관상동맥 조영영상에서 라플라시안 필터와 고속 비지역적 평균 알고리즘의 유용성 평가

• 영문명: Usefulness Evaluation of Laplacian Filter and Fast Non-Local Means Algorithm in Coronary Angiographic Images
• 발행기관: 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회)
• 저자명: 전경수(Kyeongsoo Jeon) 허지원(Jiwon Hur) 송지원(Jiwon Song) 이채언(Chaeeon Lee) 서강현(Kang-Hyeon Seo) 이영진(Youngjin Lee)
• 간행물 정보: 『방사선기술과학』제48권 제1호, 93~103쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 의약학 > 방사선과학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2025.02.28

국문 초록

본 연구에서는 라플라시안(Laplacian) 필터와 고속 비지역적 평균 알고리즘을 관상동맥 조영술로 획득한 X-선 영상에 적용하여 잡음과 흐림현상을 줄이는 것을 목표로 한다. 제안하는 방법은 Laplacian 필터를 획득된 영상에 적용하고 필터링된 영상과 원본 영상을 결합한다. 총 110개의 좌, 우 관상동맥 조영영상에 고속 비지역적 평균 알고리즘의 평활화계수를 0.001에서 0.1까지 0.001씩 증가시키면서 적용하여 각 영상에 대해 100개의 잡음이 제거된 영상을 획득하였다. 평활화계수는 정량적 평가 지표인 변동 계수와 대조도 대 잡음비를 사용하여 최적화였다. 결과적으로 변동 계수는 평활화계수가 증가함에 따라 점차 감소하는 반면, 대조도 대 잡음비는 증가하는 추세를 보였다. 그러나 일부 영상에서는 대조도 대 잡음비가 증가하다가 특정임계값에 도달한 후 감소하였다. 연구결과를 기반으로 평활화계수를 대조도 대 잡음비의 변곡점인 0.051로 최적화하였으며, 최적화된 고속 비지역적 평균 알고리즘으로 처리된 영상들은 원본 영상에 비해 변동 계수와 대조도 대 잡음비가 각각 약 3.0배 및 약 3.5배 개선됨을 우리는 확인하였다. 또한 촬영 각도 별 혈관의 각 부위에 프로파일을 설정하여 급격하게 변화하는 구간의 픽셀값의 차이를 분석한 결과, 최적화된 고속 비지역적 평균 알고리즘으로 처리된 영상에서 원본 영상의 경계면에 비해 평균 약 44.0% 향상되었음을 확인하였다. 결론적으로, Laplacian 필터와 최적화된 고속 비지역적 평균 알고리즘을 같이 적용하였을 시 경계면에 대한 정보를 개선하면서 화질을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 추후 제안하는 방식을 임상에서 관상동맥 조영영상에 적용하였을 때, 정확한 혈관 측정이 가능하여 더 나은 의료 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

영문 초록

This study aimed to reduce noise and blur in X-ray images acquired during coronary angiography by combining the Laplacian filter with the fast non-local means (FNLM) algorithm. The proposed method applies the Laplacian filter to im- ages and combines the filtered images with the original ones. Subsequently, the smoothing factor of the FNLM algorithm was adjusted, increasing from 0.001 to 0.1 in increments of 0.001, resulting in the generation of 100 denoised images for each image. The FNLM algorithm was optimized using the coefficient of variation (COV) and the contrast-to-noise ratio (CNR) as quantitative evaluation metrics. As a result, the COV gradually decreased with an increase in the smoothing factor, while the CNR increased; however, in certain images, the CNR decreased after reaching a specific threshold. Based on these findings, the smoothing factor was optimized to 0.051, which was identified as the inflection point for the CNR. The images processed with the optimized FNLM algorithm showed improvements of approximately 3.0 and about 3.5 times in COV and CNR, in comparison to the original images. Furthermore, an analysis of the differences in pixel values confirmed that edge enhancement in images processed with the optimized FNLM algorithm improved by an average of approximately 44.0% compared to the original images. In conclusion, when the Laplacian filter and the optimized FNLM algorithm significantly enhanced image quality while enhancing the edge.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 재료 및 방법

Ⅲ. 결 과

Ⅳ. 고 찰

Ⅴ. 결 론

REFERENCES

키워드

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