치과 진료 시뮬레이션을 위한 3차원 치아의 재구성 시스템

허훈,최원준,채옥삼,Heo, Hoon,Choi, Won-Jun,Chae, Ok-Sam 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지B Vol.11 No.2

Recently, the dental information systems were rapidly developed in order to store and process the data of patients. But, these systems should serve a doctor a good quality information against disease for diagnostic and surgery purpose so as to success in this field. This function of the system it important to persuade patients to undergo proper surgical operation they needed. Hence, 3D teeth model capable of simulating the dental surgery and treatment is necessary Teeth manipulation of dentistry is performed on individual tooth in dental clinic. io, 3D teeth reconstruction system should have the techniques of segmentation and 3D reconstruction adequate for individual tooth. In this paper, we propose the techniques of adaptive optimal segmentation to segment the individual area of tooth, and reconstruction method of tooth based on contour-based method. Each tooth can be segmented from neighboring teeth and alveolar bone in CT images using adaptive optimal threshold computed differently on tooth. Reconstruction of individual tooth using results of segmentation can be manipulated according to user's input and make the simulation of dental surgery and treatment possible. 최근 치과 분야의 정보화는 환자자료와 진단영상의 취득과 관리 등을 포함하는 통합 정보화시스템으로써 급속히 발전되었다. 이러한 시스템이 성공하기 위해선 의사가 정확하게 질환을 진단하고 치료하도록 양질의 정보를 제공하며 환자들에게 필요한 고가의 치료를 효과적으로 설득할 수 있는 기능이 확보되어야 한다. 이러한 측면에서 치과분야 시뮬레이션이 가능한 3차원 재구성된 치아모델이 필요하다 치과분야의 치아조작은 대부분 개별 치아 단위로 이루어진다. 따라서 3차원 치아 재구성 시스템은 개변치아의 영역분할과 치아에 맞는 재구성기술이 요구된다. 본 논문에서 적응 최적 임계화를 사용한 치아단위 영역분할 방안과 분할된 경계를 사용한 윤곽선 기반방식의 치아 재구성방안을 제안한다. 즉, 연속된 CT영상에서 개별치아 영역을 정확히 분할하기 위해 슬라이스마다 적응적으로 결정된 최적의 임계치를 사용하여 각 치아를 인접한 이웃 치아와 치조골로부터 분리한다. 분할결과는 3차원 재구성되어 개별 치아를 조작하는 사용자의 입력에 따라 3차원 공간상에서 치아의 이동, 발거 동작을 바탕으로 치과 진료의 시뮬레이션을 가능하게 한다.

CT영상에서 개별 치아 분리를 위한 적응 최적 임계화 방안

허훈,채옥삼,Heo, Hoon,Chae, Ok-Sam 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.41 No.3

치과 분야에서는 치아교정이나 수술 시뮬레이션을 위해서 각 치아를 개별적으로 조작할 수 있는 3차원 치아모델이 필요하다. 치아 CT 영상으로부터 이러한 치아모델의 재구성을 위해서는 각 치아를 이웃한 치아나 치조골로부터 정확하게 분리할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 치아 영역을 효과적으로 분리하기 위한 영상정규화 방안과 최적임계화방안을 제안한다. 제안된 방법은 연속적인 CT 영상 슬라이스들에서 치아영역의 형태와 밝기는 점진적으로 변한다는 사실을 근거로 이전 슬라이스에서 추정된 임계치를 이용하여 현 슬라이스의 임시치아경계를 결정하고 이것을 바탕으로 보다 정확한 임계치를 계산한다. The 3D tooth model in which each tooth can be manipulated individualy is essential component for the orthodontic simulation and implant simulation in dental field. For the reconstruction of such a tooth model, we need an image segmentation algorithm capable of separating individual tooth from neighboring teeth and alveolar bone. In this paper we propose a CT image normalization method and adaptive optimal thresholding algorithm for the segmenation of tooth region in CT image slices. The proposed segmentation algorithm is based on the fact that the shape and intensity of tooth change gradually among CT image slices. It generates temporary boundary of a tooth by using the threshold value estimated in the previous imge slice, and compute histograms for the inner region and the outer region seperated by the temporary boundary. The optimal threshold value generating the finnal tooth region is computed based on these two histogram.

SrWO$_4$가 첨가된 (Sr$_{1-x}$Bax)(Mg$_{1/3}$Nb$_{2/3}$)O$_3$의 마이크로파 유전특성

허훈,박찬식,김경용,변재동,Heo, Hoon,Park, Chan-Sik,Kim, Kyoung-Young,Byun, Jae-Dong 한국세라믹학회 1999 한국세라믹학회지 Vol.36 No.3

SrWO4가 첨가된 (Sr1-xBax)(Mg1/3Nb2/3)O3의 마이크로파 유전특성에 관하여 조사하였다. 관찰된 조성영역에서 Sr(Mg1/3Nb2/3)O3과 Ba(Mg1/3Nb2/3)O3은 (Sr1-xBax)(Mg1/3Nb2/3)O3고용체를 형성하고 SrWO4의 첨가는 고용체의 소결성을 향상시켜 소결온도 155$0^{\circ}C$에서 상대밀도 97% 이상을 얻었다. 소결한 시편의 EDS분석결과, SrWO4의 첨가량이 많은 시편에서 2차상이 존재하는 것을 알수 있었다. 순수한 Sr(Mg1/3Nb2/3)O3에 SrWO4를 0.01 mole첨가하여 1550~1$600^{\circ}C$에서 소결한 시편의 유전특성은 $\varepsilon$r 30, Q$\times$fo$\geq$55000,$ au$f -23 ppm/$^{\circ}C$이었다. 0.01 mole SrWO4가 첨가된 (Sr1-xBax)(Mg1/3Nb2/3)O3 고용체의 유전율과 온도계숙가 x에 따라 점차적으로 계속 증가하였고 Q$\times$fo는 x$\leq$0.25에서 x에 따라 감소하고 x$\geq$0.3에서 다시 증가하였다. (Sr0.65Ba0.35)(Mg1/3Nb2/3)O3+0.01SrWO4의 조성을 갖는 시편에서 $\varepsilon$r 34.4, Q$\times$fo$\geq$55000,$\tau$f 0 ppm/$^{\circ}C$이었다.

다단 회로에서 테스트 불가능한 경로 검출을 위한 효율적인 알고리듬의 설계

허훈,황선영,Heo, Hoon,Hwang, Sun-Young 대한전자공학회 1997 電子工學會論文誌, C Vol.c34 No.3

This paper presents the design and implementation of an efficient algorithm for detecting untestable paths in multi-level circuits. Transforming multi-level circuit into a multiplexor-based one through BDD(binary decision diagram)construction, the proposed algorithm detects untestable paths in the transformed circuits. By constructing ENF (equivalent normal form) only for reconvergent paths, the proposed system detects and removes untestable paths efficiently in terms of the run-time and memory usage. Experimental results for MCNC/ISCAS benchmark circuits show that the system efficiently detects and removes untestable paths. The run-time and memory usage have been reduced by 37.7% and 60/9%, respectively, comapred to the previous methods.

양측성 및 편측성 이악물기시 상하악골 응력변화 및 변위에 관한 3차원 유한요소법적 연구

허훈,강동완,Heo, Hoon,Kang, Dong-Wan 대한치과보철학회 1999 대한치과보철학회지 Vol.37 No.1

This study is to analyze the stress and displacement on the jaws during the bilateral and unilateral clenching task on three dimensional finite element model of the dentated skull. For this study, the computed tomography(G.E.8800 Quick, USA) was used to scan the total length of human skull in the frontal plane at 1.9mm intervals. The CAD data were extracted from the tomograms through digitizer(Summa Sketch III, USA) and then reconstructed by means of the spline method in the CAD program. In this project, a commercial software I-DEAS(Master Series ver-sion 3.0, SDRC Inc, USA) was used for three-dimensional stress analysis on the finite element model. which consists of articular disc, maxilla, mandible, teeth, periodontal ligament and cranium. The results are as follows. ; 1. During the bilateral clenching, each major muscle forces caused high stresses on various areas of skull: masseter muscle on articular disc and teeth ; temporal muscle on mandible and periodontal ligament ; medial pterygoid muscle on the temporomandibular joint. During the unilateral clenching, masseter muscle induced the maximum stress ; medial pterygoid muscle the minimum stress. 2. During the bilateral clenching, higher compressive stresses on articular disc were generated by the masseter muscle and higher deformation occurred on the most front outer sites. And during the unilateral clenching, temporal muscle and medial pterygoid muscle exerted their forces to twist temporomandibular joint area of the balancing side and induced a higher compressive stresses on the front outer sites of articular disc. 3. During the bilateral clenching, the masseter muscle bended the mandible outwardly, and then caused tensile stresses on the lingual surface of mandibular symphysis. And the medial pterygoid muscle caused tensile stresses on the labial surface of mandibular symphysis. 4. When each muscles were simultaneously applied on jaws, a high stress and displacement took place on mandible rather than on the maxilla. Also, a high stress and displacement took place during the unilateral clenching rather than during the bilateral clenching.

적응 최적 임계화와 B-spline 적합을 사용한 CT영상열내 치아 분할

허훈,채옥삼,Heo, Hoon,Chae, Ok-Sam 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.41 No.4

In the dental field, the 3D tooth model in which each tooth can be manipulated individually is an essential component for the simulation of orthodontic surgery and treatment. To reconstruct such a tooth model from CT slices, we need to define the accurate boundary of each tooth from CT slices. However, the global threshold method, which is commonly used in most existing 3D reconstruction systems, is not effective for the tooth segmentation in the CT image. In tooth CT slices, some teeth touch with other teeth and some are located inside of alveolar bone whose intensity is similar to that of teeth. In this paper, we propose an image segmentation algorithm based on B-spline curve fitting to produce smooth tooth regions from such CT slices. The proposed algorithm prevents the malfitting problem of the B-spline algorithm by providing accurate initial tooth boundary for the fitting process. This paper proposes an optimal threshold scheme using the intensity and shape information passed by previous slice for the initial boundary generation and an efficient B-spline fitting method based on genetic algorithm. The test result shows that the proposed method detects contour of the individual tooth successfully and can produce a smooth and accurate 3D tooth model for the simulation of orthodontic surgery and treatment. 치과 분야에서 치아가 개별적으로 조작될 수 있는 3차원 치아 모델은 치과 치료와 시술 시뮬레이션을 위해 중요한 요소이다. CT영상으로부터 이러한 치아 모델을 재구성하기 위해서는 각 치아의 경계를 정확하게 분할할 수 있어야 한다. 그러나 기존의 3차원 재구성 시스템에서 사용되는 임계화 방법은 치아들과 치아와 비슷한 밝기의 치조골이 서로 인접해서 나타나는 CT 영상열에서 효율적이지 못하다. 본 논문에서는 CT영상에서 부드러운 치아 경계를 추출하기 위해 B-spline 곡선 적합을 이용한 치아 분할 방법을 제안한다. 성공적인 적합을 위해서 이전 슬라이스의 분할정보와 적응 최적 임계화 방법을 기반으로 한 초기경계 생성방법을 제안한다. 그리고 적합과정에서 이웃한 유사한 물체에 적합되는 것을 줄일 수 있는 유전자 알고리즘을 이용한 B-spline 적합방법을 제안한다. 평가결과 제안된 알고리즘은 개별치아의 경계를 성공적으로 검출하였으며 이를 이용하여 시술과 치료 과정의 시뮬레이션을 위한 치아의 3차원 모델을 정확하고 부드럽게 생성할 수 있음을 보였다.

객체인식을 위한 FAST와 BRIEF 알고리즘 기반 FPGA 설계

허훈,이광엽,Heo, Hoon,Lee, Kwang-Yeob 한국전기전자학회 2013 전기전자학회논문지 Vol.17 No.2

본 논문은 기존의 FAST와 BRIEF 알고리즘을 Zynq-7000 Soc Platform에서 하드웨어로 구현했다. 대표적으로 SIFT 나 SURF 알고리즘을 사용하여 특징점 기반 하드웨어 가속기로 구현 하지만, 하드웨어 비용과 내부 메모리가 많이 필요하다. 제안하는 FAST & BRIEF 가속기는 기존의 SIFT 나 SURF 가속기 보다 내부 메모리 사용량을 약 57%, 하드웨어 비용을 약 70% 정도 감소하고, 수행 시간은 Clock 당 0.17 Pixel를 처리한다. This paper implemented the conventional FAST and BRIEF algorithm as hardware on Zynq-7000 SoC Platform. Previous feature-based hardware accelerator is mostly implemented using the SIFT or SURF algorithm, but it requires excessive internal memory and hardware cost. The proposed FAST & BRIEF accelerator reduces approximately 57% of internal memory usage and 70% of hardware cost compared to the conventional SIFT or SURF accelerator, and it processes 0.17 pixel per Clock.

Structured light를 이용한 깊이 차이에 의한 문자 왜곡 교정

허훈(Hoon Heo),채옥삼(Ok-Sam Chae) 한국정보과학회 2001 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1B

제본된 책이나 고문서를 디자타이즈할 때 책을 바르게 펴지 못하거나 지정된 위치나 방위로 위치시키지 못해서 문제가 발생한다. 특히 힘을 가할 수 없는 고문서의 경우에는 바르게 펼 수가 없기 때문에 깊이 차이에 의한 문서의 왜곡이 발생한다. 본 연구에서는 Structured Light을 이용하여 깊이 차에 의한 문자의 왜곡을 복원하는 방안을 제안한다. 또한 입력시 책의 위치와 방위에 대한 제한을 완화시킬 수 있도록 책의 위치와 방위 변화에 적응 할 수 있는 방안을 제안한다.

韓東錫 『東醫壽世保元註釋』 의 一考察

허훈(Heo Hoon) 대한철학회 2007 哲學硏究 Vol.101 No.-

동무 이제마의 대표적 저작인 『東醫壽世保元』의 주석서로서는 韓東錫의『東醫壽世保元註釋』이 가장 널리 알려져 있다. 그러나 그 내용의 斬新함으로 선행 연구에서 한동석의 주석은 거의 參考되지 않고 있다. 이에 새로운 오행설을 제시하고 있는 그의 주석을 참조하지 않은 기존의 논문들은 일괄적으로 동무의 사상설이 음양설을 바탕으로 하지만 오행설은 취하지 않았다는 입장에 서 있다. 당시 실학자들이 과학적이고 실증적인 입장에서 음양오행론을 비판한 것처럼 동무도 오행론을 부정했다는 것이다. 특히 심성론에 있어서 동무와 사상적 유사성을 보인다는 다산 정약용의 오행관을 동무가 수용했다고 보기도 한다. 그러나 다산 정약용은 오행설을 부정했지만, 동무에게 사상적 영향을 크게 준 것으로 알려진 운암 한석지는 오행설을 부정하지 않았을 뿐만 아니라 오히려 운암의 사유는 철저하게 오행의 원리에 입각해 있다. 또한 동무자신이 직접 주해한「東武自註」에는 그의 사상설이 오행론에 입각하여 형성되었음을 보여준다. 이「동무자주」를 풀이한 韓東錫의『東醫壽世保元註釋』은 기존 오행론이 ‘관념적(質)’인 것인데 비해 동무의 새로운 오행관은 ‘실체적(量)’인 것으로 근본적인 차이가 없음을 말하고 있다. 무엇보다도 동무의 제자 金九翊先生이 손으로 써서 전한 『四象醫學草本卷』에는 이 새로운 오행관이 직접 언급되어 있다. 실제로 사상의학의 철학적 기초에 해당하는『東醫壽世保元』「性命論」, 「四端論」, 「擴充論」은 새로운 오행관으로 접근했을 때 그 해석이 가능하며, 나아가 동무사상의 의학적 뿌리인『內經』과 동무의 五行說이 근본적으로 다르지 않음을 알 수 있다. Han Dong-seok’s 『DongEui SooSe BoWon JooSeok, 東醫壽世保元註釋』 is best well-known as the head of writing『DongEui SooSe BoWon』, the representative masterpiece of Dong-mu Lee Jema. Due to the difficulty of understanding his writing, however, it seems to be hardly referred in the pre-research phase. Thus, most of the existing thesis, which don’t refer his writing suggesting a new theory of the Five Elements, are all taking up the position that Dong-mu did adopt the principle of duality but not the Five Elements. That is, like the realists then who were critical of Duality-the Five Elements in the matter of science or positivism, Dong-mu did not agree to the theory of the Five Elements. Rather, it seems that he accepted Dasan’s view of the Five Elements which showed similarities especially in nature-emotion theory in the ‘Basic principles’ and the ‘atmospheric force’ of nature(理氣心性論) to that of Dong-mu. While Dasan denied the Five Elements, however, Woonam Han Soekji, who are well-known for having given substantial theoric impact to Dong-mu, did not deny it and his cognition was thoroughly based on the principle of the Five Elements. In addition, 『Dongmu JaJoo, 東武自註』 written by Dong-mu himself also shows that his theoric views are overall based on the Five Elements. Han Dong-seok’s 『DongEui SooSe BoWon JooSeok』which is an explanation of this 『Dongmu JaJoo』 represents that while the existing Five Elements is abstract and ideological, Dong-mu’s new one is practical and realistic. Above all, the new Five Elements is directly mentioned in 『Sasang ChobonGyun, 四象醫學草本卷』that was hand-written and succeeded by one of his followers, Kim Goo Yik(金九翊). Actually, 『DongEui SooSe BoWon』, The theory of Sung-Meung(性命論), Sa-Dan(四端論), Hwak- Choong (擴充論), basic philosophical parts of ‘Sasang Constitional Medicine(四象醫學)’, can be interpreted only when approached by the theory of the Five Elements and eventually both Dong-mu’s original medical term 『HwangjeNaekyung, 黃帝內經』 and his Five Elements were not originated from different pots.

적응 최적 임계화 방법의 CT영상에서의 치아 분리

허훈(Hoon Heo),채옥삼(Ok-Sam Chae) 한국멀티미디어학회 2002 한국멀티미디어학회 학술발표논문집 Vol.2002 No.2