초록
SPECT 이상조직 검출능에 근거한 투사 영상의 다해상도 필터링 기법이 SPECT 영상 재구성 문제에 대한 한 최적 해를 제공할 수 있다. 본 논문에서는, 이전 연구 결과와 관련하여, 주어진 물리적 조건하에서의 SPECT 이상조직 검출능을 m개의 최소 검출가능 이상조직 크기 (MDLS)로 예측하고, 각 MDLS에 의존하는 해상도 $\frac{MDLS}{4\sqrt{2In2}}$를 유지하는 수준에서 잡음 억제 효과를 최대화하도록 설계된 m개의 재구성 필터를 구성시켰다. 제안된 다해상도 필터링 기법은, 주어진 투사 영상으로부터 이들 필터들을 적용하여 얻어진 m개 수준 해상도의 필터 영상에 coarse-to-fine 접근방법을 사용하였다. 먼저 필터 영상 각각에 대하여, 각 화소를 중심으로 한 창에서 계산된 지역 분산값과 지역 분산 분포로부터 결정된 최빈값을 비교함으로써 지역 균일도를 결정한다. 지역 균일도에 근거하여, 해상도가 가장 낮은 필터 영상으부터 균일한 영역으로 추정되는 화소들을 찾아 그 화소 값을 취하고, 나머지 화소에 대해서는 점점 해상도가 높은 필터 영상으로부터 균일 영역 화소를 찾는 과정을 반복한다. 균일 영역 화소를 찾는 반복 과정을 마친 후에도 여전히 윤곽선 영역으로 암아 있는 화소들에 대해서는 최고 해상도 필터 영상의 화소 값이 대체된다. 모의 실험 수행 결과, 제안된 다해상도 필터링 기법은 투사 영상의 균일 지역에서는 강한 평활화 효과를 보이는 반면 윤곽선 지역에서는 우수한 해상도 향상 효과를 보였으며, 이에 따라 재구성 영상에서의 우수한 적응적 효과를 제공하였다.
Amultiresolution filtering algorithm based on the physical SPECT lesion detachability provides and optimal solution for SPECT reconstruction problem. Related to the previous study, we estimated the SPECT lesion detection capability by m minimum detectable lesion sizes (MDLSs), and generated m reconstruction filters which are designed to maximize the smoothing effect at a fixed MDLS-dependent resolution level $\frac{MDLS}{4\sqrt{2In2}}$. The proposed multiresolution filtering algorithm used a coarse-to-fine approach for the m-level resolution filter images obtained from these m filters for a given projection image. First, the local homogeneity is determined for every pixel of the filter images, by comparing the local variance value computed in a window centered at the pixel and the mode determined from the distribution of the local variances. Based on the local homogeneity, the pixels declared as homogeneous are chosen from the filter image of the lowest resolution, and for the other pixels the same process is repeated for the higher resolution filter images. For the non-homogeneous pixels after this pixels after this repetition process ends, the pixel values of the highest resolution filter image are substituted. From the results of the simulated experiments, the proposed multiresolution filtering algorithm showed a strong smoothing effect in the homogeneous regions and a significant resolution improvement near the edge regions of the projection images, and so produced good adaptability effects in the reconstructed images.