Lookup Table

DICOM에서 일반적으로 사용되는 LUT(Lookup table)에 대해 알아봅시다.

DICOM에서는 Modality LUT, VOI LUT, Presentation LUT 등이 주로 사용되는데 이것들은 도대체 무엇을 의미하는 것일까요?

 

위 LUT들이 존재하는 주된 이유는 진단 검사를 통해 영상을 획득하는 시점에, 장치에서 보여지는 영상과 이 영상이 PACS로 전송되어 Viewer를 통해 보여지는 영상이 사람에게 동일한 영상으로 인식되어 지게 하고 또 영상에서 관심이 있는 영역만 보이게 하기 위한 목적이 있습니다.

 

Modality LUT 는 영상 획득 장치의 제조 업체에 종속적인 pixel 값을 제조 업체에 독립적인 값으로 변환할 수 있도록 하는 목적입니다. 이것에 대한 상세한 설명은 생략하고 아무튼 이 값이 존재한다면 Viewer에 보여주기 전에 Pixel data에 LUT를 적용하는 것이 좋습니다.

 

VOI LUT는 영상 획득 장치에서 획득한 이미지 영역에서 너무 밝거나 너무 어두운 영역은 의미가 없는 영역일 수 있습니다. 이러한 영역은 제거하고 관심있는 영역을 더 잘 볼 수 있도록 하기 위하여 VOI LUT를 적용합니다.

 

요약하면 Modality LUT를 우선 적용하여 Pixel data를 장치 독립적인 값으로 변경 후 VOI LUT를 적용하여 관심 영역만 남게 합니다.

 

Presentation LUT을 설명하기 전에 우선 GSDF(Grayscale Standard Display Function)에 대한 이해가 필요합니다.

 

우선 “Grayscale”의 의미부터 살펴보면, 영상이 RGB Color 로 저장이 되어 있는 경우에 Utility Tool을 이용해 흑백 영상으로 변환이 가능할 것입니다. 이 흑백 영상은 원본 Color 이미지가 실제로 가지고 있는 밝기 정보를 흑백으로 표현한 것이 됩니다. 즉, 한 Pixel이 가지고 있는 R, G, B 요소에서 밝기 요소를 뽑아낸 것이지요.

위의 Modality LUT와 VOI LUT는 모두 Pixel data의 Grayscale에 변환을 적용하는 것입니다.

예를 들어 특정 pixel이 빨간색이면 Grayscale 변환을 통해 회색이 되는 것이 아니라 빨간색 pixel의 밝기가 변경되는 것입니다.

 

GSDF를 사용하는 목적은, 하나의 이미지가 서로 다른 display 장치에 보여 질 때에 사람이 인지적으로 동일한 이미지로 인식이 가능하게 하기 위함입니다.

 

예를 들어 하나의 이미지를 종이에 프린트 할 때와 아이폰에서 볼 때, 삼성 폰에서 볼 때에 모두 다른 이미지로 인식될 수 있습니다. 그것은 각 display의 특성 곡선의 모양이 일치하지 않기 때문입니다.

그리고 특정 Display의 특성 곡선에 따라 전체적인 휘도의 범위를 조절하는 경우에도 보여지는 이미지가 마치 다른 이미지처럼 인식 될 가능성이 있습니다.

 

GSDF는 JND index에 대한 휘도값을 나타내는 function이며 이것의 의미는…

예를 들어 두 회사가 각각 Display 장치를 만들 때에 서로 휘도의 범위는 다르지만 GSDF의 특정 곡선에 부합하도록 만들면, 동일한 이미지를 제조사가 다른 두개의 display로 볼 때에 사람이 인지하기에 동일한 이미지로 인식하게 되는 함수가 GSDF 입니다. 말이 좀 어려울 수 있습니다.

 

즉, 모든 의료 영상 display 장치를 GSDF에 맞게 만들면 서로 다른 display 장치에서 어떠한 영상을 보더라도 사람이 동일한 이미지 임을 인식 할 수 있다는 의미입니다.

 

하지만 일반적으로 GSDF를 지원하는 모니터는 매우 고가이며 영상 획득 장비를 생산하는 업체 측에서도 고가의 GSDF모니터를 사용하기는 어렵습니다. 실제로 GSDF 모니터를 사용해서 생산하는 제품도 있습니다.

 

따라서 일반 모니터를 사용하는 영상 획득 장치로 이미지를 획득하여 보이는 이미지는, 병원에서 판독시에 사용되는 GSDF 모니터 에서는 다르게 보일 수 있습니다.

 

이를 해결하기 위하여 영상 획득 장치는 2가지 방법을 사용할 수 있습니다.

하나는 Pixel data를 GSDF 곡선에 맞게 변환해서 저장하는 방식(모니터의 특성 곡선을 미리 알고 있어야 변환이 가능)이고 다른 하나는 Pixel data는 변환하지 않고 Presentation LUT를 DICOM Attribute에 추가하면 Viewer 측에서는 Pixel data에 LUT를 적용하여 GSDF의 p-value로 변환하고 GSDF 모니터에서 이미지를 볼 수 있게 되는 것입니다.