디지털 설진 영상의 ROI 분할에 의한 손실/무손실 압축

장지현*1), 최창열1), 김보연1)

1)강원대학교 컴퓨터정보통신공학과

keyword : Digital Tongue Image, ROI(Region-of-Interest), Lossy/Lossless Compression

배 경 : 설진(舌診)은 환자의 설질(舌質)과 설태(舌苔)의 변화를 관찰하고 질병을 진단하는 방법으로 이를 촬영하고 관리하는 디지털 설진 시스템이 개발되고 있다. 촬영된 환자의 설 영상 정보를 이용하여 한의사의 의사결정에 도움을 주기 위해서는 설 영상을 자동으로 분석하는 도구와 획득된 설질 부위의 왜곡을 최소화할 수 있는 압축 방법 개발이 필요하다. 최근에 관심을 받고 있는 손실/무손실 압축 방법은 의사의 관심 영역은 손실이 없어야 하며 비관심 영역은 손실을 허용하는 의료 영상의 특수성에 부합하는 방법이다. 본 연구에서는 설 영상 획득 및 관리용으로 개발된 디지털 설진 시스템을 사용하여 설 영상을 획득한 후 디지털 설 영상에 대한 자동 영역 분할 기법 및 Non-ROI와 ROI에 대한 손실/무손실 압축 방법을 제안하였다.
방 법 : 설 영상은 영상 내에서의 설질(舌質), 얼굴, 입술 그리고 목이 나타나는 영상의 대부분이 붉은 색 계열이라는 특징을 가지고 있다. 이 중에서 얼굴은 보다 노란 색에 가깝기 때문에 영상의 red 색상 정보를 이용하면 배경으로부터 얼굴, 입술 및 설 영역을 분리해 낼 수 있다. 그러나 이와 같은 방법으로는 입술과 설 영역이 인접해 있어 배경으로부터 같은 객체로 분리되기 때문에 입술과 설 영역을 재 분리하기 위한 방법이 필요하다. 이를 위해 팽창(dilation)과 침식(erosion) 방법을 반복하여 입술과 설 영역을 분리한다. 설 영역 분리 알고리즘으로 얻어진 ROI를 통해 ROI는 무손실 압축으로 Non-ROI는 손실 압축으로 한다. 압축 방법은 DCT(discrete cosine transform) 기반의 JPEG(Joint Photographic Experts Group)을 사용하였다.
결 과 : 설 영상의 특징인 붉은 색 정보를 이용하여 설 영역과 배경 부분을 효율적으로 분리해 내었으며, 설 영역은 무손실 압축을, 그리고 배경 영역은 손실 압축 기법을 적용하였다. 제안된 압축 기법을 적용하여 15%이상의 압축 성능을 향상시킬 수 있었다.
결 론 : 설 영상의 ROI 분할에 의한 손실/무손실 압축 방법을 통해 관심 영역에 대한 정보를 손실 없이 저장 할 수 있으며, 영상 데이터 저장 공간을 줄이면서 영상 전송속도를 빠르게 하였다. 본 연구를 통해 다른 의료 영상의 압축 방법에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

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