본 논문에서는 X-선 혈관조영영상에서 혈관 강화 및 추적기법을 이용한 혈관 경계 추출 기법을 제안한다. 제안 방법은 다음과 같은 네 단계로 구성된다. 첫째, 영상의 잡음을 줄이고 형관을 강화하기 위해 비등방성 확산필터와 다중스케일 헤시안 행렬 분석을 수행한다. 둘째, 주변 구조물의 영향력을 감소시키면서 혈관 영역을 분할하기 위해 최적 임계치를 갖는 영역 성장법을 적용하고 폐색된 혈관 영역까지 포함하기 위해 형태학적 팽창 연산을 수행한다. 셋째, 혈관 중심선 추출을 위해 세선화 기법을 적용하고, 주변 기관 잡음이나 교차혈관의 영향력을 최소화 시켜주기 위하여 혈관 추적 기법을 적용한다. 마지막으로 혈관 밝기값 분포를 고려한 개선된 명암대비 스트레칭기법을 이용하여 명암 대비를 높이고, 혈관의 중심선으로부터 직교 프로파일을 생성하고 캐니 연산자로 추출된 후보 혈관 경계점과의 교점을 이용하여 혈관 경계를 추출한다. 본 제안 방법의 결과를 평가하기 위하여 육안 평가 및 수행시간 측정을 수행하였다. 실험결과 조영제 차이가 있는 영상, 교차 혈관이 존재하는 영상, 갈비뼈, 척추, 횐경막 등의 주변기관이 존재하는 영상, 폐색 혈관이 존재하는 영상에서도 혈관 경계를 정확하게 추출할 수 있었다.
In this paper, we propose a method for extracting contour of vessels in X-ray coronary angiography using vessel enhancement and tracking technique. Our method consists of four steps. First, for reducing noise and enhancing the vascular structure from background, anisotropic diffusing filtering and Hessian-based multi-scale filtering are performed. Second, for reducing the effects of neighbor structures, an initial vessel region is segmented by region growing with adaptively defined threshold value. To connect broken vessels in occluded region, the initial vessel region is thickened by morphological dilation. Third, to obtain an initial vessel centerline, thinning is performed in the initial vessel region. For reducing the effects of noises and various anatomical structures after thinning, vessel tracking technique is performed. Finally, contrast is stretched based on the intensity distribution of vessel. Then vessel contour points are extracted by canny edge detector and are selected by the crossing contour points perpendicular to the vessel centerline. The performance of our method is evaluated with the aspects of visual inspection and processing time. Experimental results show that our method provides accurate results in irregular distribution of the contrast medium, vessel overlap, superimposition with various anatomical structures such as ribs, spine, or heart chambers, occluded vessel.
