Purpose: The purpose of the study was to assess the validity of three-dimensional (3D) facial scan taken with facial scanner and digital photo wrapping on the cone-beam computed tomography (CBCT). Materials and Methods: Twenty-five patients had their CBCT scan, two-dimensional (2D) standardized frontal photographs and 3D facial scan obtained on the same day. The facial scans were taken with a facial scanner in an upright position. The 2D standardized frontal photographs were taken at a fixed distance from patients using a camera fixed to a cephalometric apparatus. The 2D integrated facial models were created using digital photo wrapping of frontal photographs on the corresponding CBCT images. The 3D integrated facial models were created using the integration process of 3D facial scans on the CBCT images. On the integrated facial models, sixteen soft tissue landmarks were identified, and the vertical, horizontal, oblique and angular distances between soft tissue landmarks were compared among the 2D facial models and 3D facial models, and CBCT images. Result: The results showed no significant differences of linear and angular measurements among CBCT images, 2D and 3D facial models except for Se-Sn vertical linear measurement which showed significant difference for the 3D facial models. The Bland-Altman plots showed that all measurements were within the limit of agreement. For 3D facial model, all Bland-Altman plots showed that systematic bias was less than 2.0 mm and 2.0° except for Se-Sn linear vertical measurement. For 2D facial model, the Bland-Altman plots of 6 out of 11 of the angular measurements showed systematic bias of more than 2.0°. Conclusion: The facial scan taken with facial scanner showed a clinically acceptable performance. The digital 2D photo wrapping has limitations in clinical use compared to 3D facial scans.
Degenerative arthritis is a common joint disease that affects many elderly people and is typically diagnosed through radiography. However, the need for remote diagnosis is increasing because knee pain and walking disorders caused by degenerative arthritis make face-to-face treatment difficult. This study collects three-dimensional joint coordinates in real time using Azure Kinect DK and calculates 6 gait features through visualization and one-way ANOVA verification. The random forest classifier, trained with these characteristics, classified degenerative arthritis with an accuracy of 97.52%, and the model's basis for classification was identified through classification algorithm by features. Overall, this study not only compensated for the shortcomings of existing diagnostic methods, but also constructed a high-accuracy prediction model using statistically verified gait features and provided detailed prediction results.
본 논문에서는 면 축약 방식을 이용하면서 3D 모델의 체적이 보존되는 메쉬 간략화 알고리즘을 제안하였다. 면 축약은 축약 대상 삼각형의 세 정점을 새로운 정점 하나로 모아 한 번에 4개의 면을 제거함으로써 에지 축약에 비해 빠른 간략화를 수행하는 방식이다. 어떤 방식이든 어느 면 또는 에지부터 축약할 것인가 하는 간략화 우선순위 척도가 매우 중요한데, 본 논문에서는 면 축약에 있어서 최근 제시되었던 한 방법의 문제점을 지적하고 이를 보완한 새로운 가중치 함수를 사용하여 축약 우선순위를 결정하였다. 또한 축약 대상 삼각형들을 대신할 새로운 한 정점을 결정하는데 있어서 체적이 보존되면서 삼각형 세 정점 주변의 곡률 차이 등을 반영할 수 있는 체적 기준점을 결정하는 새로운 방법을 제시하였다. 시뮬레이션을 통하여 본 논문에서 제시한 방식이 체적을 보존하면서 기존의 다른 방식에 비해 뒤지지 않는 축약 성능을 보여주는 것을 확인하였다.
본 연구는 3D캐릭터 개발에 효율성을 높이고, 보다 인간의 표정에 가까운 캐릭터표정을 제작하기 위하여 실시되었다. 각 연령층별, 성별, 직위 등의 계층으로 각 감정영역을 데이터화하여 하나의 시스템으로 연동되어진다면 애니메이션, 만화, 연기 및 다양한 영상 엔터테인먼트산업과 이에 필요한 인력양성에 고무적인 반향을 일으킬 수 있을 것으로 사료된다. 이에 그 기반연구로 실시된 선행 연구를 바탕으로 이번 연구에서는 연구영역 중 1개 계층 8대 감정영역에 대한 표본연구로 진행하였다. 이로써 인간의 감정과 표현 간에는 일련의 연계성이 존재하며, 특히 표정에서 나타나는 비언어적 감성기호들을 범주화할 수 있다는 가정을 증명할 수 있었다. 그러나 인간의 풍부한 감정은 하나의 자극에 대한 단일감정보다는 다수 또는 지속자극에 대한 복합기호로서 표출되므로 이에 대한 통제는 많은 어려움이 있고, 본 연구에서 제시한 연구 모델은 각 영역별, 척도별 단일 감정에 대한 내용만을 다루기 위해 실험환경을 일부 조작하였다. 본 연구의 결과는 다양한 미디어제작에 필요한 가상캐릭터의 표정, 의인화 등을 위한 주요한 데이터로 활용가능하며, 향후 연구에서는 더 많은 표본에 대한 폭넓은 데이터베이스 구축과 상대적 비교검증이 이루어져야한다.
Projection stereolithography is an additive manufacturing method that uses beam projection to cure the photo-reactive resin used. The light source of a cross-section layer-form illuminates photo-curable resin for building a three-dimensional (3D) model. This method has high accuracy and a fast molding speed because the processing unit is a face instead of a dot. This study describes a Scalable Projection Stereolithography 3D Printing System for improving the accuracy of the stereolithography. In a conventional projection 3D printer, when printing a small sized model, many pixels are not used in the projection or curing. The proposed system solves this problem through an optical adjustment, and keeps using the original image as possible as filling the whole projection area. The experimental verification shows that the proposed system can maintain the highest level of precision regardless of the output size.
본 논문은 2차원 영상에서 커서를 특징 경계로 이동시키는 스내핑(snapping)과 특징 경계를 추출하는 래핑(wrapping)을 3차원 메쉬로 확장하여 메쉬상의 기하적 특징을 사용자가 의도한 대로 추출할 수 있는 기법을 다룬다. 먼저 메쉬상의 나타나는 기하적 특징을 계량화하기 위해 근사 곡률과 움직임 비용함수를 정의한다. 이들 수치 값을 기반으로 기하적 스내핑과 기하적 래핑 알고리즘을 설계한다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘을 얼굴 메쉬와 치아 메쉬상에 나타나는 기하적 특징을 추출하기 위해 적용하였다.
본 논문에서는 기하학적인 3차원 모델을 사용하지 않고 정면이 얼굴 영상 및 2차원 메쉬만으로 얼굴의 포즈 변형을 수행하는 영상기반 렌더링(Image Based Rendering; IBR) 기법을 제안한다. 3차원 기하학적 모델을 대신하기 위해, 먼저 표준 인물의 정면, 좌우 반측면, 좌우 측면의 얼굴 영상에 대한 표준 메쉬를 작성한다. 합성하고자 하는 임의의 인물에 대해서는 주어진 정면 얼굴 영상의 메쉬만을 작성하고, 그 밖의 메쉬는 표준 메쉬 집합을 근거로 자동 생성된다. 그런 다음, 메쉬 제어점들의 중첩 및 역전을 허용하도록 개선한 역전가능 메쉬워프 알고리즘(invertible meshwarp algorithm)을 이용하여 얼굴의 입체적인 회전 변형을 수행한다. 또한, 눈이나 입의 개폐 변형도 동일한 워핑 알고리즘으로 구현한다. 얼굴 변형 성능을 평가하기 위해, 총 10명으로부터 머리를 수평으로 회전하면서 동영상을 취득한 후, 실제 영상과 변형 영상마다 양 눈의 중간 위치인 기준점에서 각 특징점까지의 거리를 계산하여 평균 차이를 구하였다. 그 결과, 기준점에서 입의 중간 위치까지의 거리에 비해 약 7.0%의 평균 위치 오차만이 발생하였다.
본 논문에서는 3차원 얼굴인식을 위한 방사 기저 함수 신경망 기반의 새로운 전역적 형태 특징과 그 특징을 추출하는 방법을 제안한다. 방사 기저 함수 신경망은 방사 기저 함수들의 가중합으로써, 얼굴 형태 정보의 비선형성을 방사 기저 함수의 선형합으로 잘 표현한다. 이 논문에서는 얼굴의 가로 방향 프로파일을 학습된 방사 기저 함수 신경망에 적용시켰을 때 생성되는 가증치를 새로운 전역적 형태 특징으로 제안한다. 제안하는 전역적 형태 특징의 경우 국소적 특징의 특성을 가지며, 일반적인 전역적 특징의 특성인 특징의 복잡도도 감소시킨다. 100명의 데이터베이스 영상과 100명에 대한 서로 다른 3개의 포즈를 포함하는 300개의 테스트 영상을 이용한 실험에서 제안하는 전역적 형태 특징과 은닉 마르코프 모델을 이용한 특징 비교를 통해서 94.7%의 인식률을 얻었다.
An evaluation method for the effective length of electromagnet - which bas U-shape in frontview and trapezoidal in side view - is presented. Using 2D FEM, 2 analysing models are introduced for calculating effective length of the magnet ; the front model is using the normalized equi-pole face area of the magnet and the side model using the normalized equi-magnetic circuit. The ratio of the effective length to the length of bottom plate (core) comes out 1.25 - 1.30. In addition, 3D FEM analysis has been done and a proto-type test model is manufactured to verify the analysing method. The ratio by the experiment appears 1.2, which is reasonably in good agreement with the suggested numerical results.
In reverse engineering area, the reconstruction of surfaces from scanned or digitized data is being developed, but geometric model of existing objects is not available in industries. This paper presents the new approach to the reconstruction of surface technique. A proposed methodology finds base geometry and blends surface between them. Each based geometry is divided by tri-angular patches which are compared with their normal vector for face grouping. Each group is categorized analytical surface such as a part of cylinder, sphere and cone, and plane shapes to represent the based geometry surface. And then, each based geometry surface is implemented to the infinitive surface. Infinitive surface's intersections are trimmed by boundary representation model reconstruction. This method has several benefits such as time efficiency and automatic functional modeling system in reverse engineering. Especially, it can be directly applied 3D fax and 3D copier.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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