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고정 그리드를 사용한 디지털 방사선 영상에서 1차원 필터에 기초한 왜곡의 제거
Artifact Reduction in Digital Radiography Images with the Stationary Grid Based on 1-Dimensional Filters 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SP, 신호처리, v.47 no.5=no.335, 2010년, pp.117 - 126  

김동식 (한국외국어대학교 전자공학과)

초록
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산란선을 흡수하여 보다 선명한 x선 영상을 얻기 위하여 산란방지 그리드를 사용하여 투사영상을 얻는데, 이때 그리드로 인한 왜곡이 발생한다. 본 논문에서는 회전된 그리드를 사용하여 투사영상을 얻고 단순한 1차원 저역필터를 영상의 공간영역에서 각 축으로 별도로 적용하여 그리드 왜곡을 효율적으로 제거하는 방법을 제안하고 그 성능을 고찰해 보았다. 제안한 방법은 왜곡 주파수를 별도로 예측할 필요 없이, 회전된 그리드를 사용하여 획득한 영상에 단순한 1차원 필터를 주파수영역이 아닌 공간영역에서 적용하므로 매우 단순하여 쉽게 구현이 가능하며 빠른 계산 속도를 가지는 장점을 가지고 있으면서 그 성능은 주파수영역에서 2차원 필터를 적용한 경우와 유사하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to obtain more clear x-ray images, an antiscatter grid, which can absorb the scattered rays, is employed. In the high-resolution direct digital radiography, however, the artifacts due to the grid are visible. In this paper, the grid artifacts are reduced by applying simple 1-dimensional low...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 차단주파수와 표본주파수에 따라서 영상디텍터의 해상도가 결정되는데, 고해상도의 경우는 차단주파수와 표본주파수가 상대적으로 높다. 만일 영상디텍터의 LPF가 이상적인 LPF라 하고 차단주파수가 다음 관계식을 만족한다고 하자.
  • 즉 1차원 LPF를 영상의 공간영역에서, 그림 3에서 보는 바와 같이, 각 축에서 별도로 적용하는 방법으로 그리드 왜곡인 변조항들을 제거할 수가 있다. 본 논문에서는 이렇게 회전된 그리드를 사용하여 얻은 X선 투사영상에 단순한 1차원 LPF를 공간영역에서 적용하여 그리드 왜곡을 제거하는 방법을 제안한다. 제안한 알고리듬을 정리하면 다음과 같다.
  • 본 논문에서는 회전된 그리드를 사용하여 X선 투사 영상을 얻고 단순한 1차원의 Butterworth나 평균필터를 영상의 공간영역에서 각 축에서 별도로 적용하여 그리드 왜곡을 효율적으로 제거하는 방법을 제안하고 그 성능을 고찰해 보았다. 제안한 방법은 왜곡주파수를 별도로 예측할 필요 없이, 회전된 그리드를 사용하여 획득한 영상에 단순한 1차원 필터를 주파수영역이 아닌 공간영역에서 적용하므로 매우 단순하여 쉽게 구현이 가능하며 빠른 계산 속도를 가지는 장점을 가지고 있다.
  • 즉 원 신호에 영향을 덜 주는 위치로 이동시켜서 제거를 쉽게 만들 수가 있다®. 본 논문에서는 회전된 그리드를 사용하여 투사영상을 얻고 단순한 1차원 저역필터 (low-pass filter, LPFX 2차원 영상의 공간영역에서 각 축에서 별도로 적용하여 그리드 왜곡을 효율적으로 제거하는 방법을 제안하고 그 성능을 고찰해 보았다. 제안한 방법은 왜곡 주파수를 별도로 예측할 필요 없이, 회전된 그리드를 사용하여 획득한 영상에 단순한 1 차원 필터를 주파수영역이 아닌 공간영역에서 사용하므로 매우 단순하여 쉽게 구현이 가능하며 빠른 계산 속도를 가지는 장점을 가지고 있다.
  • 본 장에서는 고정 그리드를 사용하는 X선 그리드 영상의 왜곡을 분석하기 위하여 X선 그리드 영상 형성의 수학적 모델을 소개한다. 먼저 X선 그리드 영상 형성과정을 정리하면 다음과 같다.
  • 그러나 기술적인 문제와 방사선피폭양이 증가하는 문제로 그리드의 밀도를 원하는 수준으로 올리는 것은 쉽지 않으며, 따라서 그리드로 인하여 특별히 고해상도 표본영상에 왜곡이 발생하는 현상을 피할 수 없다. 본 장에서는 그리드로 인하여 영상디텍터에서 얻은 표본영상에 왜곡이 발생하는 경우에 대하여 분석해 보았다.
  • 본 장에서는 산란선을 흡수하는 산란방지 그리드와 변조 영상형성모델에 대하여 소개한다.

가설 설정

  • 2) 영상의 공간 영역에서 1차원 LPF를 사용하여 먼저 X 축 방향으로 為을 필터링한 후 y축 방향으로도 필터링을 수행함.
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참고문헌 (10)

  1. M. A. Thomas, A. H. Rowberg, S. G. Langer, Y. Kim, "Iterative image enhancement of CR and DR images," Jour. Digital Imaging, vol. 17, no. 3, pp. 189-195, Sep. 2004. 

  2. J. Wang and H. K. Huang, "Film digitization aliasing artifacts caused by grid line patterns," IEEE Trans. Medical Imaging, vol. 13, no. 2, June 1994. 

  3. R. C. Gonzalez and R. E. Woods, Digital Image Processing. 2nd. ed. NY: Prentice Hall, 2002. 

  4. J.G. Proakis and D.G. Manolakis, Digital Signal Processing, 4th ed., NJ: Prentice Hall, 1007. 

  5. D. S. Kim, "Modulation model for the analysis of the stationary grid artifacts in digital radiography imaging," in Proc. IEEE Int. Symposium, Biomedical Imaging, Rotterdam, Netherlands, April 2010, pp. 768-771. 

  6. L. L. Barski and X. Wang, "Characterization, detection and suppression of stationary grids in digital projection radiography imagery," in Proc. SPIE Medical Imaging, pp.502-519, 1999. 

  7. I. N. Belykh and C. W. Cornelius, "Antiscatter stationary grid artifacts automated detection and removal in projection radiography images," in Proc. SPIE Medical Imaging, pp.1162-1166, 2001. 

  8. R. Sasada, M. Yamada, S. Hara, and H. Takeo, "Stationary grid pattern removal using 2-dimensional technique for Moire-free radiographic image display," in Proc. SPIE Medical Imaging, 2003. 

  9. C. -Y. Lin, W. -J. Lee, S. -J. Chen, C. -H. Tsai, J. -H. Lee, C. -H, Chang, and Y. -T. Ching, "A study of grid artifacts formation and elimination in computed radiographic images," Jour. Digital Imaging, vol. 19, no. 4, pp. 351-361, Dec. 2006. 

  10. D. S. Kim and S. Lee, "Grid artifact reduction in radiography with arctan(1/2)-degree rotated grid," IEEE Int. Conf. Image Processing, Sep. 2010. 

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