• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권3호
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• pp.176-181
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• 2023

During cancer treatment, the patient's response to drugs appears differently at the cellular level. In this paper, an image-based cell phenotypic feature quantification and key feature selection method are presented to predict the response of patient-derived cancer cells to a specific drug. In order to analyze the viability characteristics of cancer cells, high-definition microscope images in which cell nuclei are fluorescently stained are used, and individual-level cell analysis is performed. To this end, first, image stitching is performed for analysis of the same environment in units of the well plates, and uneven brightness due to the effects of illumination is adjusted based on the histogram. In order to automatically segment only the cell nucleus region, which is the region of interest, from the improved image, a superpixel-based segmentation technique is applied using the fluorescence expression level and morphological information. After extracting 242 types of features from the image through the segmented cell region information, only the features related to cell viability are selected through the ReliefF algorithm. The proposed method can be applied to cell image-based phenotypic screening to determine a patient's response to a drug.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.513-522
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• 2008

섬유복합재료의 우수한 인장 성능은 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 함으로써 발현되기 때문에 섬유의 분포 특성이 복합재료의 성능에 결정적인 영향을 미치게 된다. 그러나 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 경우 PVA 섬유와 매트릭스 사이의 낮은 명암비와 PVA의 비전도성 특징으로 인하여 섬유의 위치 및 분포특성을 정량적으로 평가히는 방법은 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 섬유 분포 특성 등을 평가할 때 가장 중요한 과정인 섬유의 검출에 대하여 검출 성능을 향상 시킬 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 형광 현미경을 사용하여 얻은 섬유 이미지를 유형별로 분류하고, 분류된 분류된 섬유 이미지의 특성에 따라 분수령 알고리즘 (watershed algorithm)과 형태학적 재구성 (morphological reconstruction)을 이용하여 보다 정확히 섬유를 검출하는 과정으로 구성된다. 이 과정에서 섬유 이미지를 총 5가지 유형으로 분류하였으며, 인공신경회로망(ANN)을 분류기로 활용하기 위하여 형상 특성을 나타내는 5가지 특징값 즉, $F_s$, $F_c$, $F_p$, $F_l$과 $F_{rl}$을 추출하였다. 추출된 특징값에 대한 데이터베이스를 구축하여 ANN을 학습하여 분류기를 구축함으로써 섬유의 유형을 자동으로 분류할 수 있도록 하였다. 또한 5가지 섬유 이미지 유형 중에서 잘못 검출된 섬유이미지를 분수령 알고리즘과 형태학적 재구성을 통하여 섬유를 정확히 검출할 수 있는 기법을 제안하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제46권1호
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• pp.23-31
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• 2009

최근 출입통제, 금융보안 및 전자여권 등 다양한 분야에서 얼굴인식, 지문인식, 홍채인식 등과 같은 생체인식기술의 적용이 활발히 이루어지고 있다. 또한 최근에는 손가락의 지정맥 패턴정보를 이용하여 개인을 인증하는 연구 역시 활발히 진행 중이다. 일반적으로 획득된 지정맥 영상은 손가락의 두께에 따른 적외선 빛의 투과도 및 카메라의 센서 잡음으로 인하여 정맥과 배경 분리에 많은 어려움이 있다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 고속으로 지정맥 영역을 추출하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 본 연구는 기존의 방법에 비해 다음과 같은 2가지 장점을 가지고 있다. 첫째, 획득된 지정맥 영상에 적응적 지역 이진화 방법을 적용하여 지정맥 영역을 분리하였다. 둘째, 분리된 영상의 잡음을 열림 및 닫힘 연산을 이용하여 제거하고 최종적으로 골격화하여 지정맥 영역을 추출하였다. 실험결과, 기존의 방법들에서는 영상 잡음을 제거하기 위해 많은 필터를 사용하였으나 제안한 방법에서는 필터를 많이 사용하지 않으면서도 고속으로 정확하게 지정맥 영역을 추출할 수 있음을 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권3호
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• pp.189-194
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• 2004

조영 증강된 CT 영상의 화소값은 조영제에 의해 이산적으로 변한다. 또한 간의 중간부분에서는 간과 유사한 농도값을 갖는 췌장 때문에 간의 분할이 어렵다. 본 논문에서는 조영증강된 CT영상의 화소값의 이산적인 변화와 간과 겹치는 췌장을 제거하기 위하여 부분 히스토램 문턱치 알고리즘을 사용한 간 분할법을 제안한다. 히스토그램 변환 후 간 구조의 농도 값의 범위를 찾기 위한 적응 다봉성 분할과 췌장 제거를 위한 부분 히스토그램 문턱치 알고리즘을 수행한다. 다음으로, 간 이외의 불필요한 대상을 제거하고 경계를 매끈하게 하기 위해 모폴러지 필터링을 수행한다. 제안된 방법을 평가하기 위해 8명의 환자로부터 획득된 CT 영상중 중간부분에서 4개씩 총 32단면을 선택하였다. 부분 히스토그램 문턱치 알고리즘을 사용한 자동 분할법 II와 수동 분할법의 정규화된 평균 면적의 평균은 0.1671과 0.1711이었으며, 이 두 방법은 아주 적은 차이를 보인다. 또, 자동 분할법 II와 수동 분할법의 평균 면적 오차율은 6.8339 % 이다. 이 실험 결과로부터 제안된 자동 간분할 법은 의사에 의해 시행된 수동 분할법과 매우 유사한 수행능력을 갖는다.

• 한국어류학회지
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• 제24권2호
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• pp.125-130
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• 2012

민어, Miichthys miiuy (Basilewsky)에서의 지느러미 분화, 두부 계측 및 비늘 도포 양상의 초기 형태학적 발달을 조사하였다. 부화 후 12일(전장 4.2 mm 미만)에, 어체 주위로 fin-fold의 존재가 관찰되었다. 등지느러미, 뒷지느러미 및 가슴지느러미의 기조 형성은 부화 후 12일에 거의 완전히 이루어진 반면, 지느러미 분절은 부화 후 26일과 29일 사이에 이루어졌다. 꼬리지느러미 중간 기조의 신장은 부화 후 32일에 시작되었으며 부화 후 37일에 현저하였다. 부화 후 68일에 꼬리지느러미가 뾰족해지기 시작하였다(전장 70.7 mm). 비늘의 발달은 전장이 9.1mm(부화 후 28일)일 때 미병의 측선부위로부터 시작되어 결국 아가미덮개 전체를 도포하였다(전장 22.1 mm, 부화 후 44일). 두부 계측치들은 전장이 12 mm 이상(부화 후 30일)에서 거의 안정화되었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.39-46
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• 2015

본 논문에서는 모바일 환경에서 미세세포 영상으로부터 셀을 자동 검출하고 계수하는 자동화 방법을 제시하였다. 셀 카운팅은 생물학 또는 병리학적 영상분석에 있어서 매우 중요한 과정이다. 과거에는 셀 카운팅은 수동적인 방법으로 진행되어 매우 지루하고 많은 시간을 필요로 하는 작업이었다. 이에 더하여 수동 계수 방법은 정확한 카운팅 결과를 도출하는데 어려움이 있었다. 따라서, 정확하고 일관된 셀 검출과 카운팅 결과를 생물학적인 영상으로부터 획득하기 위해서는 자동화방법이 필요하다. 제안된 다단계 셀 계수방법은 배양된 세포영상으로부터 셀을 자동으로 분할하고 분할된 셀의 위상학적 분석을 통하여 셀을 라벨링 한다. 셀 카운팅의 정확도를 높이기 위하여 워터쉐드 알고리듬에 의하여 서로 덩어리로 뭉쳐진 셀을 서로 분리하고 모폴로지 연산을 통하여 영상으로부터 획득한 개별 셀의 형태를 개선한다. 제안된 시스템은 모바일 환경에서 사용될 수 있도록 개발되었다. 따라서 셀 영상은 모바일 폰의 카메라로 획득하며 미세세포의 통계학적인 분석 데이터는 유비쿼터스 환경의 모바일 장치에 의해 전송 된다. 실험을 통하여 수동으로 계수한 셀의 숫자와 제안된 방법에 의해 자동 카운팅 된 셀의 수를 비교한 결과 제안된 방법이 매우 효과적이고 정확한 결과를 제시한다는 사실을 입증하였다.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제4권3호
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• pp.224-230
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• 2002

In this paper, a counting algorithm hybridized with an adaptive automatic thresholding method based on Otsu's method and the algorithm that elongates markers obtained by the well-known watershed algorithm is proposed to enhance the exactness of the microcell counting in microscopic images. The proposed counting algorithm can be stated as follows. The transformed full image captured by CCD camera set up at microscope is divided into cropped images of m$\times$n blocks with an appropriate size. The thresholding value of the cropped image is obtained by Otsu's method and the image is transformed into binary image. The microbial cell images below prespecified pixels are regarded as noise and are removed in tile binary image. The smoothing procedure is done by the area opening and the morphological filter. Watershed algorithm and the elongating marker algorithm are applied. By repeating the above stated procedure for m$\times$n blocks, the m$\times$n segmented images are obtained. A superposed image with the size of 640$\times$480 pixels as same as original image is obtained from the m$\times$n segmented block images. By labeling the superposed image, the counting result on the image of microbial cells is achieved. To prove the effectiveness of the proposed mettled in counting the microbial cell on the image, we used Acinetobacter sp., a kind of ammonia-oxidizing bacteria, and compared the proposed method with the global Otsu's method the traditional watershed algorithm based on global thresholding value and human visual method. The result counted by the proposed method shows more approximated result to the human visual counting method than the result counted by any other method.

• Applied Microscopy
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• 제21권2호
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• pp.1-13
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• 1991

In order to investigate the factors of the control mechanism of somitogenesis, early chick embryos (H-H stage $8{\sim}13$) were treated with heat shock, ${\alpha}$-amanitin and cycloheximide and morphological changes of somite were examined by light microscopy, transmission and scanning electron microscopy. In normal chick embryo, somites were formed from the somitomere which preexisted in segmental plate. Somites were wrapped with extracellular collagen fibrils and connected with neural tube, notochord and ectoderm. And then, somites were differentiated to sclerotome, dermatome and myotome by the interaction of nervous tissue. Abnormal somites were observed after formation of six or seven so mites in heat shock treated group. Amounts of collagen fibrils were obviously decreased in this group. In cycloheximide treated group, most so mites were smaller and neural tube formation was incomplete. Chromatins were condenced and formed several heterochromatins in the nucleus of somite cells. Lipid like cytoplasmic dense mass and lipid droplets were also observed. Segmentation of somites seemed to be normal progress in ${\alpha}$-amanitin treated group. Center of somite, however, hollowed in longitudinal sectioned samples. These results suggested that so mites were already existed in the segmental plate as the form of somitomere. Segmented somites were contacted with neural tube or notochord and the somites were tightly connected with each other by the extracellular collagen fibrils which were secreted from neuroepithelium and somite cells. Somites are thought to differentiate into sclerotome, dermatome and myotome by these interactions.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제33권4호
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• pp.169-176
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• 2012

Tumor cell morphology is closely related to its migratory behaviors. An active tumor cell has a highly irregular shape, whereas a spherical cell is inactive. Thus, quantitative analysis of cell features is crucial to determine tumor malignancy or to test the efficacy of anticancer treatment. We use 3D time-lapse phase-contrast microscopy to analyze single cell morphology because it enables to observe long-term activity of living cells without photobleaching and phototoxicity, which is common in other fluorescence-labeled microscopy. Despite this advantage, there are image-level drawbacks to phase-contrast microscopy, such as local light effect and contrast interference ring. Therefore, we first corrected for non-uniform illumination artifacts and then we use intensity distribution information to detect cell boundary. In phase contrast microscopy image, cell is normally appeared as dark region surrounded by bright halo ring. Due to halo artifact is minimal around the cell body and has non-symmetric diffusion pattern, we calculate cross sectional plane which intersects center of each cell and orthogonal to first principal axis. Then, we extract dark cell region by analyzing intensity profile curve considering local bright peak as halo area. Finally, we calculated the Fourier descriptor that morphological characteristics of cell to classify tumor cells into active and inactive groups. We validated classification accuracy by comparing our findings with manually obtained results.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제47권5호
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• pp.192-198
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• 2010

최근 카메라가 탑재된 휴대전화가 널리 보급되면서 휴대전화로 촬영한 동영상에서 문자영역을 검출하고 인식하여 사용자에게 유용한 정보를 제공하는 기능에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 따라서 휴대전화로 촬영된 동영상에서 문자 영역을 검출하기 위한 방법이 필요하다. 이를 위해 형태학적 연산을 이용하여 전처리를 수행한 다음, 전처리를 수행한 영상에 대해 변형된 k-means 군집화를 이용하여 이진영상을 얻어낸 후, 연결 요소 (Connected component) 분석 및 문자 특성을 이용한 방법들을 적용하여 문자후보 영역을 검출하고, 일정 시간 내 문자 후보 영역의 검출 빈도를 조사하여 문자 영역 검출의 정확도를 높이는 방법을 제안한다. 휴대전화 동영상을 대상으로 한 실험 결과를 통해 제안하는 방법은 정확도와 회수율이 모두 뛰어난 효과적인 문자 영역 검출 방법임을 확인할 수 있다.