[논문]흉부 CR영상에 대한 위너필터의 적용

최석윤

doi:10.7742/jksr.2018.12.4.519

초록
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CR시스템을 이용한 흉부검사 및 집단 흉부검사는 임상에서 자주 이용되고 있다. 흉부영상 획득과정에서 영상의 품질을 저하시키는 요인은 노후된 IP의 사용과 장시간 방치된 IP를 사용할 때이고 보관 시간에 노이즈가 대량 발생한다. 연구에서는 화질의 복원을 위해서 본 연구에서는 직접적인 계산방법인 위너필터와 개선된 위너필터를 적용하고 평가하였다. 실험결과 잡음의 변동이 작은 곳에서는 wiener의 방법이 우수하였고 잡음의 변동이 큰 곳에서는 개선된 방법이 우수하였다. 3일간 CR판독기로 잠상처리 않은 IP를 사용시 흉부CR 영상에 대해서 알고리즘 적용한 결과 잡음은 효과적으로 제거되었다 개선된 방법보다 고전적인 위너필터의 결과가 좋았다. CR영상 프로세스 과정에서 잠상처리를 하지 않고 다수의 환자를 검사했을 경우 제안한 알고리즘은 좋은 화질의 영상으로 복원가능하고 영상판독에 도움을 줄 것으로 판단한다.

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Chest examinations and mass chest examinations using the CR(computed radiography) System are frequently used clinically. a factor that degrades image quality in the acquisition process is the use of unused IPs long times. this paper addresses the estimation of winer filter and improved wiener filter...

Chest examinations and mass chest examinations using the CR(computed radiography) System are frequently used clinically. a factor that degrades image quality in the acquisition process is the use of unused IPs long times. this paper addresses the estimation of winer filter and improved wiener filter to restoration of Chest CR images Experimental results show that the proposed method can reduce noise. in low noise variation image wiener method was excellent than improved method and the result was the opposite at high noise varience. the application of algorithms to chest CR images effectively eliminates noise. the classic Wiener filter was better than the improved method. Multiple patients examined during the process without any erase IP(image plate) process, The proposed algorithm determines that the images can be restored to a good quality and will help to read the images.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

보관기간이 오래된 IP를 잠상소거 없이 사용하면 영상판독에 지장을 주는 잡음(noise)이 대량 발생한다. 본 연구에서는 잡음이 발생한 IP에 제안한 이론을 적용하여 복원(denoising)정도를 분석하고자 하였다.
집단흉부검사에서 오래된 IP를 사용한 검사에서 재검사가 필요한 경우에서 재검사가 어려울 경우다수의 영상에 대해 화질 복원을 원할 경우, 본 연구에서 제안하는 방법을 통해서 영상복원의 성능을 평가하고자 한다.

제안 방법

본 연구에서 화질의 복원을 위해서 직접적 계산방법인 Wiener method^[5]와 개선된 Wiener method^[6]를 제안한다. 원 영상에서 잡음과 신호 성분이 얼마나 존재하는지를 결정하는 매개변수를 가지고 있고, 확률적인 방법에 기초해서 복원을 하는 방법이다.

대상 데이터

본 연구에서는 텡스턴 소재의 타깃으로 구성된 X선 발생기기(REX-525RX, Listem, South Korea)를 사용하였고, CR 방식으로 영상획득을 하였다. 고식적 카세트 대신 IP(MD40 IP (10x12), Agfa, Belgium)를 사용하여 영상정보를 기록하고 CR 판독기(CR30-X CR System, Agfa, Belgium)를 통해서 영상을 획득하였다.
고식적 카세트 대신 IP(MD40 IP (10x12), Agfa, Belgium)를 사용하여 영상정보를 기록하고 CR 판독기(CR30-X CR System, Agfa, Belgium)를 통해서 영상을 획득하였다. 실험대상은 흉부팬텀(RS 310 lung/chest phantom, Fluke Biomedical, USA) 을 사용하였다. 사용된 흉부팬텀은 방사선영상시스템의 화질을 정량적으로 평가하는데 이용되고 구조는 인체조직과 거의 유사하다.

데이터처리

1 × 10-1 까지 적용하였다. Table 1에서 Table 3과 같이 제안한 알고리즘의 효과를 평가하기 위하여 잡음을 부가하였고 영상복원정도를 평가하기 위해서 PSNR, MSE, SNR의 지표를 분석하였다. 낮은 잡음 varience 분포에서는 잡음영상과 복원 알고리즘간 화질의 결과가 유사하게 나타났고, varience 기준결과에 차이가 있었다.

성능/효과

잠상소거를 하지 않은 IP를 사용할 경우 검사 전 CR 판독기를 통해서 잠상을 제거해야 하지만 잠상제거 과정 없이 검사를 했을 경우 제안하는 알고리즘으로 영상 복원을 할 수 있었다. 본 연구결과는 좋은 화질을 제공함으로써 흉부영상 판독에 도움이 될 것으로 판단한다.

후속연구

잠상소거를 하지 않은 IP를 사용할 경우 검사 전 CR 판독기를 통해서 잠상을 제거해야 하지만 잠상제거 과정 없이 검사를 했을 경우 제안하는 알고리즘으로 영상 복원을 할 수 있었다. 본 연구결과는 좋은 화질을 제공함으로써 흉부영상 판독에 도움이 될 것으로 판단한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	흉부영상 획득과정에서 영상의 품질을 저하시키는 요인은 무엇인가?	CR시스템을 이용한 흉부검사 및 집단 흉부검사는 임상에서 자주 이용되고 있다. 흉부영상 획득과정에서 영상의 품질을 저하시키는 요인은 노후된 IP의 사용과 장시간 방치된 IP를 사용할 때이고 보관 시간에 노이즈가 대량 발생한다. 연구에서는 화질의 복원을 위해서 본 연구에서는 직접적인 계산방법인 위너필터와 개선된 위너필터를 적용하고 평가하였다.
	CR시스템을 이용한 흉부검사 및 집단 흉부검사는 어디에 주로 사용되는가?	CR시스템을 이용한 흉부검사 및 집단 흉부검사는 임상에서 자주 이용되고 있다. 임상에서 흉부영상의 진단적 가치는 매우 크고 진단정보는 광범위하게 이용되고 있다.
	화질의 복원을 위해서 본 연구에서는 직접적인 계산방법인 위너필터와 개선된 위너필터를 적용한 실험 결과는 무엇인가?	연구에서는 화질의 복원을 위해서 본 연구에서는 직접적인 계산방법인 위너필터와 개선된 위너필터를 적용하고 평가하였다. 실험결과 잡음의 변동이 작은 곳에서는 wiener의 방법이 우수하였고 잡음의 변동이 큰 곳에서는 개선된 방법이 우수하였다. 3일간 CR판독기로 잠상처리 않은 IP를 사용시 흉부CR 영상에 대해서 알고리즘 적용한 결과 잡음은 효과적으로 제거되었다 개선된 방법보다 고전적인 위너필터의 결과가 좋았다.

참고문헌 (6)

W. J. Yu, S. H. Kang, Y. G. Lee, Y. Lee, "Study on Analysis of Noise Characteristics and Improvement Effectiveness using combination of two filters with Various Exposure Parameters based on Digital X-ray Imaging System", JIEIE, Vol. 55, No. 1, pp. 127-131, 2018.
B. Y. Lim, H. S. Park, J. H. Kim, H. J. Kim, "Evaluation of Unexposed Images after Erasure of Image Plate from CR System," Korean journal of medical physics, Vol. 20, No. 4, pp. 199-207, 2009.
C. H. Shin, C. Y. Jung, "A Restoration of Degraded Medicine Images Based on Optimized Parametric Wiener Filter, JKIICE", Vol. 16, No. 5, pp. 1056-1063, 2012.
S. Choi, I. C. Im, "Noise Changes in Image Plate," Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 12, No. 2, pp. 271-275, 2018.
Jae S. Two-Dimensional Signal and Image Processing, Prentice Hall, pp. 538, 1990.
R. C. Gonzalez, R. E. Woods, Digital Image Processing, 3rd Ed, Addison-Wesley Publishing, Company, Inc., pp. 353, 2008.

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