다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 방법 및 장치
METHOD AND APPARATUS FOR RESTORING PET IMAGES APPLICABLE TO LOW-QUALITY PET IMAGES USING MULTIPLE RADIOACTIVE TRACER
특허 요약
본 발명은 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 방법 및 장치에 관한 것으로, 쌍으로 이루어진 저화질 PET 영상과 고화질 PET 영상을 이용해 방사성 추적자를 식별하기 위한 값을 포함하는 특성벡터에 따라 PET 영상을 고화질로 복원하도록 학습된 딥러닝 네트워크에서 최적으로 고화질 복원이 가능한 기준특성벡터를 도출함으로써 기준특성벡터에 따라 저화질 PET 영상을 고화질로 복원할 수 있다.
청구항
번호청구항
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복수의 저화질 PET 영상과 상기 복수의 저화질 PET 영상에 대응하는 복수의 고화질 PET 영상을 포함하는 데이터셋을 입력받는 데이터셋 입력부;복수의 방사성 추적자 각각에 대응하여 기설정된 범위 이내의 값을 할당해서 각각 복수의 방사성 추적자에 대응하는 복수의 값의 조합으로 이루어진 복수 개의 임시특성벡터를 생성하는 임시특성벡터 생성부;PET 영상과 방사성 추적자를 구분하기 위한 특성벡터를 입력받아 특성벡터에 따라 고화질로 복원된 복원 PET 영상을 출력하도록 미리 학습된 딥러닝 네트워크에 상기 데이터셋에 포함된 저화질 PET 영상과 상기 복수 개의 임시특성벡터 각각에 따른 특성벡터를 입력해서, 임시특성벡터별로 상기 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 영상복원부;상기 영상복원부에서 임시특성벡터별로 상기 저화질 PET 영상에서 생성한 고화질 복원 PET 영상과 상기 저화질 PET 영상에 대응하는 고화질 PET 영상의 차이에 따라 임시특성벡터별 오차율을 산출하는 오차율 산출부; 및상기 오차율 산출부에서 산출한 오차율이 가장 작은 임시특성벡터를 기준특성벡터로 선택하는 기준특성벡터 선택부;를 포함하고,상기 영상복원부는상기 딥러닝 네트워크에 외부로부터 입력된 복원용 저화질 PET 영상과 상기 기준특성벡터 선택부에서 선택한 기준특성벡터에 따른 특성벡터를 입력해서 상기 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 것인 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 장치.

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제1항에 있어서,상기 딥러닝 네트워크는저화질 PET 영상과 상기 저화질 PET 영상에 대응하는 고화질 PET 영상 중 어느 하나를 거짓영상으로 입력받고, 상기 저화질 PET 영상과 상기 저화질 PET 영상에 대응하는 고화질 PET 영상 중 나머지 하나를 원본영상으로 입력받으며, 상기 거짓영상에 대해 영상 생성 방향에 대응하는 자리에 저화질에 대응하는 제1 지시값 또는 고화질에 대응하는 제2 지시값 중 어느 하나를 가지고 복수의 방사성 추적자에 대응하는 복수의 자리에 기설정된 값을 가지는 제1 특성벡터를 입력받아 상기 제1 특성벡터에 따라 상기 거짓영상에서 복원영상을 생성하고,상기 복원영상과 상기 원본영상 사이의 손실을 피드백하며,상기 제1 특성벡터에서 영상 생성 방향에 대응하는 자리의 값을 저화질에 대응하는 제1 지시값 또는 고화질에 대응하는 제2 지시값 중 나머지 하나로 변환한 제2 특성벡터에 따라 상기 복원영상에서 재복원영상을 생성하고,상기 재복원영상과 상기 거짓영상 사이의 손실을 피드백하며,특성벡터와 PET 영상을 입력받아 상기 특성벡터에 따라 상기 PET 영상에서 고화질로 복원된 복원영상을 출력하도록 학습되는 것인 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 장치.

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제1항에 있어서,상기 임시특성벡터 생성부는복수의 방사성 추적자 각각에 대응하는 복수의 자리에 참에 대응하는 제1값에서 거짓에 대응하는 제2값 사이의 값을 할당해서 복수의 방사성 추적자의 조합에 따른 복수의 촬영 환경에 대응하도록 각각 상기 제1값과 상기 제2값으로 제한된 값들의 조합으로 이루어지는 복수 개의 임시특성벡터를 생성하는 것인 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 장치.

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제3항에 있어서,상기 영상복원부는상기 데이터셋에 포함된 저화질 PET 영상을 거짓영상으로 획득하고,거짓영상으로 저화질 PET 영상을 획득한 것에 대응하여 저화질에 대응하는 기설정된 제1 지시값을 상기 임시특성벡터 생성부에서 생성한 각 임시특성벡터에 추가해서 특성벡터를 생성하며,상기 딥러닝 네트워크에 상기 거짓영상과 상기 특성벡터를 입력해서, 상기 임시특성벡터 생성부에서 생성한 각 임시특성벡터에 따라 상기 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 것인 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 장치.

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제4항에 있어서,상기 영상복원부는상기 기준특성벡터 선택부에서 기준특성벡터가 선택된 이후, 외부로부터 입력된 복원용 저화질 PET 영상을 거짓영상으로 획득하고,상기 복원용 저화질 PET 영상을 거짓영상으로 획득한 것에 대응하여 저화질에 대응하는 기설정된 제1 지시값을 상기 기준특성벡터에 추가해서 기준특성벡터에 따른 특성벡터를 생성하며,상기 딥러닝 네트워크에 상기 거짓영상과 상기 기준특성벡터에 따른 특성벡터를 입력해서 상기 기준특성벡터에 따라 상기 복원용 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 것인 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 장치.

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딥러닝 네트워크를 이용한 영상 복원 장치에 의해 수행되는 PET 영상 복원 방법에 관한 것으로,복수의 저화질 PET 영상과 상기 복수의 저화질 PET 영상에 대응하는 복수의 고화질 PET 영상을 포함하는 데이터셋을 입력받는 단계;복수의 방사성 추적자 각각에 대응하여 기설정된 범위 이내의 값을 할당해서 각각 복수의 방사성 추적자에 대응하는 복수의 값의 조합으로 이루어진 복수 개의 임시특성벡터를 생성하는 단계;PET 영상과 방사성 추적자를 구분하기 위한 특성벡터를 입력받아 특성벡터에 따라 고화질로 복원된 복원 PET 영상을 출력하도록 미리 학습된 딥러닝 네트워크에 상기 데이터셋에 포함된 저화질 PET 영상과 상기 복수 개의 임시특성벡터 각각에 따른 특성벡터를 입력해서, 임시특성벡터별로 상기 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 단계;상기 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 단계에서 임시특성벡터별로 상기 저화질 PET 영상에서 생성한 고화질 복원 PET 영상과 상기 저화질 PET 영상에 대응하는 고화질 PET 영상의 차이에 따라 임시특성벡터별 오차율을 산출하는 단계;상기 임시특성벡터별 오차율을 산출하는 단계에서 산출한 오차율이 가장 작은 임시특성벡터를 기준특성벡터로 선택하는 단계;외부로부터 복원용 저화질 PET 영상을 입력받는 단계; 및상기 딥러닝 네트워크에 상기 복원용 저화질 PET 영상과 상기 기준특성벡터에 따른 특성벡터를 입력해서 상기 복원용 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 방법.

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제6항에 있어서,상기 데이터셋을 입력받는 단계 이전에 있어서,PET 영상과 특성벡터를 입력받아 상기 특성벡터에 따라 상기 PET 영상에서 고화질로 복원된 복원영상을 생성하도록 딥러닝 네트워크의 학습을 수행하는 단계;를 더 포함하고,상기 딥러닝 네트워크의 학습을 수행하는 단계는상기 딥러닝 네트워크가 저화질 PET 영상과 상기 저화질 PET 영상에 대응하는 고화질 PET 영상 중 어느 하나를 거짓영상으로 입력받고, 상기 저화질 PET 영상과 상기 저화질 PET 영상에 대응하는 고화질 PET 영상 중 나머지 하나를 원본영상으로 입력받으며, 상기 거짓영상에 대해 영상 생성 방향에 대응하는 자리에 저화질에 대응하는 제1 지시값 또는 고화질에 대응하는 제2 지시값 중 어느 하나를 가지고 복수의 방사성 추적자에 대응하는 복수의 자리에 기설정된 값을 가지는 제1 특성벡터를 입력받아 상기 제1 특성벡터에 따라 상기 거짓영상에서 복원영상을 생성하는 단계와,상기 딥러닝 네트워크가 상기 복원영상과 상기 원본영상 사이의 손실을 피드백하는 단계와,상기 딥러닝 네트워크가 상기 제1 특성벡터에서 영상 생성 방향에 대응하는 자리의 값을 저화질에 대응하는 제1 지시값 또는 고화질에 대응하는 제2 지시값 중 나머지 하나로 변환한 제2 특성벡터에 따라 상기 복원영상에서 재복원영상을 생성하는 단계와,상기 딥러닝 네트워크가 상기 재복원영상과 상기 거짓영상 사이의 손실을 피드백하는 단계를 포함하는 것인 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 방법.

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제6항에 있어서,상기 복수 개의 임시특성벡터를 생성하는 단계는복수의 방사성 추적자 각각에 대응하는 복수의 자리에 참에 대응하는 제1값에서 거짓에 대응하는 제2값 사이의 값을 할당해서 복수의 방사성 추적자의 조합에 따른 복수의 촬영 환경에 대응하도록 각각 상기 제1값과 상기 제2값으로 제한된 값들의 조합으로 이루어지는 복수 개의 임시특성벡터를 생성하는 것인 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 방법.

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제8항에 있어서,상기 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 단계는상기 데이터셋에 포함된 저화질 PET 영상을 거짓영상으로 획득하는 단계와,거짓영상으로 저화질 PET 영상을 획득한 것에 대응하여 저화질에 대응하는 기설정된 제1 지시값을 상기 복수 개의 임시특성벡터를 생성하는 단계에서 생성한 각 임시특성벡터에 추가해서 특성벡터를 생성하는 단계와,상기 딥러닝 네트워크에 상기 거짓영상과 상기 특성벡터를 입력해서, 상기 복수 개의 임시특성벡터를 생성하는 단계에서 생성한 각 임시특성벡터에 따라 상기 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 단계를 포함하는 것인 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 방법.

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제9항에 있어서,상기 복원용 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 단계는,상기 복원용 저화질 PET 영상을 거짓영상으로 획득하는 단계와,상기 복원용 저화질 PET 영상을 거짓영상으로 획득한 것에 대응하여 저화질에 대응하는 기설정된 제1 지시값을 상기 기준특성벡터에 추가해서 기준특성벡터에 따른 특성벡터를 생성하는 단계와,상기 딥러닝 네트워크에 상기 거짓영상과 상기 기준특성벡터에 따른 특성벡터를 입력해서 상기 기준특성벡터에 따라 상기 복원용 저화질 PET 영상에서 고화질 복원 PET 영상을 생성하는 단계를 포함하는 것인 다양한 방사성 추적자를 사용한 저화질 PET 영상에 적용가능한 PET 영상 복원 방법.