DOI QR코드

DOI QR Code

카디널 보간을 이용한 효율적인 고화질 볼륨 가시화

Efficient High Quality Volume Visualization Using Cardinal Interpolation

  • 계희원 (한성대학교 정보시스템공학과)
  • 투고 : 2011.01.20
  • 심사 : 2011.03.15
  • 발행 : 2011.03.31

초록

볼륨 가시화가 의료 데이터에 이용되면서 고화질 영상을 생성하고자 하는 요구가 계속되고 있다. 기존에 볼륨 가시화에 사용되던 선형 보간 필터는 상대적으로 빠른 속도로 좋은 화질의 영상을 생성하지만, 더 높은 화질의 영상을 생성하려면 고차 보간 필터가 필요하다. 고차 보간 필터를 사용하는 경우 성능 저하가 발생하는데, 재-샘플링의 연산 시간이 크게 증가하기 때문이다. 본 연구는 고차 보간 필터에 카디널 보간을 적용하여 고화질 볼륨 가시화를 수행한다. 그리고 빈공간 도약 기법을 적용 가능하게 하여 재 샘플링의 횟수를 감소시키고 효율적인 가시화를 수행한다. 구체적으로 볼륨 데이터를 일정 크기의 블록으로 나누고, 각 블록의 밀도값의 상계와 하계를 이용하여, 빈공간을 도약한다. 이 과정에서 본 연구는 각 블록의 밀도값의 상계와 하계를 계산하는 새로운 방법을 제안한다. 그 결과로서 빈공간 도약이 효율적으로 수행되어 고화질 볼륨 가시화 수행속도를 크게 향상되었다.

As the volume visualization has been applied to render medical datasets, there has been a requirement to produce high quality images. Even though nice images can be generated by using previous linear filter, high order filter is required for better images. However, it takes much time for high order resampling, so that, overall rendering time is increased. In this paper, we perform high quality volume visualization using the cardinal interpolation. By enabling the empty space leaping which reduces the number of resampling, we achieve the efficient visualization. In detail, we divide the volume data into small blocks and leap empty blocks by referring the upper and lower bound value for each block. We propose a new method to estimate upper and lower bound value of for each block. As the result, we noticeably accelerated high quality volume visualization.

키워드

참고문헌

  1. K. Engel, M. Hadwiger, J. M. Kniss, C. Rezk-Salama, and D. Weiskopf, Real-Time Volume Graphics, Wellesley, Massachusetts, 2006.
  2. M. Levoy, "Efficient Ray Tracing of Volume Data," ACM Transactions on Graphics, Vol. 9, No.3, pp.245-261, 1990.
  3. P. Lacroute and M. Levoy, "Fast Volume Rendering Using a Shear-Warp Factorization of the Viewing Transformation," SIGGRAPH 94, pp.451-458, 1994.
  4. G. Knittel, "The Ultravis System," IEEE/ACM SIGGRAPH Volume visualization and graphics symposium, pp.71-78, 2000.
  5. W. Li, K. Mueller, and A. Kaufman, "Empty space skipping and occlusion clipping for texture-based volume rendering," In Proc. of IEEE Visualization Conference (2003), pp. 317- 324, 2003.
  6. M. Levoy, "Volume rendering display of surfaces from volume data," IEEE Computer Graphics and Application, Vol.8, pp.29-37, 1988. https://doi.org/10.1109/38.511
  7. K. Bjorke, "High-quality filtering," GPU Gems, R. Fernando, Ed., Upper Saddle River, NJ: Addison-Wesley, pp.391-415, 2004.
  8. C. Sigg and M. Hadwiger, "Fast third-order texture filtering," GPU Gems 2, M. Pharr, Ed., Addison Wesley, Los Alamitos, CA, pp.313- 329, 2005.
  9. H. Kye, B. Shin, Y. Shin, and H. Hong, "Shear- Rotation-Warp Volume Rendering," Computer Animation and Virtual Worlds, Vol.6, pp.547-557, 2005.
  10. H. Pfister, J. Hardenbergh, J. Knittel, H. Lauer, and L. Seiler, "The VolumePro real-time ray-casting system," SIGGRAPH '99, pp.251-260, 1999.
  11. G. Farin, Curves and Surfaces for Computer- Aided Geometric Design 4th Ed., Academic Press, San Diego, CA, 1997.
  12. B. Lee, J. Yun, J. Seo, B. Shim, Y. Shin, and B. Kim, "Fast High-Quality Volume Ray- Casting with Virtual Samplings," IEEE TVCG, Vol.16, No.6, pp.1525-1532, 2010.
  13. DirectX, Available online (http://www. microsoft.com/directx)
  14. CUDA, Available online (http://gpgpu.org)
  15. 계희원, "단일 명령 복수 데이터 연산과 순차적 메모리 참조를 이용한 효율적인 최대 휘소 투영 볼륨 가시화," 한국멀티미디어학회 논문지, 제 12권, 4호, pp.512-520, 2009.

피인용 문헌

  1. Adaptive Weight Adjusted Catmull-Rom Spline Interpolation Based on Pixel Intensity Variation for Medical Imaging Volume Visualization vol.16, pp.2, 2013, https://doi.org/10.9717/kmms.2013.16.2.147
  2. 빈공간 교란과 샘플링 위치 정렬을 이용한 고화질 볼륨 가시화 vol.16, pp.7, 2013, https://doi.org/10.9717/kmms.2013.16.7.852
  3. B 스플라인 보간을 이용한 고화질 볼륨 가시화 vol.22, pp.3, 2011, https://doi.org/10.15701/kcgs.2016.22.3.1