• 제목/요약/키워드: 3D model reconstruction

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PIV 측정 및 수치해석을 이용한 구강암 수술에 따른 기도 형상 내 유동 특성 (Flow Characteristics in a Human Airway model for Oral Cancer Surgery by PIV Experiment and Numerical Simulation)

  • 홍현지;안세현;서희림;송재민;염은섭
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.115-122
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    • 2021
  • Oral cancer surgery typically consists of resection of lesion, neck dissection and reconstruction, and it has an impact on the position of hyoid bone. Therefore, morphological change of airway can occur since the geometric parameter of airway is correlated with the hyoid bone. Airflow is affected by geometry of the airway. In this study, flow characteristics were compared between pre- and post-surgery models by both particle image velocimetry (PIV) and numerical simulation. 3D model of upper airway was reconstructed based on CT data. Velocity is accelerated by the reduced channel area, and vortex and recirculation region are observed in pre- and post-surgery models. For the post-surgery model, high pressure distribution is developed by significantly decreased hydraulic diameter, and the longitudinal flow stream is also interrupted.

레일 마모도의 측정 정밀도 향상을 위한 3차원 레일 프로파일 재구성 기법 개발 (Development of the 3D Rail Profile Reconstruction Method Improving the Measurement Accuracy of Railway Abrasion)

  • 안성혁;김만철
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.533-539
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    • 2010
  • 2차원 카메라와 라인 레이저를 이용한 비접촉식 레일 마모도 측정 시스템은 레일의 정확한 마모도 측정을 위하여 레일에 조사된 레이저 영역을 왜곡 없이 획득하고 이를 레일 단면과 정확하게 일치시켜야 한다. 그러나 일반적인 비접촉식 레일 마모도 측정 시스템의 카메라는 레일의 측면에서 비스듬하게 레일을 촬영하여 사선방향(Oblique Viewpoint)의 원시영상을 획득하는 방식을 취하기 때문에 카메라 모델(Camera Model)과 투시 변환(Perspective Transform)을 이용하여 카메라로부터 획득한 원시영상이나 영상으로부터 추출된 레이저 영역의 좌표 데이터를 레일의 단면과 일치시키기 위한 영상 후처리 작업을 수행하게 된다. 이때 라인 레이저가 조사된 지점에서 획득한 레일 프로파일 데이터는 전체 측정 구간에 대하여 일정한 간격으로 측정된 불연속 데이터의 특성을 가지므로 측정된 각 레일 프로파일 데이터 사이의 영역에서는 정확한 레일의 마모도를 측정할 수 없는 한계를 가진다. 본 논문에서는 레일의 양방향에서 획득한 영상에 대하여 3차원 레일 프로파일 생성을 위한 변형된 카메라 모델과 투시 변환을 적용함으로서 레일 마모도의 측정 정밀도를 향상하기 위한 3차원 레일 프로파일 재구성 기법을 제안하고자 한다. 제안된 3차원 레일 프로파일 재구성 기법을 통하여 전체 측정 구간내에 포함된 레일 마모도 측정 데이터의 불연속성을 효과적으로 제거하여 연속적인 측정면(Measurement Surface)을 생성함으로서 측정하고자 하는 전체 레일에 대한 향상된 측정 정밀도를 제공하고자 한다.

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A Three-dimensional Biomechanical Model for Numerical Simulation of Dynamic Pressure Functional Performances of Graduated Compression Stocking (GCS)

  • Liu, Rong;Kwok, Yi-Lin;Li, Yi;Lao, Terence-T;Zhang, Xin;Dai, Xiao-Qun
    • Fibers and Polymers
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    • 제7권4호
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    • pp.389-397
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    • 2006
  • The beneficial effects of graduated compression stockings (GCS) in prophylaxis and treatment of venous disorders of human lower extremity have been recognized. However, their pressure functional performances are variable and unstable in practical applications, and the exact mechanisms of action remain controversial. Direct surface pressure measurements and indirect material properties testing are not enough for fully understanding the interaction between stocking and leg. A three dimensional (3D) biomechanical mathematical model for numerically simulating the interaction between leg and GCS in dynamic wear was developed based on the actual geometry of the female leg obtained from 3D reconstruction of MR images and the real size and mechanical properties of the compression stocking prototype. The biomechanical solid leg model consists of bones and soft tissues, and an orthotropic shell model is built for the stocking hose. The dynamic putting-on process is simulated by defining the contact of finite relative sliding between the two objects. The surface pressure magnitude and distribution along the different height levels of the leg and stress profiles of stockings were simulated. As well, their dynamic alterations with time processing were quantitatively analyzed. Through validation, the simulated results showed a reasonable agreement with the experimental measurements, and the simulated pressure gradient distribution from the ankle to the thigh (100:67:30) accorded with the advised criterion by the European committee for standardization. The developed model can be used to predict and visualize the dynamic pressure and stress performances exerted by compression stocking in wear, and to optimize the material mechanical properties in stocking design, thus, helping us understand mechanisms of compression action and improving medical functions of GCS.

사진 주사(走査)를 이용한 치과용 모형재의 정확도에 관한 연구 (A STUDY ON THE ACCURACY OF DENTAL CAST AND DIE MATERIALS USING PHOTO-SCANNING)

  • 양성욱;임주환;조인호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.320-334
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    • 1996
  • Dental cast and die materials are essential material using in almost dental prsthodontic procedure and it's most important requirement is accuracy for reqorducing the oral anatomical structures. In this study, 5 abutments A, B, C, D, E were fabricated on the metal master model to simulate the arch form and specimens were poured with 4 cast materials. Inter-abutment distances, A-B, A-C, A-D, A-E, B-C, B-D were calculated using the photo-scanning and the deviations from the metal master model were also evaluated. The results were as follows; 1. The distance between A-B, A-C, A-D, A-E, B-C, B-D of the abutments A, B, C, D, E of each cast material was calculated. And after comparing the deviations between the metal master model. $Fujirock^{(R)}$ showed the lowest value with $0.20{\pm}0.22mm$, and the deviation increased in the order of $Suprastone^{(R)}$, Epoxy $Die^{(R)}$, Die $Keen^{(R)}$. There was significant difference between $Fujirock^{(R)}$ and Epoxy $Die^{(R)}$, Die $Keen^{(R)}$. 2. In each calculation area, the difference in measurements between cast material and metal master model showed singificant difference between A-B and Cross arch measure-ments of A-D, B-D, A-E(p<0.05). 3. The difference in measurements between cast material and metal master model in the A-B area showed $Fujirock^{(R)}$ to be the lowest with $0.05{\pm}0.04$mm and increased in the order of Die $Keen^{(R)}$, $Suprastone^{(R)}$, Epoxy $Dies^{(R)}$. There was significant difference between $Fujirock^{(R)}$ and $Suprastone^{(R)}$, Epoxy $Die^{(R)}$ (p<0.05). 4. The difference in measurements between cast material and metal master model in the B-C area showed $Fujirock^{(R)}$ to bo the lowest with $0.17{\pm}0.11$mm and increased in the order of $Suprastone^{(R)}$, Die $Keen^{(R)}$, Epoxy $Dies^{(R)}$. There was significant difference between $Fujirock^{(R)}$ and Die $Keen^{(R)}$, Epoxy $Die^{(R)}$(p<0.05). 5. The difference in measurements between cast material and metal master model in the B-D area showed $Fujirock^{(R)}$ to bo the lowest with $0.13{\pm}0.07$mm, Epoxy $Dies^{(R)}$and increased in the order of $Suprastone^{(R)}$, Die $Keen^{(R)}$. There was significant difference between $Fuji-rock^{(R)}$ and Die Keen(p<0.05). 6. In this experiment, Epoxy $Dies^{(R)}$ showed mean contraction in every calculation area. And when reconstruction cross arch restorations it is thought that distortion should be considered in every cast material.

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4차원 체적 가시화 기법을 이용한 인공심장의 Fitting Trial (TAH(Total Artificial Heart) Fitting Trial Supported by 4D Volume Visualization Technique)

  • 이동혁;김종효;민병구
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1997년도 춘계학술대회
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    • pp.161-162
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    • 1997
  • It is very useful to perform the surgery simulation before implanting TAH(Total Artificial Heart} in a patient. The space of chest and the shape of vessels are different from patient to patient. So, It is desirable to customize a TAH design to the anatomy structure of a patient. Several studies are performed to visualize and explain the 3D structure of heart. These studies are performed using 2-dimensional ref or mated images and simple measurement. Anatomy structure of a human heart is not so simple. It is 4dimensional structure ; 3-dimensional plus time, heart beating. 3-dimensional reconstruction schemes of medical images developed for about 10 years are usually categorized into two types of rendering technique ; surface rendering and volume rendering. Volume rendering is preferable in medical image processing field because this technique can be applied without considering the complexity of geometry and change of field of interest. The usable space in the chest of patient can be measured by 3D volume matching of patient trunk and TAH model. This space changes with time. In this research we have developed the 4-dimensional volume match program of patient and TAH model. 3-dimensional rendered set of volumes along time were used to simulate TAH fitting trial. The quantitative measurement from this simulation could be applied to customize TAH design.

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그래픽이론적 알고리즘들을 이용한 2차원 지형도로 부터 DEM 의 자동생성방법 (Automatic Generation of Digital Elevation Model from 2D Terrain Map Using Graph-theoretic Algorithms)

  • 구자영
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.21-34
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    • 1993
  • 디지탈화된 지형 정보는 조망분석, 토목계획이나 설계, 또는 지리정보시스템등 여러 분야 에 필요한 요소가 된다. 또한 컴퓨터에 적절한 형식으로 입력된 지형정보는 모의 비행훈련이나 무인비행장치에서도 사용될 수 있다. 지형정보는 지도위에 등고선을 비롯한 여러가지 기호들로 표시되어 있어서 훈련된 요원에 의해 분석된다. 자동분석을 위해서는 컴퓨터에 입력되어야 하는 데 디지타이징 타블렛과 같은 장비를 사용하여 수동으로 입력하는 것은 많은 시간과 인력을 필요 로 한다. 본 논문에서는 이차원 지형도로부터 삼차원 지형정보를 자동적으로 추출하는 방법을 다 루고 있다. 등고선 조각연결 알고리즘을 포함하는 몇 가지 알고리즘들이 제안되었고 실제 지형도 를 사용하여 실험되었다.

CT 영상을 이용한 무릎관절 모의 치환 시술 환경 (Surgical Simulation Environment for Replacement of Artificial Knee Joint)

  • 김동민
    • 전기전자학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.119-126
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    • 2003
  • CT 영상을 이용하여 인공 무릎관절 모의 치환 시술 환경 구축에 관한 방법을 제시한다. 관절의 3차원 형상의 재구성에 필요한 정보는 영상처리 기법을 이용하여 연속된 CT 영상으로부터 노이즈 제거와 포인트 데이터를 추출하며, 추출된 포인트 데이터는 영상의 해상도와 함께 생역학에서 제시한 역학적 축을 기준으로 실측의 3차원 형상으로 재구성된다. 재구성된 형상은 PC 기반에서 구현된 모의시술 프로그램을 통하여 관절 운동의 해석과 접촉면 해석을 지원하며, 조이스틱과 마우스등을 이용하여 인공관절의 치환과 절단을 가상으로 실행할 수 있도록 하였다. 또한 인공 관절의 접합부에 대한 접촉면 해석을 통하여 시술에 대한 정합성과 연골 부위의 마모성 예측을 시각화하였다.

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환경맵 기반 디스페러티 (Environment Map Based Disparity)

  • 류승택
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.109-118
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    • 2006
  • 본 논문에서는 실제 환경에서 획득된 환경맵으로부터 물체의 깊이값를 결정하기 위한 방법으로 환경맵 기반 디스페러티 방법을 제안한다. 이 방법은 일반영상의 디스페러티 방법을 환경맵에 적용하기 위해 개발한 알고리즘으로 두장의 시차를 갖는 환경맵으로부터 환경맵 기반 디스페러티를 이용하여 깊이값을 추출한다. 이 방법을 이용하여 획득된 물체가 화면에 나타나는지 또는 다른 물체에 의해 가리워졌는지를 판단할 수 있다. 또한, 제안된 방법을 사용함으로써 참조평면에 관련되지 않는 물체(공중에 떠있는 경우)의 깊이값을 유추해 낼 수 있으며 개괄적인 환경모델을 구성할 수 있다.

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Customized Cranioplasty Implants Using Three-Dimensional Printers and Polymethyl-Methacrylate Casting

  • Kim, Bum-Joon;Hong, Ki-Sun;Park, Kyung-Jae;Park, Dong-Hyuk;Chung, Yong-Gu;Kang, Shin-Hyuk
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제52권6호
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    • pp.541-546
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    • 2012
  • Objective : The prefabrication of customized cranioplastic implants has been introduced to overcome the difficulties of intra-operative implant molding. The authors present a new technique, which consists of the prefabrication of implant molds using three-dimensional (3D) printers and polymethyl-methacrylate (PMMA) casting. Methods : A total of 16 patients with large skull defects (>100 $cm^2$) underwent cranioplasty between November 2009 and April 2011. For unilateral cranial defects, 3D images of the skull were obtained from preoperative axial 1-mm spiral computed tomography (CT) scans. The image of the implant was generated by a digital subtraction mirror-imaging process using the normal side of the cranium as a model. For bilateral cranial defects, precraniectomy routine spiral CT scan data were merged with postcraniectomy 3D CT images following a smoothing process. Prefabrication of the mold was performed by the 3D printer. Intraoperatively, the PMMA implant was created with the prefabricated mold, and fit into the cranial defect. Results : The median operation time was $184.36{\pm}26.07$ minutes. Postoperative CT scans showed excellent restoration of the symmetrical contours and curvature of the cranium in all cases. The median follow-up period was 23 months (range, 14-28 months). Postoperative infection was developed in one case (6.2%) who had an open wound defect previously. Conclusion : Customized cranioplasty PMMA implants using 3D printer may be a useful technique for the reconstruction of various cranial defects.

소수의 협소화각 RGBD 영상으로부터 360 RGBD 영상 합성 (360 RGBD Image Synthesis from a Sparse Set of Images with Narrow Field-of-View)

  • 김수지;박인규
    • 방송공학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.487-498
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    • 2022
  • 깊이 영상은 3차원 공간상의 거리 정보를 2차원 평면에 나타낸 영상이며 다양한 3D 비전 연구에서 유용하게 사용된다. 기존의 많은 깊이 추정 연구는 주로 좁은 FoV (Field of View) 영상을 사용하여 전체 장면 중 상당 부분이 소실된 영상에 대한 깊이 정보를 추정한다. 본 논문에서는 소수의 좁은 FoV 영상으로부터 360° 전 방향 RGBD 영상을 동시에 생성하는 기법을 제안한다. 오버랩 되지 않는 4장의 소수 영상으로부터 전체 파노라마 영상에 대해서 상대적인 FoV를 추정하고 360° 컬러 영상과 깊이 영상을 동시에 생성하는 적대적 생성 신경망 기반의 영상 생성 모델을 제안하였으며, 두 모달리티의 특징을 공유하여 상호 보완된 결과를 확인한다. 또한 360° 영상의 구면 특성을 반영한 네트워크를 구성하여 개선된 성능을 보인다.