KR101536693B1 - 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종판별방법 및 흑색종판별시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피부암인 흑색종을 판별하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 적외선, 가시광선, 자외선 등의 다양한 광원에 의한 피부 영상을 카메라를 통해 획득하고, 획득된 영상의 프랙탈 차원 분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석 등을 수행함으로써 흑색종을 판별할 수 있는 방법에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 특징은 광원 및 광학이미지 획득을 위한 광 검출 소자, 그리고 획득된 광학이미지에 대한 패턴 구현 및 프랙탈 차원 분석 프로그램으로 구성된다. 광원으로써는 가시광선, 적외선, 자외선 등 다양한 파장대역의 광원이 사용될 수 있으며, 광 검출 소자는 광원에 파장대역에 대응하여 사용될 수 있고, 필요에 따라 대역필터를 사용하여 광 검출 소자의 성능을 향상시키는 것이다.
이와 같은 본 발명의 특징은 광원 및 광학이미지 획득을 위한 광 검출 소자, 그리고 획득된 광학이미지에 대한 패턴 구현 및 프랙탈 차원 분석 프로그램으로 구성된다. 광원으로써는 가시광선, 적외선, 자외선 등 다양한 파장대역의 광원이 사용될 수 있으며, 광 검출 소자는 광원에 파장대역에 대응하여 사용될 수 있고, 필요에 따라 대역필터를 사용하여 광 검출 소자의 성능을 향상시키는 것이다.
Description
본 발명은 피부암인 흑색종에 대한 흑색종판별시스템 및 흑색종판별방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 적외선, 가시광선, 자외선 등의 다양한 광원에 의한 피부 영상을 카메라를 통해 획득하고, 획득된 영상의 프랙탈 차원 분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석 등을 수행함으로써 흑색종을 진단할 수 있는 흑색종판별시스템 및 흑색종판별방법에 관한 것이다.
일반적으로 흑색종은 피부의 색깔을 나타내는 세포 (색소-형성 세포)의 암으로써 이런 세포들이 변화하여 공격적으로 재생할 때 흑색종이 발생한다.
가장 치명적인 형태의 피부암인 흑색종은 미국에서 7번째로 흔한 암으로, 다른 어떤 암보다 빠른 비율로 증가하고 있으며, 2000년과 2002년 사이에 미국에서 남자는 50명당 1명, 여자는 75명당 1명이 일생 동안 흑색종이 발생하는 것으로 보고되고 있다. 최근에는 미국뿐만 아니라, 한국에서도 자외선 노출, 색소 변이 등으로 인한 흑색종 환자가 빠르게 증가하고 있는 상황으로, 흑색종을 정확하게 진단하는 방법에 대한 연구가 요구되고 있는 상황이다.
이에 본 발명과 관련한 종래 기술분야를 살펴보면, 피부과 전문의가 흑색종의 판별을 위해 확대경을 사용하여 피부를 관측하고, 관측결과를 아래의 흑색종 판정 기준과 비교함으로써 흑색종의 여부를 판단하게 된다.
- 비대칭성
- 경계 불규칙성
- 동일한 점 내부에 서로 다른 피부 색깔과 색조
- 6mm보다 큰 지름
- 크기의 증가
- 피부 부위의 출혈 및 껍질형성 등
흑색종의 판별은 위에서 제시한 판정 기준을 통해 이루어지기 때문에 피부과 전문의의 주관적인 판단에 기인하는 경우가 대부분으로, 객관적인 지표를 통해 흑색종을 판별해야 하는 필요성이 대두되고 있는 상황이다.
따라서 객관적으로 흑색종 여부를 판단할 수 있는 기술적 보완이 요구되고 있는 상황이다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 영상 기술을 이용하는 것으로 현미경 배율과 같은 중배율 및 고배율 영상에 의한 기술을 적용하며, 적외선, 가시광선 등의 다양한 광원에 대한 영상의 분석에 의해 생체조직에 대한 이미징 분석 방법을 이용하여, 이미징 기술을 통해 흑색종이 가지고 있는 비대칭성 및 불규칙성 등의 특징을 수량화함으로써 흑색종 판별을 보다 객관적으로 판별하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 목적은, 흑색종으로 의심되는 부위에 적외선, 가시광선, 자외선 등의 다양한 광원을 조사하고 각각의 광원에 대한 영상을 카메라를 이용하여 획득한 후, 이를 프랙탈 차원 분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석 등의 영상 분석 방법을 통하여 흑색종의 여부를 보다 정확하게 판별하고자 하는 것이다.
이러한 흑색종의 경우, 일반적으로 점과 유사한 형태와 색깔을 갖고 있어 구분하는데 어려움이 있으나, 상기 제시한 판정 기준에 따라 형태상 비대칭성을 가지며, 경계가 불규칙하다는 특징이 있으며, 이러한 흑색종의 특징을 프랙탈 차원분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석 등의 방법에 적용함으로써 흑색종의 객관적인 수량화가 가능하며, 일반적인 점과의 비교도 가능하도록 하는 것이다.
이로써 피부과 전문의의 주관적인 판단에 의존하여 진행되었던 흑색종의 판별을 객관화 할 수 있으며, 흑색종 판별의 정확성과 정밀성을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 광원 및 광학이미지 획득을 위한 광 검출 소자, 그리고 획득된 광학이미지에 대한 패턴 구현 및 프랙탈 차원 분석 프로그램으로 구성된다. 광원으로써는 가시광선, 적외선, 자외선 등 다양한 파장대역의 광원이 사용될 수 있으며, 광 검출 소자는 광원에 파장대역에 대응하여 사용될 수 있고, 필요에 따라 대역필터를 사용하여 광 검출 소자의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 다양한 파장대역의 광원과 광 검출소자를 사용함으로써, 다양한 파장대역에 대한 정밀한 광학이미지를 얻는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 획득된 광학이미지를 통해 영상의 경계를 이미지 프로세싱 기법을 통하여 분석함으로써 광학이미지에 대한 패턴을 구현하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 구현된 패턴에 대하여 프랙탈 차원분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석 등을 실시함으로써 흑색종에 대한 객관화된 프랙탈 차원값, 균일도, 컬러 성분 분포값 등을 도출한다. 또한 도출된 값을 정상적인 점에 대한 값과 비교 분석함으로써 흑색종을 판별하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 광원 및 영상 획득을 위한 광 검출소자로 구성된 광학계에 의해 광학영상을 획득하는 광학영상획득단계; 상기 광 검출소자로부터 획득된 광학 영상의 구현하는 광학영상구현단계; 및 광학 영상에 대한 프랙탈 차원 분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석을 통해 흑색종을 판별하는 흑색종판별단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 흑색종판별단계는: 광학영상의 이미지의 경계를 검출하는 경계검출단계; 광학영상의 이미지에 대해 프랙탈차원분석을 수행하여 프랙탈차원을 분석하는 프랙탈차원분석단계; 광학영상의 이미지에 대한 색상 및 명암을 분석하는 컬러분석단계; 및 프랙탈차원분석, 경계 검출, 색상분석의 정보를 판별하여 흑색종을 판별하는 흑색종정보판별단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광원은, 가시광선, 적외선 및 자외선 중 어느 하나 이상의 광원이고, 광학영상은 가시광선, 적외선 및 자외선 중 어느 하나 이상의 광원에 대한 광학이미지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광학영상획득단계는, 광원의 파장대역에 대응하는 광 검출소자 및 대역필터를 사용하여 광학이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 흑색종판별단계의 경계검출단계는, 획득된 광학영상의 이미지로부터 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 경계를 검출하여 이미지의 형태판별이 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 프랙탈차원분석단계는, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 radius mass, box, dilation, correlation 및 cluster 중 어느 하나 이상의 프랙탈 차원분석을 이용하여 흑색종의 프랙탈 차원을 연산하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 컬러분석단계는, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 컬러 성분을 RGB 별로 각각의 분포를 분석하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 피대상체에 광원을 조사하는 광원; 피대상체로부터의 광신호를 검출하는 광 검출소자; 검출된 광신호로부터 광학영상을 구현하는 광학영상구현수단; 및 광학영상을 분석하여 흑색종을 판별하는 흑색종판별수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석용 흑색종판별시스템을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 흑색종판별수단은: 광학영상의 이미지의 경계를 검출하는 경계검출부; 광학영상의 이미지에 대해 프랙탈차원분석을 수행하여 프랙탈차원을 분석하는 프랙탈차원분석부; 광학영상의 이미지에 대한 색상 및 명암을 분석하는 컬러분석부; 및 프랙탈차원분석, 경계 검출, 색상분석의 정보를 판별하여 흑색종을 판별하는 흑색종정보판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석용 흑색종판별시스템을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 경계검출부는, 획득된 광학영상의 이미지로부터 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 경계를 검출하고, 상기 프랙탈차원분석부는, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 radius mass, box, dilation, correlation 및 cluster 중 어느 하나 이상의 프랙탈 차원분석을 이용하여 흑색종의 프랙탈 차원을 연산하며, 상기 컬러분석부는, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 컬러 성분을 RGB 별로 각각의 분포를 분석하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석용 흑색종판별시스템을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 경계검출부는, 획득된 광학영상의 이미지로부터 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 경계를 검출하고, 상기 프랙탈차원분석부는, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 radius mass, box, dilation, correlation 및 cluster 중 어느 하나 이상의 프랙탈 차원분석을 이용하여 흑색종의 프랙탈 차원을 연산하며, 상기 컬러분석부는, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 컬러 성분을 RGB 별로 각각의 분포를 분석하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석용 흑색종판별시스템을 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
본 발명에서는 다양한 광원에 대한 광학이미지를 손쉽게 획득할 수 있으며, 간단한 패턴 구현 프로그램을 통해 광학이미지의 패턴구현이 가능하다. 또한 이를 프랙탈 차원분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석 등에 적용함으로써, 이미지의 프랙탈 차원값, 균일도, 컬러 성분 분포값 등을 얻을 수 있으며 흑색종 및 정상적인 점에 대한 값과 비교 분석함으로써 흑색종에 대한 정밀하고 정확한 판별이 가능하게 된다.
특히 피부과 전문의의 주관적인 판단에 의존했던 종래의 흑색종 판별을 객관화시킬 수 있으며, 흑색종 판별의 정확성을 높임으로써 판별도구로써의 활용도가 크게 되는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별에 대한 흑색종판별시스템에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 흑색종판별시스템에 의해 디스플레이된 실제 흑색종에 대해 획득된 영상(가시광선 대역 이미지), 프랙탈 차원 분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석의 결과이다.
도 4는 본 발명에 따른 흑색종판별시스템에 의해 디스플레이된 비교예의 실제 점에 대해 획득된 영상(가시광선 대역 이미지), 프랙탈 차원 분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석의 결과이다.
도 5는 본 발명에 따른 흑색종판별시스템에 대한 시스템 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 흑색종 판별방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 흑색종판별시스템에 의해 디스플레이된 실제 흑색종에 대해 획득된 영상(가시광선 대역 이미지), 프랙탈 차원 분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석의 결과이다.
도 4는 본 발명에 따른 흑색종판별시스템에 의해 디스플레이된 비교예의 실제 점에 대해 획득된 영상(가시광선 대역 이미지), 프랙탈 차원 분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석의 결과이다.
도 5는 본 발명에 따른 흑색종판별시스템에 대한 시스템 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 흑색종 판별방법에 대한 순서도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
이에 본 발명에 따른 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별방법 및 흑색종판별시스템(100)은 첨부된 도 1 내지 도 6 등에서와 같이, 피대상체에 광원을 조사하는 광원(1), 피대상체로부터의 광신호를 검출하는 광 검출소자(40) 등을 포함한다.
그리고 검출된 광신호로부터 광학영상을 구현하는 광학영상구현수단(50), 광학영상을 분석하여 흑색종을 판별하는 흑색종판별수단(60) 등을 포함하여 이루어진다.
이에 이러한 광검출, 광학영상구현, 판별 등을 위해 도 1의 예에서는 광학카메라(4), 컴퓨터(5), 디스플레이 등으로 마련될 수 있음을 예로 하였으며, 광학영상구현수단(50), 흑색종판별수단(60) 등은 하나의 장치에서 마련될 수도 있으며 또한 서로 다른 장치로 마련되어 실시될 수도 있는 것이다.
이러한 흑색종판별시스템(100)에 의한 흑색종 판별방법의 예를 보면 다음과 같다.
광원 및 영상 획득을 위한 광 검출소자로 구성된 광학계에 의해 광학영상을 획득하는 광학영상획득단계(S10); 상기 광 검출소자로부터 획득된 광학 영상의 구현하는 광학영상구현단계(S20); 광학 영상에 대한 프랙탈(fractal) 차원 분석, 경계 검출, 컬러 성분 분석을 통해 흑색종을 판별하는 흑색종판별단계(S30) 등을 포함하여 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법이 수행되는 것이다.
따라서 광원 및 광 검출소자에 의해 대상피부의 흑색종에 대한 영상을 획득할 수 있고, 이를 판별하여 흑색종에 대한 판별을 수행하는 것이다.
그리고 이러한 상기 흑색종판별단계는 다음과 같은 상세 단계에 의해 수행된다.
즉 광학영상의 이미지의 경계를 검출하는 경계검출단계(S31); 광학영상의 이미지에 대해 프랙탈차원분석을 수행하여 프랙탈차원을 분석하는 프랙탈차원분석단계(S32); 광학영상의 이미지에 대한 색상 및 명암을 분석하는 컬러분석단계(S33); 및 프랙탈차원분석, 경계 검출, 색상분석의 정보를 판별하여 흑색종을 판별하는 흑색종정보판별단계(S34) 등을 포함하여 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법을 수행한다.
이를 위한 상기 흑색종판별수단(60)의 상세구성을 살펴보면 다음과 같다.
광학영상의 이미지의 경계를 검출하는 경계검출부(61)가 마련된다. 그리하여 분석대상 이미지의 경계부분을 검출하게 된다.
그리고 광학영상의 이미지에 대해 프랙탈차원분석을 수행하여 프랙탈차원을 분석하는 프랙탈차원분석부(62)가 마련된다. 이러한 프랙탈차원분석부(62)에 의하여 해당 분석대상 이미지에 대한 프랙탈차원을 수치로 분석함으로써, 해당 대상피부에 발생된 것이 점인지 흑색종인지 등을 판별하는데 중요 요소로 작용할 것이다.
아울러 광학영상의 이미지에 대한 색상 및 명암을 분석하는 컬러분석부(63)가 마련된다. 이에 흑색종의 색상, 명암을 갖는지 분석하게 될 것이다.
나아가 프랙탈차원분석, 경계 검출, 색상분석의 정보를 판별하여 흑색종을 판별하는 흑색종정보판별부(64)가 마련된다. 그리하여 분석대상의 이미지에 대해 이미지의 경계를 검출하고, 이미지에 대한 프랙탈차원을 분석하여 프랙탈차원을 연산하며, 색상 및 명암 분석을 수행하여 최종적으로 흑색종인지 아닌지 여부를 판별하게 된다. 즉 흑색종정보판별부(64) 및 흑색종정보판별단계에 의하여, 대상이미지의 비대칭성, 경계 불규칙성, 이미지 내부에 서로 다른 색깔과 색조, 색상과 명암을 갖는지 여부, 크기의 증가, 출혈이나 껍질형성 등에 대한 판별을 통해 흑색종판별을 하게 될 것이다.
이러한 본 발명에 따른 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별방법 및 흑색종판별시스템(100)에 있어서, 상기 광원(1)은, 가시광선, 적외선 및 자외선 중 어느 하나 이상의 광원이 이용된다.
또한 광학영상은 가시광선, 적외선 및 자외선 중 어느 하나 이상의 광원에 대한 광학이미지로 이루어지는 것이다. 이로써 가시광선에 대한 분석 알고리즘 및 가시광선을 대상으로 하는 분석장비가 마련되고, 적외선을 분석하는 알고리즘 및 적외선을 분석하는 분석장비가 마련되며, 자외선을 분석하는 알고리즘 및 자외선을 분석하는 분석장비가 마련된다. 기타 피부를 촬영하거나 피부의 흑색종을 검출할 수 있는 다양한 장비나 알고리즘 등이 더 부가될 수도 있을 것이다.
또한 본 발명은 상기 광학영상획득단계(S10)에 있어서, 광원의 파장대역에 대응하는 광 검출소자 및 대역필터를 사용하여 광학이미지를 획득하는 것을 특징으로 한다. 따라서 가시광선, 적외선 및 자외선 중 어느 하나 이상의 광원에 대한 광 신호를 검출하는 광 검출소자(40), 대역필터(미도시됨) 등이 이용됨으로써, 대상피부의 이미지에 대한 정확한 영상 이미지를 검출하게 된다.
아울러 본 발명은 상기 흑색종판별단계(S30)에 있어서, 획득된 광학영상의 이미지로부터 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 경계를 검출하여 이미지의 형태판별이 가능하도록 구비되는 것이다. 이러한 이미지의 경계를 검출하는 이미지 프로세싱 기법으로는 이미지의 경계 부분에서 명암이나 색상값이 현저히 차이나는 경계부분을 추적하고 이러한 경계부분들을 연속 추적하여 이로써 해당 이미지의 경계를 검출하는 것이다. 기타 이미지의 경계를 검출하기 위한 다양한 이미지 프로세싱 기법들이 적용될 수 있을 것이다.
그리고 본 발명은 상기 흑색종판별단계(S30)에 있어서, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 radius mass(radius mass method, 구심질량법), box(box counting method, 박스 계수법), dilation(팽창), correlation(상관관계) 및 cluster(군집) 중 어느 하나 이상의 프랙탈 차원분석을 이용하여 흑색종의 프랙탈 차원을 연산하는 것이다. 이러한 프랙탈 차원 분석에 의한 수치는 실시예 및 비교예, 그리고 첨부된 도면의 예에서처럼 주로 1에서 2 사이의 수치를 가지며, 2에 근접할수록 복잡한 것이고 1에 가까울수록 단순한 형태를 갖는 것이다. 즉 도 3의 흑색종 예에서는 높은 수치를 갖고, 도 4의 점의 예에서는 낮은 수치를 갖는다.
또한 본 발명은 상기 흑색종판별단계(S30)에 있어서, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 컬러 성분을 RGB 별로 각각의 분포를 분석하는 것이다.
특히 색상과 명암을 주로 검출하여 분석하는 것이며, 흑색종의 소정의 색상값, 및 명암 수치를 갖는 경우 흑색종이라 판별하고 이에 비해 비교예인 점의 경우 각각 다른 수치를 갖게 된다.
이상에서와 같이 마련된 본 발명에 따른 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법 및 흑색종판별시스템(100)에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 제시하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법 및 흑색종판별시스템(100)은 도 1의 예에서처럼 광원(1)으로부터 발생된 광(2)을 흑색종 판별을 위한 대상피부(3)에 조사하고, 광학 카메라(4) 및 컴퓨터(5)를 이용하여 대상피부(3)에 대한 광학이미지(6)를 검출하게 된다.
그리고 대상피부에 대한 광학영상 이미지를 분석하고 판별함으로써 흑색종 여부를 판별하는 것이다.
즉 광학이미지를 통해 경계를 검출하여 경계검출이미지(7)를 보이게 된다. 따라서 검출된 경계를 통해 정확한 형태학적 특성을 인지할 수 있게 된다.
또한 검출된 경계에 대한 프랙탈 차원분석을 수행하여 프랙탈차원분석 이미지(8)를 보이게 된다. 또한 광학이미지의 컬러 성분 분석을 통해 컬러성분분석이미지(9)를 보이게 되는 것이다. 이처럼 경계검출, 프랙탈차원분석, 및 컬러성분분석 등을 통해 대상피부에 대한 광학이미지에 대해 객관화된 데이터를 얻게 된다.
이처럼 본 발명에서 제시하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법에서 있어서 가시광선, 적외선, 자외선 등 다양한 파장 대역의 광원이 사용될 수 있으며, 각 파장대역의 광원에 대응되는 카메라 및 필터 등의 광 검출 소자를 사용할 수 있다. 본 발명에서 제시하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별에 대한 일련의 과정은 도 2를 통해 알 수 있다. 즉 적외선, 가시광선, 자외선 등의 다양한 광원을 사용하여 대상피부에 흑색종 판별을 위한 광원을 조사하고, 대역필터를 포함한 카메라를 통해 해당 파장대역 영상을 획득하며, 획득된 영상에 대한 이미지 프로세싱을 구현하여 영상을 얻을 수 있다. 그리고 광학영상의 이미지에 대해 경계검출, 프랙탈 차원분석, 컬러 성분 분석 등을 통한 객관적 수치화를 수행하여 흑색종 판별을 수행하는 것이다.
(실험예)
이와 같이 마련되는 본 발명에 대한 실험예로써, 도 3은 실제 흑색종(melanoma)의 가시광선 대역의 광원에 대한 광학이미지의 영상 구현, 구현된 광학 영상에 대한 경계 분석, 프랙탈 차원 분석 및 컬러 성분 분석값을 보여주고 있다. 그리고 실제 계산된 흑색종의 프랙탈 차원 분석값 및 Red, Green , Blue 성분의 최대치에 대한 FWHM(Full width at half maximum) 값은 도 3에서처럼 각각 1.76, 100, 78, 63으로 산출되었다. 이로써 흑색종의 비대칭성 및 경계 불규칙성 등으로 인해 값이 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
실제로 다양한 흑색종을 대상으로 프랙탈 차원분석을 실시해 본 결과, 1.786의 평균값과 0.035의 표준편차값을 갖는 것으로 나타났으며, 컬러 성분 분석 결과, FWHM 값이 전체 성분의 20%를 초과하는 것을 확인할 수 있었다.
(비교예)
본 발명에 대한 비교예로써, 도 4는 실제 점(spot)의 가시광선 대역의 광원에 대한 광학이미지의 영상 구현, 구현된 광학 영상에 대한 경계 분석, 프랙탈 차원 분석 및 컬러 성분 분석값을 보여주고 있다. 실제 계산된 점(spot)의 프랙탈 차원 분석값 및 Red, Green , Blue 성분의 최대치에 대한 FWHM(Full width at half maximum) 값이 각각 1.578, 48, 20, 5로 산출되었다. 이에 점의 대칭성 및 경계 명확성 등으로 인해 값이 흑색종에 비해 작게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 실제로 다양한 점을 대상으로 프랙탈 차원분석을 실시해 본 결과, 1.57의 평균값과 0.028의 표준편차값을 갖는 것으로 나타났으며, 컬러 성분 분석 결과, FWHM 값이 전체 성분의 20%를 초과하지 않는 것을 확인할 수 있었다.
이처럼, 다양한 흑색종에 대한 광학이미지의 영상 및 경계 검출, 프랙탈 차원분석, 컬러 성분 분석값을 도출하고, 흑색종의 판별에 이를 적용함으로써 종래의 흑색종 판별 방법과 비교하여 판별 확률을 높이고, 흑색종 판별에 객관성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.
1 : 광원 3 : 대상피부
4 : 광학카메라 40 : 광검출소자
50 : 광학영상구현수단 60 : 흑색종판별수단
100 : 흑색종판별시스템
4 : 광학카메라 40 : 광검출소자
50 : 광학영상구현수단 60 : 흑색종판별수단
100 : 흑색종판별시스템
Claims (9)
- 광원 및 영상 획득을 위한 광 검출소자로 구성된 광학계에 의해 광학영상을 획득하는 광학영상획득단계;
상기 광 검출소자로부터 획득된 광학 영상의 구현하는 광학영상구현단계; 및
광학 영상에 대한 소정의 분석을 통해 흑색종을 판별하는 흑색종판별단계를 포함하는 판별방법에 있어서,
상기 흑색종판별단계는:
광학영상의 이미지의 경계를 검출하는 경계검출단계;
광학영상의 이미지에 대해 프랙탈차원분석을 수행하여 프랙탈차원을 분석하는 프랙탈차원분석단계;
광학영상의 이미지에 대한 색상 및 명암을 분석하는 컬러분석단계; 및
프랙탈차원분석, 경계 검출, 색상분석의 정보를 판별하여 흑색종을 판별하는 흑색종정보판별단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 광원은, 가시광선, 적외선 및 자외선 중 어느 하나 이상의 광원이고,
광학영상은 가시광선, 적외선 및 자외선 중 어느 하나 이상의 광원에 대한 광학이미지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 광학영상획득단계는,
광원의 파장대역에 대응하는 광 검출소자 및 대역필터를 사용하여 광학이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 흑색종판별단계의 경계검출단계는,
획득된 광학영상의 이미지로부터 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 경계를 검출하여 이미지의 형태판별이 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 프랙탈차원분석단계는,
경계가 검출된 영상 패턴에 대해 radius mass, box, dilation, correlation 및 cluster 중 어느 하나 이상의 프랙탈 차원분석을 이용하여 흑색종의 프랙탈 차원을 연산하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 컬러분석단계는,
경계가 검출된 영상 패턴에 대해 컬러 성분을 RGB 별로 각각의 분포를 분석하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석을 통한 흑색종 판별 방법.
- 피대상체에 광원을 조사하는 광원;
피대상체로부터의 광신호를 검출하는 광 검출소자;
검출된 광신호로부터 광학영상을 구현하는 광학영상구현수단; 및
광학영상을 분석하여 흑색종을 판별하는 흑색종판별수단을 포함하는 흑색종판별시스템에 있어서,
상기 흑색종판별수단은:
광학영상의 이미지의 경계를 검출하는 경계검출부;
광학영상의 이미지에 대해 프랙탈차원분석을 수행하여 프랙탈차원을 분석하는 프랙탈차원분석부;
광학영상의 이미지에 대한 색상 및 명암을 분석하는 컬러분석부; 및
프랙탈차원분석, 경계 검출, 색상분석의 정보를 판별하여 흑색종을 판별하는 흑색종정보판별부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석용 흑색종판별시스템.
- 제 8항에 있어서,
상기 경계검출부는, 획득된 광학영상의 이미지로부터 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 경계를 검출하고,
상기 프랙탈차원분석부는, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 radius mass, box, dilation, correlation 및 cluster 중 어느 하나 이상의 프랙탈 차원분석을 이용하여 흑색종의 프랙탈 차원을 연산하며,
상기 컬러분석부는, 경계가 검출된 영상 패턴에 대해 컬러 성분을 RGB 별로 각각의 분포를 분석하는 것을 특징으로 하는 다파장 영상구현 및 영상분석용 흑색종판별시스템.
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