히스토그램 분포 분류를 통한 효율적인 세포 이미지 분할 시스템

조미경,Cho, Migyung 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.2

세포 분할 작업은 세포 이미지의 배경으로부터 세포 영역을 추출하는 작업으로 배양과정에 있는 살아있는 세포를 이미지화하여 분석하는 바이오 이미징 분야에서 기초적인 작업들 중 하나이다. 선명한 이미지의 경우 바이모덜 히스토그램 분포를 가지므로 Otsu와 같은 전역임계값 알고리즘을 이용하여 쉽게 세포분할 작업을 수행할 수 있지만 희미한 이미지의 경우는 정확한 세포 분할을 하기가 어렵다. 본 논문에서는 입력된 세포이미지의 히스토그램을 분석하여 히스토그램 분포에 따라 분류한 후 바이모덜 분포를 가지는 이미지의 경우 전역임계값 알고리즘을 적용하고 유니모덜 분포를 가지는 이미지의 경우 영역을 분할하여 부분 영역별로 다른 임계값을 적용하는 새포 분할 시스템을 개발하였다. 실험결과 제안한 시스템은 바이모덜 분포를 가지는 세포이미지 뿐만 아니라 유니모덜 분포를 가지는 세포 이미지에 대해서도 정확한 세포 분할 작업을 수행하였다. Cell segmentation which extracts cell objects from background is one of basic works in bio-imaging which analyze cell images acquired from live cells in cell culture. In the case of clear images, they have a bi-modal histogram distribution and segmentation of them can easily be performed by global threshold algorithm such as Otsu algorithm. But In the case of degraded images, it is difficult to get exact segmentation results. In this paper, we developed a cell segmentation system that it classify input images by the type of their histogram distribution and then apply a proper segmentation algorithm. If it has a bi-modal distribution, a global threshold algorithm is applied for segmentation. Otherwise it has a uni-modal distribution, our algorithm is performed. By experimentation, our system gave exact segmentation results for uni-modal cell images as well as bi-modal cell images.

복수조직 구성원들의 상호통신을 위한 유무선 통합 웹 메신저 개발

조미경,김정인,Cho, Migyung,Kim, Jungin 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.5

대부분의 스마트폰 이용자들이 모바일 인스턴트 메신저를 매일 사용하는 것으로 조사될 만큼 모바일 네트워크는 필수적인 상호통신의 도구가 되었다. 본 논문에서는 회사 내 구성원들의 상호통신을 위해 데스크 탑 컴퓨터에서 보편적으로 사용되고 있는 사내 메신저를 다양한 플랫폼을 가진 각종 모바일 장치들과 데스크 탑 컴퓨터에서 공통적으로 사용할 수 있도록 유무선 통합 웹 메신저로 개발하였다. 독립된 여러 회사를 복수조직이라 정의하고, 복수 조직을 하나의 메신저로 묶어 복수 조직의 구성원들이 서로 통신해야 되는 특수한 형태의 회사 조직을 대상으로 개발하였다. 따라서 특정 부서의 보안을 위해 웹 메신저 내 서로 다른 조직의 특정 부서로의 접근을 제한하는 기능이 있다. 개발된 웹 메신저는 안드로이드, iOS 플랫폼 및 데스크 탑 기반의 다양한 웹브라우저들에서 매우 안정적으로 작동하였다. Mobile network has become an essential tool for mutual communications, so a survey research published that most of the smartphone users use Mobile Instant Messenger every day. In this paper, we developed a wire-wireless integrated web messenger that can be used in various platform of mobile devices and desktop computer for communicating between users of some companies. We defined a multi-organization as several independent companies. Our web messenger was developed for communicating of users of a multi-organization. So one of functions of our web messenger is to restrict access to some particular departments in each company for the security of their company. Developed web messenger worked reliably from variety of web browsers on most of platforms such as android, iOs and desktop computers.

서버 클라이언트 기반의 실시간 마이크로칩 형광 이미지 분석 시스템 개발

조미경,심재술,Cho, Migyung,Shim, Jaesool 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.5

In the field of clinical medicine and research, the analysis of such as protein and DNA at the molecular level and even at the cell level are necessary for disease diagnosis and treatment. In many cases, a real time image of samples is needed for the accurate analysis and manipulation of samples since experimental samples are degenerated with time. In this research, a three-dimensional fluorescence microscope device was developed for taking images of protein and DNA inside a single cell and the server-client based image analysis system was made for an integrated management of the real-time images taken from the microscope device. The system consists of a fluorescent measurement device, the associated software and a client program on smartphone. The developed system allows doctors or experimental managers to receive and look at the real-time experimental images taken from the samples of patients anywhere in the emergency, to analyze results and to instantly diagnose the disease and to transfer the results to the patients. As a result, the system is able to be utilized in the implementation of ubiquitous health as well. 임상 의료 분야에서 질병 진단 및 치료를 위해서는 분자 수준(프로틴, DNA 등)의 크기 뿐만 아니라, 세포 수준에 대한 분석이 필요하다. 많은 경우 실험 샘플이 시간에 따라 변질되기 때문에 정확한 분석을 위해서는 빠른 분석과 실시간 데이터가 필요하다. 본 연구에서는 나노 마이크로 크기의 세포내 단백질이나 DNA의 변화 과정 등을 촬영할 수 있는 3차원 형광 관측 장치를 제작하고 이로부터 얻은 형광 이미지를 실시간 통합 관리 및 분석하기 위한 서버 클라이언트 기반의 형광 이미지 분석 시스템을 구축하였다. 시스템은 형광 관측 장치와 소프트웨어 그리고 형광 이미지를 실시간으로 분석할 수 있는 모바일 프로그램으로 구성된다. 개발된 시스템은 의료인이 시공간의 제약 없이 응급환자의 샘플에서 획득한 형광이미지를 실시간으로 전송받아 분석 및 진단을 내릴 수 있도록 해 주므로 유비쿼터스 헬스 구현에 활용할 수 있다.

대장 종양 분류를 위한 샘 구조물 자동 분할 알고리즘

조미경(Migyung Cho),이혜경(Hyekyung Lee),조환규(Hwan Gue Cho) 한국정보과학회 2018 정보과학회논문지 Vol.45 No.6

대장의 선종 및 선암은 가장 흔한 종양 중 하나로 주로 샘 구조물의 구조적 외관과 세포형태의 변화에 기초하여 진단이 이루어진다. 이러한 진단은 각 병리의사의 주관과 객관에 의하며 좀 더 나은 객관적 결과와 재현성을 위해 샘 구조물에서 의미 있는 특징을 추출하고자 하는 많은 연구가 진행 중이다. 샘 구조물의 특징을 추출하기 위해 샘 구조물을 수동적으로 분할하는 것은 노동집약적인 작업으로 많은 시간과 때로는 어려움이 발생한다. 이러한 문제점들로 인해 샘 구조물의 형태를 정량화하기 위한 자동화된 접근법이 필요하다. 본 논문에서는 샘 구조물의 형태를 정량화하기 위해 정상과 변형이 시작된 초기 단계의 샘 구조물을 분할하기 위한 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘은 k-means 클러스터링에 의해 얻은 적응적 임계값을 순차적으로 적용하여 이진화작업과 필터링 작업을 수행하고 그 결과로 얻은 이미지의 경계선을 추출하고 결합하여 샘 구조물의 바깥쪽 방향과 안쪽 방향 모두에서 샘 구조물을 찾아가는 방식으로 분할한다. 제안된 알고리즘을 병원에서 사용하는 영상에 적용한 결과 95%이상의 정확도를 보여주었다. 또한 레벨 셋 기반 알고리즘에 비해 수행속도가 현저히 빠르므로 매우 실용적인 알고리즘이라고 할 수 있다. Adenoma and adenocarcinoma of the colon are one of the most common tumors, and diagnoses are based mainly on the structural appearances and changes in cell morphology of the glandular structures. Each diagnosis is based on subjectivity and objectivity of each pathologist, and many studies are under way to extract meaningful features from the glandular structure for better objective results and reproducibility. Passive segmentation of glandular cells to extract structural features is a labor-intensive task performed over many hours and with some difficulties. These problems require an automated approach to quantify the shapes of glandular cells. In this paper, we have developed an algorithm for segmentation of glandular cells to quantify their shapes in the benign and initial stages of deformation signifying the onset of disease. The algorithm sequentially applies adaptive thresholds obtained by k-means clustering and obtains binary images by thresholding and filtering methods. We extract boundary information from binary images and combine several boundary information, and then we search for glandular cells, both in the outward direction and inward direction from the boundary information. Applying the proposed algorithm to clinical images showed more than 95% accuracy. In addition, it is a very practical algorithm because it is much faster than the level-set based algorithms.

DEM을 이용한 입자 혼합 시뮬레이션과 혼합지수들의 성능 비교

조미경(Migyung Cho) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.2

식품, 약학 분야 등 많은 산업 분야에서 다른 특징을 가지는 분자 알갱이들을 잘 혼합하는 것은 중요한 작업이다. 컴퓨터 시뮬레이션의 발달로 적정 수준의 혼합 상태를 얻기 위해 먼저 시뮬레이션을 통한 최적의 혼합 조건들을 찾는 작업이 보편화되고 있다. 이에 따라 시뮬레이션 과정에서 혼합 상태를 측정할 수 있는 혼합 지수에 대한 필요성이 증가하고 있다. 현재까지 많이 사용되는 혼합 지수는 두 가지 종류로 분류되는데 첫째는 샘플링을 통한 통계적 기반의 방법이고 두 번째는 전체 입자들을 모두 사용하여 혼합 지수를 계산하는 방법이다. 본 논문에서는 DEM 시뮬레이션으로 입자들을 혼합하는 과정에서 획득한 데이터에 대해 다양한 혼합 지수들을 계산하여 각 혼합 지수들의 성능과 장단점을 비교 분석하였다. 이로써 적절한 혼합지수를 선택하여 사용할 수 있는 실험적 정보를 제시하고자 한다. Mixing of molecular grains having different characteristics is very important in many industries such as the food and pharmaceutical industries. With the development of computer simulations, it is common practice to find the optimal mixing conditions through a simulation before the actual mixing task to estimate the proper level of mixing. Accordingly, there has been an increasing need for a mixing index to measure the mix of particles in the simulation process. Mixing indices, which have been widely used so far, can largely be classified into two types: first is the statistical-based mixing index, which is prepared using the sampling method, and the second is the mixing index that is prepared using all the particles. In this paper, we calculated mixing indices in different ways for the data in the course of mixing the particles using the DEM simulation. Additionally, we compared the performance, advantages, and disadvantages of each mixing index. Therefore, I propose a standard that can be used to select an appropriate mixing index.

오목 정점을 이용한 셀 및 클러스터 구분과 계수

조미경(Migyung Cho),심재술(Jaesool Shim),김진석(Jinseok kim),문상준(Sangjun Moon) 한국정보과학회 2011 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.38 No.1C

셀 트래킹의 목적은 셀의 이동(translocation), 분할(mitosis), 통합(fusion), 아포토시스(apoptosis), 셀의 모양 변형, 셀들 간의 상호 작용 등을 포함하는 모든 셀의 행동들을 분석하기 위한 것이다. 셀은 시간이 경과함에 따라 새롭게 나타나기도, 죽기도 하며 한 개 이상의 셀이 부분적으로 겹쳐 클러스터를 형성하기도 하고 클러스터는 다시 여러 개의 셀로 분리되기도 한다. 본 연구에서는 현미경으로부터 얻은 이미지에서 셀 트래킹을 위한 이미지 처리 방법과 오목 정점을 이용하여 셀과 클러스터를 구분하여 계수하는 방법을 제시한다. 또한 타원 근사법(ellipse fitting)을 통해 클러스터를 몇 개의 셀로 분리하기 위한 방법을 제시하고 결과를 분석한다.