• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.673-675
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• 2005

본 논문은 3차원 텍스쳐 기반의 볼륨 가시화를 위한 GPU 대역폭에 효과적인 렌더링 기법을 제안한다. 전처리 과정에서 옥트리를 이용하여 원본 볼륨 데이터를 계층적으로 균일한 크기로 분할하여 실제 영역만을 효과적으로 검출하게 되고, 렌더링 시에는 가시순서에 따라 옥트리를 탐색하며 리프 노드의 각 부볼륨을 텍스쳐 매핑 유닛에서 처리하고 블렌딩 유닛에서 이를 합성한다. 작은 크기($16^3$ 또는 $32^3$)의 부볼륨 처리는 텍스쳐와 픽셀 캐시의 이용율을 높이고 공백 공간 생략을 가용하게 하여 GPU의 메모리 대역폭을 크게 줄여 렌더링을 가속할 수 있다. 제안하는 기법의 캐시 효율, 메모리 트래픽, 렌더링 시간 등 다양한 실험 결과와 성능분석이 제공된다. 실험 결과는 제안하는 기 법이 전통적인 렌더링 방법에 비해 평균 11배의 대역폭 감소와 3배 빠른 렌더링을 가능하게 하여 GPU를 이용한 볼륨 렌더링에 효과적인 방법임을 보여주었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제30권3_4호
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• pp.109-116
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• 2003

공간 도약법(space leaping)은 가속화된 영상순서 볼륨 렌더링(image-order volume rendering) 방법의 하나로서 광선 추적 시 빈 공간을 식별하여 도약하도록 함으로써 렌더링 속도를 향상시킨다. 이 방법은 렌더링 속도는 빠르지만 공간 도약을 위한 자료구조를 만들기 위한 전처리 시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 본 논문에서는 공간 도약법에서 도약 거리를 기존의 방법보다 두 배로 하는 미리 보기 샘플링 방법을 제안한다. 이 방법은 렌더링 속도의 큰 변화없이 전처리 과정인 거리 맵 생성의 시간을 단축시킬 수 있으며, 기존의 방법보다 렌더링 속도를 빠르게 하는 효과도 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.57-63
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• 2007

초음파 태아 영상의 실시간 입체 가시화를 위한 볼륨 렌더링 가속화 방법은 결과영상에 영향을 끼치지 않는 관심객체영역외 빈공간을 샘플링 연산에서 제외시키는 공간도약 알고리즘이 일반적이다. 공간도약시 전처리과정에서 각 복셀에서 가장 가까이에 있는 객체의 경계복셀까지의 거리를 미리 계산 저장한 거리지도를 이용하면, 반복적 샘플링 연산을 줄임으로써 렌더링 속도 효율을 높일 수 있다. 거리지도 생성에 사용되는 여러 거리계산변환법 중 거리계산이 정교할수록 실수계산으로 인한 전처리시간이 소요되는 반면, 근사계산법을 이용하면 거리값 연산의 오차로 인한 샘플링의 횟수가 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 전처리시간의 지연과 샘플링 횟수의 증가를 비교하여 초음파 태아 영상의 볼륨 렌더링에 가장 적합한 거리지도를 선택한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권3_4호
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• pp.187-194
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• 2004

쉬어-왑 분해 볼륨렌더링은 좋은 화질과 빠른 속도를 보이지만 대화형 분류 환경에서 메모리 참조 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 대화형 분류 환경에서 효율적인 렌더링을 수행하기 위해 객체와 이미지에 대한 메모리 참조 공간 연관성을 갖는 알고리즘을 제안한다. 이를 위하여 쉬어-왑 분해에 회전을 추가한 확장 모델을 제안하여 객체와 이미지 모두에서 스캔라인 단위로 렌더링을 가능하게 한다. 또한 제안 모델이 가지고 있는 전후향 합성 혼란, 홀 발생, 계산 증가의 문제에 대한 원인을 제시하고 해결 방법을 보인다. 본 제안 모델은 렌더링 시 효율적 메모리 참조로 우수한 성능을 나타낸다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.852-861
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• 2013

의료영상을 이용한 볼륨가시화를 수행할 때, 사용자가 관심있는 영역을 확대 관찰하는 일은 빈번하게 발생한다. 확대 영상에서 나뭇결 결함으로 불리는 문제가 발생하기 때문에, 기존 연구는 교란 샘플링을 이용하여 문제를 해결하였다. 그러나 교란 샘플링 방법은 관찰 영역 경계에서 잡음이 발생하는 문제가 있다. 본 연구는 교란 샘플링 시 경계에서 발생하는 잡음의 원인을 설명하고 그 해결 방법을 제시한다. 잡음 없이 나뭇결 결함을 제거하기 위해, 본 연구는 빈공간교란 기법과 샘플링 위치 정렬 기법을 제안한다. 제안 방법을 통해, 추가 시간 없이 고화질 볼륨가시화 영상을 생성할 수 있다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.1620-1632
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• 1998

본 논문에서는 볼륨렌더링을 위한 빠른 병렬 알고리즘을 제안하고, 이를 4,096개의 프로세서를 가진 MasPar MP-2범용병렬 컴퓨터에서 C 언어와 MPL(MasPar Programming Language)언어를 이용하여 구현하였다. 본 알고리즘은 현재 가장 빠른 순차 볼륨 렌더링 알고리즘으로 알려진 Lacroute의 Shear-Warp 알고리즘을 병렬화한 것이다. 본 병렬 알고리즘은 밀림변환 공간 분할 기법과 이전의 렌더링 단계에서 얻은 부하정보를 이용하여 다음 렌더링시 부하를 균형화하는 부하균형화 기법을 이용함으로써 통신 오버헤드를 줄이며, 연속길이부호화 기법에 의한 볼륨 데이터 구조를 이용함으로써 처리할 복셀의 수를 크게 줄인다. MasPar MP-23에서 $128\times128\times128$복셀로 구성된 인체 두뇌 볼륨 데이터세트에 대하여 실험한 결과 초당 3~4프레임의 속도로 렌더링하였으며 본 알고리즘의 확장성에 의하여 16,384개의 프로세서를 가진 MasPar MP-2 시스템에서는 초당 12~16프레임의 렌더링이 가능할 것으로 기대된다. 또한 더 큰 볼륨에 대해서도 최근의 SIMD 또는 MIMD 머신상에서는 초당 30~60프레임의 렌더링이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권8호
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• pp.463-471
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• 2002

가상 내시경을 구현하기 위해서는 세밀하고 정확한 원근 투영 영상의 고속생성과 충돌검출이 필수적이다. 본 논문에서는 고속 원근 볼륨 렌더링 기법을 이용하여 정확하면서도 빠른 렌더링이 가능한 가상 내시경 기술을 제안한다. 이 방법은 기본적으로 화질이 우수한 광선 투영법을 기반으로 하며 거리정보(distance information)를 이용하여 투명한 공간을 비약하도록 함으로써 렌더링 속도를 향상시키도록 하였다. 렌더링 시에는 광선의 진행 방향에 따라 샘플 간격을 가변적으로 조절하는 방법을 이용하여 화질의 손실을 최소화하면서 처리시간을 향상시킨다. 또한 전처리 단계에서 생성된 거리 정보를 이용하여 충돌 검출을 간단히 할 수 있는 방법을 제안한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제35권4호
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• pp.327-333
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• 2012

직장과 방광 장기의 내부공간을 뺀 나머지 실질적 용적에 얼마큼의 방사선이 조사되는지를 묘사방법에 따라 직장과 방광의 볼륨에 따른 흡수선량을 dose-volume histogram(DVH)를 이용하여 선량을 비교 분석 하였다. 자궁경부암 환자 중 고선량률 근접치료기를 이용하여 치료 받는 13명(tandem and ovoid used 13명)을 대상으로 강내치료계획은 외부방사선치료(50.4 Gy)가 끝난 후 수립되었으며 모든 환자에 컴퓨터 단층촬영(computed tomography, CT) 모의치료가 시행되었고 치료계획장비는 PLATO BPS v13.7를 이용하여 3D plan을 하였다. 치료계획에서 직장, 방광의 organ outer wall contour(OOWC)와 organ wall contour(OWC)를 묘사 후 ICRU 38에 근거하여 A점에 100 %를 조사하는 치료계획을 수립하였다. 분석방법으로 치료계획장비의 Dose-Volume Histogram(DVH)을 이용하여 직장과 방광의 묘사방법에 따라 0.1 $cm^3$, 1 $cm^3$, 2 $cm^3$, 5 $cm^3$, 10 $cm^3$ 볼륨이 받는 선량을 비교분석 하였고, 장기의 평균볼륨, 최대볼륨, 최소볼륨을 비교하였다. 방광의 OOWC의 묘사방법에 따른 평균볼륨 202 $cm^3$이며, 최대볼륨은 457 $cm^3$, 최저볼륨은 90 $cm^3$를 나타내고 있으며, OWC의 묘사방법에서 평균볼륨은 35 $cm^3$, 최대볼륨은 66 $cm^3$, 최소볼륨은 20 $cm^3$의 결과를 나타내고 있으며, 방광의 OOWC와 OWC 볼륨에 대한 선량비율(organ outer dose/organ wall dose)은 0.1 $cm^3$에서는 $1.00{\pm}0.01$이고, 1 $cm^3$는 $1.03{\pm}0.03$, 2 $cm^3$는 $1.07{\pm}0.05$, 5 $cm^3$는 $1.22{\pm}0.08$, 10 $cm^3$는 $1.9{\pm}0.23$ 이다. 용적이 증가할수록 차이가 늘어나는 경향이 나타나고 있으며, 2 $cm^3$에서부터 OOWC 묘사방법의 선량과 OWC 묘사방법의 선량 차이가 늘어나는 것을 알 수 있다. 직장에서의 OOWC와 OWC 볼륨의 선량 차이는 0.1 $cm^3$에서는 $1.01{\pm}0.02$이고, 1 $cm^3$는 $1.03{\pm}0.04$, 2 $cm^3$에서는 $1.11{\pm}0.06$, 5 $cm^3$에서 $1.35{\pm}0.17$, 10 $cm^3$에서 $1.78{\pm}0.25$를 나타내고 있다. 마찬가지로 볼륨이 2 $cm^3$에서부터 OOWC의 묘사방법 선량과 OWC 묘사방법의 선량 차이가 늘어나는 것을 알 수 있다. 본 연구는 자궁경부암 환자의 고선량률 근접치료 시 방광과 직장의 볼륨 2 $cm^3$까지 받는 선량이 묘사방법에 따라 일정한 선량을 보이며 그 이상의 볼륨에서는 선량 차이가 증가 하였다. 따라서 임상적으로 나타나는 합병증인 천공과 출혈의 원인을 유추 할 수 있는 선량은 기존에 사용되는 묘사방법으로는 볼륨 2 $cm^3$까지 결과를 사용해야 될 것이다. 하지만 치료계획장비에 사용되는 OWC의 묘사방법이 기존에 묘사방법에 비해 3배~5배 이상의 시간이 소요가 되므로 치료계획장비의 묘사방법의 개선이 이루어진다면 정확한 선량평가 방법이 될 수 있을 것이다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제14B권5호
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• pp.351-360
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• 2007

비디오 복원(video completion) 기술은 비디오 영상에서 색상 정보가 없는 픽셀에 적절한 색을 채워 영상을 복원하는 기술이다. 본 논문에서는 움직이는 물체가 서로 교차하는 비디오 영상에서 원하지 않는 물체를 제거하고 이때 발생한 영상 홀(image hole)을 채우는 비디오 복원 기술을 제안한다. 움직이는 카메라에서 획득한 비디오 영상에서 이동하는 두 물체 중 카메라와 가까운 물체를 제거함으로써 가려진 이동물체와 배경에 홀이 발생하게 되고, 이 홀온 다른 프레임들의 정보를 이용하여 채움으로써 새로운 비디오를 생성한다. 입력 영상의 모든 프레임에 대해 각 물체의 중심을 추정하여 물체의 중심을 기준으로 시-공간 볼륨(spatio-temporal volume)을 생성하고, 복셀 매칭(voxel matching)을 통한 시간적 탐색(temporal search)을 수행한 후 두 물체를 분리한다. 가리는 물체 영역으로 판단된 부분을 삭제하고 공간적 탐색(spatial search) 방법을 이용하여 홀을 채워 가려짐이 있는 이동 물체 및 배경을 복원한다. 복원된 영상에서 블렌딩을 통해 솔기(seam)를 제거한다. 비디오카메라로 획득한 두 실영상을 이용하여 실험을 수행한 결과 가려진 물체를 복원한 새로운 비디오 영상을 생성할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (B)
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• pp.217-219
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• 2003

본 논문에서는 실시간으로 상호작용이 가능한 광범위한 3차원의 넓은 외부영역을 렌더링하기 위해 공간문할 방법으로 제한적 옥트리를 이용하고, 충돌검출 방법으로 계층적 경계상자를 사용하여 효과적으로 충돌검출을 하는 방법을 소개한다. 넓은 외부 영역을 동적으로 빠르게 처리하기 위해 공간을 분할시켜 처리영역을 축소하고 3차원 공간을 고정볼륨 바운드를 구축한 후 이를 처리 값으로 이용한 계층적 경계상자를 이용하여 충돌처리를 한다. 옥트리는 정적인 물체에 대한 정확한 표현 시 주로 사용되나 본 논문에서는 이를 동적인 환경에 이용하기 위하여 제한적 OSF를 사용한다. 또한 폴리곤의 충돌검사를 모두 하지 않고 빠른 시간에 충돌검출을 판단할 수 있는 방법과 경계상자의 충돌검출에 대한 비용이 3차원 개체 개수에 대해 비례하여 증가하는 데에 대한 개선 방법을 제안한다.