• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.19 no.2
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• pp.199-210
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• 1998

In this paper, we present a 3D reconstruction method of color volume data for a computerized human atlas. Binary volume rendering which takes the advantages of object-order ray traversal and run-length encoding visualizes 3D organs at an interactive speed in a general PC without the help of specific hardwares. This rendering method improves the rendering speed by simplifying the determination of the pixel value of an intermediate depth image and applying newly developed normal vector calculation method. Moreover, we describe the 3D boundary encoding that reduces the involved data considerably without the penalty of image quality. The interactive speed of the binary rendering and the storage efficiency of 3D boundary encoding will accelerate the development of the PC-based human atlas.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2002.04a
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• pp.709-711
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• 2002

볼륨렌더링(volume rendering)은 3차원의 물체 내부를 가시화하기 위한 기법이다. 여기서는 물체를 복셀(voxel)이라 불리는 미소한 입방체나 미립자의 집합으로 표현하며 의료영상 등 다양한 분야에 이용된다. 볼륨렌더링은 전통적인 렌더링 방법으로 표현할 수 없는 물체의 내부나 반투명한 물체를 표현할 수 있는 장점이 있다. 하지만 방대한 데이터를 다루기 때문에 컴퓨터의 성능이 좋아야 하고 처리시간이 오래 걸린다. 미츠비시사는 PC에서 쉬어-웝(shear-warf) 방법을 기반으로 실시간 볼륨렌더링을 할 수 있는 전용 하드웨어인 볼륨프로(VolumePro)를 발표했다. 하지만 볼륨프로는 직교투영만을 하기 때문에 투시투영을 하지 못한다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 볼륨프로의 크로핑(Cropping)을 이용한 서브볼륨(Subvo1ume)을 활용하여 투시투영에 근접한 효과를 보여주는 방법을 제안한다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.22 no.3
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• pp.1-9
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• 2016

Linear interpolation is a basic sampling method for volume visualization. This method generates good images but sometimes it is inferior to our high expectation because it is encouraged to produce high quality images in the medical applications. In this paper, B spline based tri-cubic interpolation is used for the re-sampling step. The conventional B spline is an approximation method which does not cross control points so that we moved the control points and the curve crosses the original control points. In the rendering step, the empty space leaping is applicable to increase rendering speed. We have to calculate the maximum and minimum values for each block to detect empty space. The convex hull property of B spline enables the values of control points to be used as the maximum and minimum values. As a result, tri-cubic interpolated volume rendering is possible in interactive speed.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.30 no.11
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• pp.655-662
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• 2003

In some volume visualization fields such as medical imaging, anisotropic volume data are more common than isotropic ones. In this paper, we propose an efficient rendering method for anisotropic volume data, which directly computes the intensity of intermediate samples by interpolating the intensity of two corresponding voxels on consecutive slices. Unlike density interpolation method, it does not require a preprocessing step for generating intermediate slices or additional memory for storing them. Additionally, we propose an adaptive intermediate voxel insertion method that avoids overblurring on object surfaces. This may occur when we render high frequency areas using the intensity interpolation method. Using these methods, we can improve the rendering speed without sacrificing image quality.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.12 no.4
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• pp.512-520
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• 2009

Maximum intensity projection (MIP) is a volume rendering method which extracts maximum values along the viewing direction through volume data. It visualizes high-density structures, such as angio-graphic datasets so that it is frequently used in medical imaging systems. We have proposed an efficient two-step MIP acceleration method that uses the recent CPUs. First, we exploited SIMD instructions to reduce conditional branch instructions which take up a considerable part of whole rendering process, so that we improved rendering speed. Second, we proposed a new method, which accesses volume and image data successively by modifying the shear-warp rendering. This method improves memory access patterns so that cache misses are reduced. Using the current CPUs, our method improved the rendering speed by a factor of 7 than that of the shear-warp rendering.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.4 no.2
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• pp.33-45
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• 1998

볼륨 가시화(volume visualization)는 3차원 볼륨 데이터로부터 의미 있는 가시적 정보를 추출하도록 도와주는 연구분야이다. 볼륨 렌더링(volume rendering)은 볼륨 데이터로부터 영상(image)을 얻는 기술을 말하는데, 이러한 렌더링 기법 중 물체공간(object space)에 기반한 스플래팅(splatting) 기법은 볼륨 데이터에 존재하는 응집성(coherence)의 이점을 이용할 수 있는 팔진트리(octree)나 피라미드(pyramid)와 같은 계층구조를 적용하기 쉽다. 본 논문에서는 볼륨 데이터에 팔진트리를 적용한 기존의 스플래팅 기법에 영상공간(image space)에서의 응집성의 이점을 이용하기 위한 계층구조로 4진트리(quadtree)와 범위트리(range tree)를 적용하는 새로운 스플래팅 기법을 제안한다. 이 기법은 볼륨 데이터내의 불투명한 복셀(voxel)들에 의해 가려지는 복셀들에 대한 방문을 가능한 한 피함으로써 전체적인 스플래팅의 속도를 향상시킨다. 이 기법은 잘 알려진 팔진트리, 4진트리 그리고 범위트리를 사용함으로써 그 구현이 쉽고, 추가적으로 많은 메모리를 사용하지 않으면서도 렌더링의 속도를 효율적으로 향상시킬 수 있는 기법이다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.21 no.4
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• pp.433-439
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• 2000

Volume rendering is a powerful tool for visualizing sampled scalar values from 3D data without modeling geometric primitives to the data. The volume rendering can describe the surface-detail of a complex object. Owing to this characteristic. volume rendering has been used to visualize medical data. The size of volume data is usually too big to handle in real time. Recently, various volume rendering algorithms have been proposed in order to reduce the rendering time. However, most of the proposed algorithms are not proper for fast rendering of large non-coded volume data. In this paper, we propose a block-based fast volume rendering algorithm using a shear-warp factorization for non-coded volume data. The algorithm performs volume rendering by using the organ segmentation data as well as block-based 3D volume data, and increases the rendering speed for large non-coded volume data. The proposed algorithm is evaluated by rendering 3D X-ray CT body images and MR head images.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.04b
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• pp.634-636
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• 2000

기존의 병렬 볼륨 렌더링 방법들은 프로세서간의 발생하는 많은 통신량 때문에 통신 속도가 매우 빠른 병렬컴퓨터를 이용하였고 통신속도가 느린 분산 환경에서는 구현이 불가능해 보였다. 또한 가시화하려는 볼륨 데이터도 점점 방대해지고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 통신 속도에 구애받지 앉을뿐더러 매우 큰 볼륨데이터를 다루는 병렬/분산 볼륨 렌더링을 제안한다. 본 방법은 고비용을 필요로 하는 원격 메모리 접근 대신에 압축을 기반으로 하여 필요한 데이터를 지역 메모리에서 빠르게 복원함으로써 좋은 성능향상(speedup)을 나타낸다. 이것은 각 프로세서가 전체 볼륨 데이터를 모두 적재하고 있다는 것을 의미한다. 다라서 렌더링 과정중에 발생하는 프로세서간의 통신을 최소화할 수 있었고, 이런 방식은 높은 통신 비용으로 효율적 병렬/분산 처리가 힘든 분산 메모리 병렬 컴퓨터나 PC/워크스테이션 클러스터상에서 매우 적합하다.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.11 no.5
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• pp.623-632
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• 2008

In this paper, we used the color transfer function and the opacity transfer function for the internal 3D object visualization of an image volume data. In transfer function, creating values of between boundaries generally is ambiguous. We concentrated to extract boundary features for segmenting the visual volume rendering objects. Consequently we extracted an image gradient feature in spatial domain and created a multi-dimensional transfer function according to the GPU efficient improvement. Finally using these functions we obtained a good research result as an implementing object boundary visualization of the graphic hardware based 3D texture mapping.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.667-670
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• 2007

볼륨 데이터에 대한 압축 기법의 필요성은 데이터 용량의 증가와 네트워크 사용량의 증가와 함께 더불어 증가해 왔다. 현재에는 다양한 압축 기법이 개발돼 있으며, 사용자는 데이터 유형이나 응용 분야에 맞춰 압축 기법을 선택, 적용할 수 있다. 그러나 최근에는 응용 과학자들로부터 생성되는 데이터의 용량이 기하급수적으로 증가했는데, 이렇게 응용과학 분야에서 생성되는 데이터는 대부분 3차원 볼륨 데이터다. 2차원 이미지나 3차원 동영상 데이터의 경우에는 다양한 표준 압축 방식을 사용할 수 있지만 3차원 볼륨 데이터에 적용할 수 있는 방법은 한정돼 있으며, 특히 시간가변(time-varying) 볼륨 데이터에 대한 압축 표준은 거의 존재하지 않는다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 시간가변 볼륨 데이터에 대한 압축 방식을 제안한다. 이 방식은 가시화를 목적으로 하는 시간가변 볼륨 데이터의 인코딩을 목적으로 하며, MPEG의 I-프레임과 P-프레임 개념을 사용해서 압축률을 높인다. 본 방식은 시간가변 부동 소수점 데이터(single precision floating-point data)로 구성된 시간가변 볼륨 데이터를 대상으로 하는데, 한 블록 단위의 무작위 복원을 지원하며 Daubechies 웨이블릿 필터와 프레임간의 상관 관계를 사용, 대형 시간가변 볼륨 데이터를 이미지 화질을 보존한다.