• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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• pp.104-107
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• 2004

본 연구에서는 다중영상 획득용 두뇌팬텀을 사용하여 CT, MR, 그리고 PET영상을 획득하였으며, 이를 정합대상으로 하여 해부학적 영상과 핵의학 기능영상과의 정합을 실시하였다. 정합 알고리즘으로는 현재 널리 사용되고 있는 'Chamfer Matching' 알고리즘과 Mutual Information Maximization' 알고리즘을 이용하였고, 기존 연구에서 타당성이 검증된 정합 프로그램을 사용하였다. 정합 결과, CT-MR, CT-PET, MR-PET세 가지 정합경우에 대하여 두 알고리즘 모두 효과적인 방법임을 알 수 있었으나, 저해상도의 핵의학 영상인 PET과의 정합에선 Mutual Information Maximization'알고리즘이 더 효과적인 방법임을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.28-34
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• 2020

본 논문에서는 라이다(LIDAR) 센서와 일반 카메라 (RGB 센서)가 획득한 영상들을 정합하고, 일반 카메라가 획득한 컬러 영상에 해당하는 깊이맵을 생성하는 방법을 제시한다. 본 연구에서는 Slamtec사의 RPLIDAR A3 와 일반 디지털 카메라를 활용하고, 두 종류의 센서가 획득 및 제공하는 정보의 특징 및 형태는 서로 다르다. 라이다 센서가 제공하는 정보는 라이다부터 객체 또는 주변 물체들까지의 거리이고, 디지털 카메라가 제공하는 정보는 2차원 영상의 Red, Green, Blue 값이다. 두 개의 서로 다른 종류의 센서를 활용하여 정보를 정합할 경우 객체 검출 및 추적에서 더 좋은 성능을 보일 수 있는 가능성이 있고, 자율주행 자동차, 로봇 등 시각정보처리 기술이 필요한 영역에서 활용도가 높은 것으로 기대한다. 두 종류의 센서가 제공하는 정보들을 정합하기 위해서는 각 센서가 획득한 정보를 가공하고, 정합에 적합하도록 처리하는 과정이 필요하다. 본 논문에서는 두 센서가 획득하는 정보들을 정합한 결과를 제공할 수 있는 전처리 방법을 실험 결과와 함께 제시한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.597-602
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• 2016

In image guided surgery, a patient registration process is a critical process for the successful operation, which is required to use pre-operative images such as CT and MRI during operation. Though several patient registration methods have been studied, we concentrate on one method that utilizes 3D surface measurement data in this paper. First, a hand-held 3D surface measurement device measures the surface of the patient, and secondly this data is matched with CT or MRI data using optimization algorithms. However, generally used ICP algorithm is very slow without a proper initial location and also suffers from local minimum problem. Usually, this problem is solved by manually providing the proper initial location before performing ICP. But, it has a disadvantage that an experience user has to perform the method and also takes a long time. In this paper, we propose a method that can accurately find the proper initial location automatically. The proposed method finds the proper initial location for ICP by converting 3D data to 2D curvature images and performing image matching. Curvature features are robust to the rotation, translation, and even some deformation. Also, the proposed method is faster than traditional methods because it performs 2D image matching instead of 3D point cloud matching.

• 대한치과보철학회지
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• 제57권3호
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• pp.219-224
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• 2019

목적:컴퓨터 가이드 임플란트 수술에서 방사선 영상과 디지털 영상과의 정합은 필수적인 과정이다. 본 연구의 목적은 마이크로스크류의 사용이 가이드 수술을 위한 영상정합 과정에서 작업시간과 술자편의성에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 재료 및 방법: 연구모형의 제작을 위해 Kennedy class I 하악 덴티폼에 마이크로스크류 2개를 후구치 삼각 부위에 식립 후 컴퓨터 단층촬영과 디지털 스캔을 통해 방사선 영상과 스캔 영상을 획득하였다. 영상들은 잔존 치아 부위만을 이용하는 방법과 치아와 마이크로스크류를 이용하는 방법을 이용하여 12명의 술자에 의해 중첩되었다. 이 중첩된 영상에 대하여 작업시간, 술자편의성, 만족도의 자료가 수집되고, Mann-Whitney U test을 통해 분석되었다. 결과: 작업시간은 영상정합 조건 사이에 통계학적인 차이가 없었다 (P > .05). 술자편의성과 만족도는 치아와 마이크로스크류를 이용하는 방법에서 잔존 치아 부위만을 이용하는 방법보다 높았다 (P < .001). 결론: 영상정합에서 마이크로스크류의 이용은 작업시간의 단축에는 영향을 미치지 않지만 술자편의성과 만족도는 향상시킨다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제44권4호
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• pp.149-155
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• 2019

Background: Magnetic resonance (MR) image guided radiation therapy system, enables real time MR guided radiotherapy (RT) without additional radiation exposure to patients during treatment. However, MR image lacks electron density information required for dose calculation. Image fusion algorithm with deformable registration between MR and computed tomography (CT) was developed to solve this issue. However, delivered dose may be different due to volumetric changes during image registration process. In this respect, synthetic CT generated from the MR image would provide more accurate information required for the real time RT. Materials and Methods: We analyzed 1,209 MR images from 16 patients who underwent MR guided RT. Structures were divided into five tissue types, air, lung, fat, soft tissue and bone, according to the Hounsfield unit of deformed CT. Using the deep learning model (U-NET model), synthetic CT images were generated from the MR images acquired during RT. This synthetic CT images were compared to deformed CT generated using the deformable registration. Pixel-to-pixel match was conducted to compare the synthetic and deformed CT images. Results and Discussion: In two test image sets, average pixel match rate per section was more than 70% (67.9 to 80.3% and 60.1 to 79%; synthetic CT pixel/deformed planning CT pixel) and the average pixel match rate in the entire patient image set was 69.8%. Conclusion: The synthetic CT generated from the MR images were comparable to deformed CT, suggesting possible use for real time RT. Deep learning model may further improve match rate of synthetic CT with larger MR imaging data.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.37-49
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• 2001

본 논문에서는 다중 모달리티 영상으로부터 상호보완적인 정보를 추출하여 통합된 형태로 표현하기 위하여 다해상도 영상정합을 위한 상호정보 최적화 방법을 제안한다. 본 방법은 두 영상이 기하학적으로 정렬되면 명암도 유사성 측정을 위한 평가함수인 상호정보가 최대화된다는 가정 하에 두 영상에서 대응되는 화소 명암도간 통계적 의존관계나 정보중복성을 계산하여 영상간 변환관계를 추정하여 정합한다. 실험결과로는 뇌 자기공명영상과 뇌 전산화단층 촬영영상을 사용하여 육안평가를 통한 정확성 측면과 초기조건 변화와 잡음 첨가를 통한 견고성 측면으로 검증한다. 본 방법은 표면이나 특징 부위 추출에 의한 정합이 아닌 영상 자체 정보를 사용함으로써 사용자와의 빈번한 상호작용을 줄이며 비모수화 밀도추정으로 기존 평가함수보다 견고하게 밀도추정이 가능하다. 또한 다해상도 기법을 적용한 확률적 최적화로 견고한 수렴을 유도한다.

• Journal of Korean Dental Science
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• 제12권2호
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• pp.39-47
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• 2019

Purpose: This study was aimed to evaluate whether the size of the changed area included in the registration area affects the validity of superimposition in three-dimensional (3D) images. Materials and Methods: Ten mannequin heads which were sectioned to simulate maxillary and mandibular setback surgery were used. A total of 30 images, including 10 initial images, 10 images after moving both middle and lower faces, and 10 images after moving only lower face, were obtained. The 9 landmarks which consisted of the bilateral and midline landmarks of the upper, middle, and lower faces respectively were used. Each 3D image obtained after simulation was superimposed 3 times according to the different 3 registration areas. The one-way ANOVA and posthoc analysis were performed. Result: In the case of moving middle and lower faces, there was no significant difference in all markers when superimposition was performed based on no changed area and forehead area. However, in the case of superimposition by the whole face, all measurements showed a significant difference (P<0.05) except for Pn (P>0.05). In the case of moving only lower face, all measurements did not show a significant difference regardless of the registration area. Conclusion: The validity of 3D superimposition in 3D images could be affected by the size of changed areas included in the registration area. In the postoperative evaluation of mandibular surgery, the registration area does not affect the accuracy of the 3D superposition. However, after the maxilla-mandibular surgery, the registration area should be set except for the changed soft tissue.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.700-707
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• 2013

본 논문에서는 시간차 흉부 CT 영상의 폐 실질 비강체 정합을 위하여 영역 이진화 모델링과 지역적 변형 모델을 이용한 정합 기법을 제안한다. 제안 기법은 먼저 폐 혈관과 실질을 분할하고, 영역 이진화 모델링을 수행하여 두 영상 사이의 밝기값의 차이에 따른 정합 오차를 최소화 한다. 다음으로 초기 정합 기법으로 두 폐 표면을 전역적으로 정렬하고, 지역적 변형 변환 모델을 제안하여 비강체 정합을 수행한다. 또한, 정합 후 감산된 시간에 따른 밝기값 차이가 미리 정의된 칼라 맵을 이용하여 가시화 된다. 실험 결과는 제안기법이 10명의 환자에 대하여 최대호흡과 최소호흡 CT 영상에서 폐 실질을 정확하게 정합하였음을 보여주었다. 제안된 비강체 정합 기법은 폐 실질에 대한 정량적 분석 결과의 직관적인 칼라 매핑을 통하여 다양한 폐 질환의 정량적 분석에 유용하게 사용될 수 있다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제6권1호
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• pp.1-11
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• 2012

Computed tomography (CT) images are widely used for the analysis of the temporal evaluation or monitoring of the progression of a disease. The follow-up examinations of CT scan images of the same patient require a 3D registration technique. In this paper, an automatic and robust registration is proposed for the rigid registration of 3D CT images. The proposed method involves two steps. Firstly, the two CT volumes are aligned based on their principal axes, and then, the alignment from the previous step is refined by the optimization of the similarity score of the image's voxel. Normalized cross correlation (NCC) is used as a similarity metric and a downhill simplex method is employed to find out the optimal score. The performance of the algorithm is evaluated on phantom images and knee synthetic CT images. By the extraction of the initial transformation parameters with principal axis of the binary volumes, the searching space to find out the parameters is reduced in the optimization step. Thus, the overall registration time is algorithmically decreased without the deterioration of the accuracy. The preliminary experimental results of the study demonstrate that the proposed method can be applied to rigid registration problems of real patient images.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.1786-1792
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• 2007

본 논문에서는 ART-1 알고리즘을 이용한 개별코드 인식과 PCA 알고리즘을 적용한 주민등록증 인증방법을 제안한다. 주민등록증 영상에서 주민등록번호와 발행일을 추출하기 위하여 Sobel 마스크와 median 필터를 적용하였다. 잡음이 제거 된 영상에 수평 스미어링을 적용하여 주민등록번호와 발행일 영역을 추출하고 반복 이진화를 적용하여 이진 영상을 획득한 후, 이진화 과정에서 손실된 개별 코드의 영역을 복원하기 위해, 수직 스미어링을 적용한다. 영역이 복원된 영상에서 4 방향 윤곽선 추적 알고리즘을 적용하여 개별 코드를 추출하고 얼굴인증을 위해 주민등록증의 형태학적 특징과 얼굴후보 영역의 눈과 입의 위치 정보를 이용하여 얼굴영역을 추출한다. 추출된 주민등록번호와 발행일은 ART-1 알고리즘을 적용하여 주민등록 번호와 발행일을 인식하고 PCA 알고리즘을 적용하여 주민등록증 사진의 얼굴 영역을 인증한다. 제안된 주민등록증 인식 방법의 성능평가를 위해 원본 주민등록증 영상 25개를 대상으로 실험한 결과, 325개의 주민등록번호와 167개의 발행일 중에서 각각 323개와 166개가 인식되었다. 그리고 사진과 얼굴부분을 위조한 주민등록증 25에 대해 얼굴 인증을 실험한 결과, 얼굴 인증에 있어서 효율적인 것을 확인하였다.