• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.24 no.2
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• pp.77-82
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• 2003

Virtual colonoscopy is a non-invasive computerized procedure to detect polyps by examining the colon from a CT data set. To fly through the inside of colons. the extraction of a suitable flight-path is necessary to Provide the viewpoint and view direction of a virtual camera. However. manual path extraction by Picking Points is a very time-consuming and difficult task due 1,c, the long and complex shape of colon. Also, existing automatic methods are computationally complex. and tend to generate an improper and/or discontinuous path for complicated regions. In this paper, we propose a fast flight-path generation algorithm using the distance and order maps. The order map Provides all Possible directions of a path. The distance map assigns the Euclidean distance value from each inside voxel to the nearest background voxel. By jointly using these two maps. we can obtain a proper centerline regardless of thickness and curvature of an object. Also, we Propose a simple smoothing technique that guarantees not to collide with the surface of an object. The phantom and real colon data are used for experiments. Experimental results show that for a set of human colon data, the proposed algorithm can provide a smoothened and connected flight-path within a minute on an 800MHz PC. And it is proved that the obtained flight-Path provides successive volume-rendered images satisfactory for virtual navigation.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 2001.09a
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• pp.899-902
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• 2001

최근에 3 차원 가상 내시경은 환자에게 고통을 주지않고 내부 기관을 볼 수 있는 대체 방법으로 주목을 받고 있다. 인터랙티브(interacticve)한 렌더링 속도로 기관의 내부 표면을 도시하기 위해 표면 렌더링이 사용될 수 있지만, 이는 사실적인 렌더링 화질을 얻기에 부적합하고, 병변의 자세한 구조를 표현하기에 적합하지 않으며, 표면 뒤편의 조직을 도시할 수 없다. 이러한 이유로 볼륨 렌더링이 표면 렌더링의 대안으로 사용될 수 있지만 많은 계산량을 필요로 하므로, 대부분의 볼륨 렌더링 기반의 가상 내시경 시스템들은 부가적인 하드웨어나 큰 용량의 메모리를 사용한다. 본 논문은 가상 내시경을 위해 원근 레이 캐스팅 (perspective ray casting)을 이용한 볼륨 렌더링 기법의 고속화에 그 목적이 있다. 렌더링 속도를 높이기 위해서 서브샘플링(sub-sampling)된 화소들에 대해 레이 캐스팅을 수행하고, 이 과정에서 동시에 깊이 정보를 얻는다. 얻어진 깊이 정도로부터 남아있는 화소들에 대한 깊이 정보를 예측함으로써. 이를 레이 캐스팅의 속도 향상에 이용한다. 제안한 알고리즘을 이용하여 기존의 방법에 비해 기관지 내시경에서 77%, 대장 내시경에서 85%까지 렌더링 시간을 줄일 수 있고, 따라서 인터랙티브 렌더링이 가능하다.

• Journal of KIISE:Software and Applications
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• v.35 no.8
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• pp.493-500
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• 2008

This paper proposes an electronic colon cleansing method using a patient CT profile for a virtual colonoscopy. The proposed method extracts the colon using cubic seeded region growing, and removes tagged materials adjacent to the colon. Residuals produced by a partial volume effect at the boundary of air-tagged material are deleted, and the removed soft tissue pixels due to a partial volume effect at the boundary of tagged material-soft tissue are recovered using a patient CT profile. The proposed method was applied to 16 virtual colonoscopy patient data sets, and produced promising results by a subjective evaluation of a radiologist and by a quantitative evaluation of a computer-aided diagnosis system.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.10 no.1
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• pp.23-28
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• 2004

가상 내시경의 주된 목적은 체내 장기의 3차원적 구조를 가시화하여 광학 내시경을 모사하는데 있다. 가상 내시경 기법 중 펼친 영상 가시화 기법(unfold rendering)은 장기의 내부 구조와 병변의 유무를 쉽게 판단할 수 있도록 하는 장점이 있다. 가장 일반적으로 사용 하는 중심 경로 기반의 광선 투사법은 곡률이 급격하게 변하는 경우 광선들이 교차하여 병변이 두개로 나타나 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기위해 광선들이 겹치지 않도록 보장하는 여러 기법들이 발표되었지만 계산량이 많은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 경로의 제어점을 이용하여 적은 비용으로 펼친 영상을 재구성하는 방법을 제안한다. 우선 모든 중심 경로의 제어점에서 경로에 수직인 절단면을 찾는다. 이때 제어점으로부터 방사상으로 광션을 투사하여 절단면과 만나는 장기 내 벽의 위치를 파악한다. 절단면간의 교차 검사 및 보정을 통해 절단연들이 서로 교차하지 않도록 조정한다. 제어점들 사이의 샘플점들은 앞서 구한 임의의 제어점에서 광선이 투사된 위치로 부터 다음 제어점에서 투사된 위치를 잇는 선분을 보간하여 광선 투사 위치를 결정하게 된다. 마지막으로 계산된 방향 따라 광선을 투사하여 영상을 생성한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.07a
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• pp.691-693
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• 2005

가상 내시경 기법 중 하나 펼친 영상 가시화(unfold rendering) 기법은 장기 내부를 펼쳐서 본 영상을 제공함으로써 장기의 내부 구조와 병변의 유무를 쉽게 판단할 수 있도록 해준다. 가장 일반적으로 사용하는 원형 광선 투사법은 곡률이 급격하게 변하는 경우에 광선들이 교차하여 병변이 두 개로 나타나는 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 경로의 제어점을 따라 광선 템플릿을 적용하여 적은 비용으로 펼친 영상을 생성하는 방법을 제안한다. 우선 중심 경로의 제어점들에서 곡률을 계산하여 곡률에 해당하는 광선 템플릿을 적용하여 광선 원뿔(ray Cone)을 구한다. 그리고 생성된 광선 원뿔간의 교차 검사와 보정을 통해 이들이 서로 교차하지 않도록 조정한다. 제어점들 사이의 샘플점들은 앞서 구한 제어점에서의 광선 투사 위치로부터 다음 제어점에서의 투사 위치를 잇는 선분을 보간하여 광선 투사 방향을 결정하게 된다. 마지막으로 계산된 방향에 따라 광선을 투사하여 영상을 생성한다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.8 no.1
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• pp.29-35
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• 2002

In virtual endoscopy, it is important to produce high quality perspective images in real-time. However, it is more significant to devise a navigation method that can make a virtual camera move through in human cavities such as colon and bronchus without collision and let the user control the camera intuitively. We propose an efficient navigation method, which generates 2D depth map during rendering the current frame, then determines position and direction of camera using the depth information. It offers collision-free navigation and allows us to control the camera as we want. Also it does not require preprocessing step and additional data structures.