 투표 맵에 기반하여 상기 각각의 이웃 슬라이스에서 폐 종양에 해당하는 타원을 추정하는 동작을 수행하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 장치
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청구항 12에 있어서,상기 가중치 투표 맵은,[수학식 1]에 의해 각 픽셀에 대해 계산되는 가중치 투표 맵 값(WV)에 기반하여 생성되고,N은 타원 후보들의 수를 나타내며, c는 i번째 슬라이스 Si에 있는 타원의 중심을 나타내는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 장치
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청구항 12에 있어서,상기 흉벽과 종격막 추출부는,밝기값을 이용하는 임계값 방법에 기반하여 폐 실질을 추출하는 동작;곡률 정보를 이용한 폐 경계 평활법에 기반하여 종양을 포함한 폐 경계를 추정하는 동작;폐 경계 평활이 실패한 영역이 있는 경우, 형상 기반 보간에 기반하여 상기 종양을 포함한 폐 경계를 보정함으로써 종양을 포함한 폐 실질을 분할하는 동작; 및폐 실질 분할 영역의 영역 반전에 의해 흉벽을 추출하는 동작을 수행하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 장치
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청구항 14에 있어서,상기 폐 경계 평활이 실패한 영역이 있는 경우, 형상 기반 보간에 기반하여 상기 종양을 포함한 폐 경계를 보정함으로써 종양을 포함한 폐 실질을 분할하는 동작에서 보정 대상의 슬라이스는,[수학식 2]에 의해 결정되고,형상 기반 보간에 사용될 슬라이스는,[수학식 3] 및[수학식 4]에 의해 선택되며,i는 슬라이스 번호를 나타내고, k는 보정 대상의 선택된 슬라이스 번호를 의미하며, E는 타원의 영역을 나타내고, L 및 Ls는 추출된 폐 실질 및 폐 평활화에 의해 분할된 폐를 나타내며, a 및 b는 형상 기반 보간을 위해 사용될 선택된 슬라이스 번호를 의미하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 장치
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청구항 15에 있어서,상기 흉벽과 종격막 추출부는,밝기값 히스토그램을 종격막 모델과 종양 모델의 2개의 가우시안 모델로 모델링하는 동작;상기 종격막 모델과 종양 모델의 교차점에서의 밝기값을 종격막의 임계값으로 추정하는 동작; 및상기 추정된 임계값에 기반하여 종격막을 추출하는 동작을 더 수행하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 장치
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복수의 흉부 슬라이스를 포함하는 흉부 CT 영상에서 타원 모델링에 기반하여 초기 폐 종양을 추출하기 위한 초기 폐 종양 추출부;상기 각각의 흉부 슬라이스에서 밝기값과 모양 정보에 기반하여 흉벽과 종격막을 추출하기 위한 흉벽과 종격막 추출부; 및추출된 흉벽과 종격막의 확률맵에 기반한 비대칭 다중 변형 모델을 이용하여 초기 폐 종양 추출 결과를 개선함으로써 폐 종양을 최종적으로 분할하기 위한 폐 종양 분할부를 포함하고,상기 폐 종양 분할부는,상기 추출된 흉벽과 종격막 각각에 대해 서브 볼륨의 복셀의 수에 기반하여 흉벽과 종격막의 확률맵을 생성하는 동작; 및초기 폐 종양 추출 결과에 대해 흉벽과 종격막의 확률맵에 기반한 비대칭 다중 변형 모델을 이용하여 초기 폐 종양 추출 결과를 개선함으로써 폐 종양을 최종적으로 분할하는 동작을 수행하는, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 장치
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청구항 17에 있어서,상기 폐 종양을 최종적으로 분할하는 동작은,[수학식 5][수학식 6][수학식 7][수학식 8][수학식 9]에 의해 에너지(E)가 최소가 되는 φ1을 결정하여 초기 폐 종양 추출 결과를 개선함으로써 폐 종양을 최종적으로 분할하는 동작을 포함하고,는 픽셀의 밝기값이고, c 및 는 영역 내의 평균 밝기값 및 표준 편차이며, 는 타원 경계로부터의 거리를 나타내고, 는 이미지의 기울기를 의미하며, 는 헤비사이드(Heaviside) 함수이고, 는 헤비사이드 함수의 기울기이며, 은 상기 흉벽 및 종격막의 확률맵의 값이고, 은 영역 을 제거하여 비대칭 형태로 다중 변형 모델을 생성하는 페널티 함수이며, 는 영역 의 크기를 나타내고, φ1 및 φ2는 각각 영역의 내부는 양수의 값을 갖도록 하고 영역의 외부는 음수의 값을 갖도록 하는 함수인, 흉부 CT 영상에서 가중치 투표 기반 타원 전파 및 주변 기관 확률맵을 이용한 폐 종양 분할 장치
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