가시성 그래프와 A* 알고리즘을 이용한 3D game에서의 효율적인 경로 탐색.

정동민 ( Dongmin Jung ),김형일 ( Hyoungil Kim ),김준태 ( Juntae Kim ),엄기현 ( Kyhyun Um ),조형제 ( Hyungje Cho ) 한국정보처리학회 2004 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.11 No.1

본 논문에서는 Navigation Mesh로 이루어진 3D 게임에서 가시성 그래프(Visibility Graph)와 A* 알고리즘을 혼용한 효율적인 경로 탐색 방법을 제안한다. Navigation Mesh로 지형을 생성할 때 이동에 꼭 필요한 Mesh로만 최대한 단순하게 지형을 구성하는 경우에는 경로 탐색을 위하여 A* 알고리즘을 적용할 수 있으나, 일반적으로 세밀하게 구성된 Navigation Mesh에서 A* 알고리즘을 적용할 경우 탐색할 공간이 많아지기 때문에 경로 탐색이 매우 비효율적이 된다. 세밀하게 구성된 Navigation Mesh에서도 효율적인 탐색을 하기 위해서 본 논문에서는 가시성 그래프를 이용하여 탐색 공간을 줄이는 방법을 사용하였다. 장애물들의 정점을 찾아 반드시 통과하여야 하는 mesh 들을 선정하고 A*의 휴리스틱 함수를 이 mesh들을 지나가는 거리로 정의함으로써 기본적인 A* 알고리즘을 수행하는 것보다 탐색을 위하여 방문하는 mesh들의 수를 현저히 줄일 수 있었다.

Yonsei Cancer Center QA Set을 이용한 6DoF Couch의 이동 정확성 검증

정동민,박효국,윤종원,이상규,김주호,조정희,Jung, Dongmin,Park, Hyokuk,Yoon, Jongwon,Lee, Sangkyu,Kim, Jooho,Cho, Jeonghee 대한방사선치료학회 2017 대한방사선치료학회지 Vol.29 No.1

목 적: 영상유도를 통한 6DoF Couch의 이동 정확성의 검증을 위해 QA Set을 제작하였고, 그 유용성을 평가하였다. 대상 및 방법: 6DoF Couch와 CBCT가 설치된 두 대의 선형가속기를 대상으로 하였으며, 자체 제작한 YCC QA Set을 이용하여 수평수직(Translation; TX, TY, TZ)과 회전(Rotation, Pitch; RX, Roll; RY, Yaw; RZ) 여섯방향의 Off-Set 값이 설정된 Penta-Guide Phantom의 CBCT영상을 각각 15회에 걸쳐 획득하였다. 이를 통해 기준영상(Reference Image)과 보정영상(Registration Image)을 비교하였으며, 보정된 6DoF Couch의 이동정확성을 실측하여 오차를 분석하였다. 결 과: 기준영상과 보정영상의 Air Cavity에 해당하는 Pixel들은 모두 30에서 66 사이에 포함되어 보정정확도가 높게 나타났다. 6DoF Couch의 Off-set의 보정 결과 값과 실측치의 비교에서 수평수직방향의 오차는 TX방향은 $0.25{\pm}.18mm$ TY방향은 $0.25{\pm}.25mm$ TZ방향에서 $0.36{\pm}.2mm$로 나타났다. 그리고 회전방향의 오차는 RX방향은 $0.18{\pm}.08^{\circ}$ RY방향은 $0.26{\pm}.09^{\circ}$ RZ방향에서 $0.11{\pm}.08^{\circ}$로서, 임의의 값에 대하여 정확하게 보정되었다. 결 론: YCC QA Set을 이용해 매우 간단한 방법으로 6DoF Couch의 수평수직방향뿐 아니라 회전방향의 오차에 대한 검증을 할 수 있었으며, 이는 6DoF Couch의 Daily IGRT QA를 수행함에 있어서 유용할 것이라 사료된다. Purpose: A QA Set was established to verify the movement accuracy of image-guided 6DoF Couch and to evaluate its usefulness. Materials and Methods: Two sets of linear accelerators equipped with 6DoF Couch and CBCT were used. Using the established QA Set, each CBCT image was obtained over 15 times through the Penta-Guide Phantom installed with off-set shift values along six translational (Translation; TX, TY, TZ) and rotational (Rotation, Pitch; RX, Roll; RY, Yaw; RZ) directions. Using this method, we compared the reference image and the registration image, and we analyzed the error calculated by measuring the positional accuracy of the modified 6DoF Couch. Results: The Air Cavity corresponding to the Pixel of the reference image and the registration image were all contained between 30 and 66, and the revealing high registration accuracy. Error between the modified off-set value of 6DoF Couch and the measured value along translational directions were $0.25{\pm}0.18mm$ in the TX direction, $0.25{\pm}0.25mm$ in the TY direction, and $0.36{\pm}0.2mm$ in the TZ direction. Misalignments along the rotational axis were $0.18{\pm}0.08^{\circ}$ in the RX direction, $0.26{\pm}0.09^{\circ}$ in the RY direction, and $0.11{\pm}0.08^{\circ}$ in the RZ direction, it was corrected precisely for any value. Conclusion: Using the YCC QA Set, we were able to verify the error of 6DoF Couch along both the translational and rotational directions in a very simple method. This system would be useful in performing Daily IGRT QA of 6DoF Couch.

실시간 SAR 영상형성을 위한 고속 FFT 프로세서의 FPGA 구현

정동민(Dongmin Jeong),최영웅(Yeongung Choi),정윤호(Yunho Jung) 대한전자공학회 2021 대한전자공학회 학술대회 Vol.2021 No.6

실시간 SAR 영상 생성을 위한 Range Doppler 알고리즘의 FPGA 기반 가속화

정동민(Dongmin Jeong),이우경(Wookyung Lee),정윤호(Yunho Jung) 한국전기전자학회 2021 전기전자학회논문지 Vol.25 No.4

본 논문에서는 실시간 SAR (synthetic aperture radar) 영상 생성을 위한 RDA (range Doppler algorithm)의 FPGA 기반 가속화 기법을 제안한다. RDA의 연산 과정인 거리 및 방위 압축 연산을 가속하기 위한 시스토릭 어레이 구조 기반 정합 필터와 RCM (range cell migration)을 보상해 주기 위한 고속의 sinc 보간 연산기의 하드웨어 구조를 제시하고, Xilinx Alveo FPGA에 다채널 커널 형태로 구현하여 가속을 진행하였다. 제안된 구조의 하드웨어를 사용하여 4096×4096 크기의 영상 생성 시간을 측정한 결과, Nvidia RTX3090 GPU를 사용하여 SAR 영상을 생성하는 시간보다 약 2배 가속이 가능함을 확인하였다. 또한, 제안된 가속 하드웨어는 60,247개의 CLB LUT, 103,728개의 CLB register, 20개의 block RAM tile과 592개의 DPS로 구현 가능하며, 최대 동작속도는 312 ㎒임을 확인하였다. In this paper, an FPGA-based acceleration scheme of range Doppler algorithm (RDA) is proposed for the real time synthetic aperture radar (SAR) imaging. Hardware architectures of matched filter based on systolic array architecture and a high speed sinc interpolator to compensate range cell migration (RCM) are presented. In addition, the proposed hardware was implemented and accelerated on Xilinx Alveo FPGA. Experimental results for 4096×4096-size SAR imaging showed that FPGA-based implementation achieves 2 times acceleration compared to GPU-based design. It was also confirmed the proposed design can be implemented with 60,247 CLB LUTs, 103,728 CLB registers, 20 block RAM tiles and 592 DPSs at the operating frequency of 312 ㎒.

표면위치표지자를 적용한 정위적 부분유방방사선치료의 유용성 평가

김종열,정동민,김세영,유현종,최정환,박효국,백종걸,이상규,조정희,Kim, JongYeol,Jung, DongMin,Kim, SeYoung,Yoo, HyunJong,Choi, JungHoan,Park, HyoKuk,Baek, JongGeol,Lee, SangKyu,Cho, JeongHee 대한방사선치료학회 2021 대한방사선치료학회지 Vol.33 No.-

Purpose: The goal of this study is to evaluate usefulness of noninvasive method instead of previous inserting Fiducial Marker Method when performing Stereotactic Partial Breast Irradiation in CyberKnife. Material and methods: For consistency of Imaging Center, we evaluated both oblique images at angle 45 and 315 acquired from 2D Simulator and CyberKnife quantitatively through dice similarity coefficient. Also, location reproducibility of Surface Fiducial Marker was analyzed from 2D Simulator, treatment plans and CyberKinfe images by using 8 Fiducial Markers made of gold attached to ATOM Phantom based on our institution's protocols. Results: The results of the estimated consistency were 0.87 and 0.9 at the oblique angle 45 and 315, respectively. For location consistency of Surface Fiducial Markers, values of horizontal vertical direction of left breast were Superior/Inferior 0.3 mm, Left/Right -0.3 mm, Anterior/Posterior 0.4 mm, and the values of rotational direction were Roll 0.3 °, Pitch 0.2 °, Yaw 0.4 °. The values of horizontal vertical direction of right breast were Superior/Inferior -0.1 mm, Left/Right -0.1 mm, Anterior/Posterior -0.1 mm, and the values of rotational direction were Roll 0.2°, Pitch 0.1°, Yaw 0.1°. Conclusions: We expect that the protocols used by Surface Fiducial Markers when performing Stereotactic Partial Breast Irradiation in CyberKnife will provide protection from pain and cut expenses for treatment and reduce treatment errors and make treatment more accurate by suggesting treatment protocols based on high consistency of Imaging Center and reproducibility of Fiducial Markers. 목 적: 사이버나이프를 이용한 정위적 부분유방방사선치료(Stereotactic Partial Breast Irradiation) 시 기존의 침습적인 위치표지자(Fiducial Marker) 삽입 방식이 아닌 비침습방식에 대한 유용성을 평가 하고자 한다. 대상 및 방법: 본 연구를 위한 영상 중심(Imaging Center)의 일치도는 2D모의치료기와 사이버나이프의 양사방향(Both oblique, 45 °, 315 °) 영상 획득 후 다이스 유사 계수를 통해 정량적으로 평가하였다. 표면위치표지자의 위치 재현성은 본원 프로토콜을 기반으로 ATOM Phantom 표면에 금 재질의 위치표지자 8개를 부착하고 2D모의치료와 치료계획, 사이버나이프 영상을 분석하여 평가 하였다. 결 과: 영상 중심의 일치도 평가결과는 양사방향(45 °, 315 °)에서 각각 0.87, 0.9 였다. 표면위치표지자의 재현성 평가 결과 좌측 유방은 수평수직방향 Superior/Inferior 0.3 mm, Left/Right -0.3 mm, Anterior/Posterior 0.4 mm, 회전 방향 Roll 0.3 °, Pitch 0.2 °, Yaw 0.4 ° 로 나타났다. 우측 유방은 수평수직방향 Superior/Inferior -0.1 mm, Left/Right -0.1 mm, Anterior/Posterior -0.1 mm 회전 방향 Roll 0.2 °, Pitch 0.1 °, Yaw 0.1 ° 로 나타났다. 결 론: 사이버나이프를 이용한 정위적 부분유방암방사선치료 시 표면위치표지자의 비침습 트로토콜을 기반으로 통증 및 감염 등의 예방과 전처치 시간을 줄이고 환자의 경제적 부담을 경감 할 수 있었으며, 영상 중심의 높은 일치도 및 위치표지자의 재현성을 바탕으로 치료에 유용할 것으로 사료된다.

가시성 검사를 이용한 3차원 게임에서의 효율적인 경로 탐색

김형일(Hyungil Kim),정동민(Dongmin Jung),엄기현(Kyhyun Um),조형제(Hyungje Cho),김준태(Juntae Kim) 한국멀티미디어학회 2006 멀티미디어학회논문지 Vol.9 No.11

내접원을 이용한 3D게임에서의 이동경로 곡선화

김형일(Hyoungil Kim),정동민(Dongmin Jung),김준태(Juntae Kim),엄기현(Kyhyun Um),조형제(Hyungje Cho) 한국정보과학회 2003 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.30 No.2Ⅰ

본 논문에서는 3D게임에서 삼각형 내접원을 이용한 이동경로의 곡선화를 제안한다. 일반적으로 게임에서는 맵(map)을 형성하기 위해 그리드(grid) 방식을 채택한다. 그러나 그리드 방식은 지형을 형성할 때 격자를 이용하므로 자연스러운 맵을 형성하기 어려우며, 세밀한 묘사를 위해서는 많은 수의 격자를 이용하여야함으로 경로탐색 시 연산시간과 메모리에 부담을 준다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 웨이포인트(waypoint)를 이용하여 이동경로를 설정하기도 하지만, 이러한 방법은 게임디자이너가 웨이포인트를 미리 설정하여야한다는 단점이 뒤따른다. 근래에는 이러한 문제점 해결을 위해 네비게이션 메쉬(navigation mesh)를 이요하기도 한다. 네비게이션 메쉬를 이용하면 맵을 간소화할 수 있고 빠른 자동 경로탐색을 이룰 수 있다. 그러나 이러한 네비게이션 메쉬에서 A* 알고리즘을 적용하여도 이동경로는 꺾은 선으로 나타나게 되어 현실감을 떨어뜨리는 원인으로 작용된다. 이러한 이동경로의 곡선화 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 삼각형 내접원을 이용하여 이동경로의 곡선화를 이루었다.

좌측 유방에 대한 용적 변조 회전 방사선 치료 시 자세 오차로 인한 피부 선량

권용재,박령황,김세영,정동민,백종걸,조정희,Kwon, Yongjae,Park, Ryeunghwang,Kim, Seyoung,Jung, Dongmin,Baek, Jonggeol,Cho, Jeonghee 대한방사선치료학회 2021 대한방사선치료학회지 Vol.33 No.-

목 적: 방사선 피부염은 유방암 방사선 치료로 인해 발생하는 가장 흔한 부작용 중 하나로 본 연구는 자세오차에 따른 피부선량 차이를 분석하여 방사선 치료 부작용을 줄이고자 한다. 대상 및 방법 : 3D 프린터를 이용하여 유방 모형을 제작하고, 그것을 팬텀에 적용하였으며, 컴퓨터단층촬영을 통해 영상을 획득하였다. 처방선량의 95%가 들어가는 치료계획용적이 체적의 95%이상이 될 수 있도록, Dmax가 처방선량의 107%넘지 않게 치료계획하였다. 자세오차는 X축, Y축, Z축으로 ±1mm/±3mm/±5mm를 동일하게 적용하여 비교평가하였다. 결 과 : 자세오차 시 피부선량의 변동성은 처방선량 대비 약 106%에서 약 123%였으며 가장 큰 피부선량의 증가는 X축의 바깥쪽(lateral) 방향 5mm 자세오차에서 49.24 Gy였다. 처방선량 대비 107%이상의 영역은 skin lateral에서 6.87 cc로 가장 넓게 나타났다. 결 론 : 좌측 유방암 용적 변조 회전 방사선 치료 시 자세오차가 일어났을 경우 X축의 바깥쪽 방향에서 처방선량 대비 가장 큰 피부선량의 차이가 나타났다. 이를 통해 치료실 CBCT 정합 시 치료받는 쪽 유방의 Y축, Z축을 정합하는 것도 물론 중요하지만 X축을 정합하는데 더 노력한다면 치료 간 피부선량의 변동성을 더 줄이기 위한 효과적인 방법으로 사료된다. Purpose: This study aims to contribute to the reduction of complications of breast cancer radiation therapy by analyzing skin dose differences due to Set-up error. Materials and Method: Pseudo breast was produced using a 3D printer, applied to the phantom, and images were acquired through CT. Treatment plan was carried out that the PTV, which contains 95% of the prescription dose, could be more than 95% of the volume, so that Dmax did not exceed 107% of the prescription dose. The Set-up error was evaluated by applying ±1mm/±3mm/±5mm to the X-axis, Y-axis, and Z-axis. Results: The dose-variation in skin due to Set-up error was approximately 106% to 123% compared to prescription dose, and the highest dose in skin was 49.24 Gy at 5mm Set-up error in the lateral direction of the X-axis. More than 107% of the prescription dose was the widest at 6.87 cc in skin lateral. Conclusions: If a Set-up error occurs during left breast cancer VMAT, a great difference in skin dose was shown in the lateral direction of the X-axis. If more effort is made to align the X-axis of the breast treated during CBCT registration, the dose-variation of skin will be reduced.