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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

양측성 및 편측성 이악물기시 상하악골 응력 변화 및 변위에 관한 3차원 유한요소법적 연구

허훈(Heo Hoon),강동완(Kang, Dong-Wan) 대한턱관절교합학회 1997 구강회복응용과학지 Vol.13 No.2

사상의학의 세계화를 위한 제언

허훈(Heo Hoon) 한국철학회 2020 철학 Vol.- No.143

사상의학(四象醫學, Sasang Constitutional Medicine)은 동무 이제마(1937∼1900)가 창안한 것으로, 사상철학(四象哲學, Four Quadrants Philosophy)을 바탕으로 성립된, 사상(史上) 유래 없는 독특한 특징을 보이는 의학이다. 동무가 ‘사상한(四象限)’이라는 발상을 정확히 언제 떠올렸는지 문헌상에 나타나는 기록으로는 확인되지 않는다. 동무의 대표적인 저작으로는 『격치고(格致藁)』(1880∼1893)와 『동의수세보원(東醫壽世保元)』(1894)이 있는데, 『격치고』 첫 내용부터 ‘사상한’ 도식이 나오는 것을 보면, 초기 발상은 『격치고』 찬술(撰述) 이전이었을 것이다. 이미 널리 알려진 바와 같이, 세계적인 철학자이자 통합 심리학자인 켄 윌버(Ken Wilber, 1949∼)의 학문적 내용을 전체적으로 언급하는 개념은 “사상한(四象限, AQAL(All Quadrant, All Level))”이다. 윌버는 이 ‘AQAL’을 자신이 만들어낸 새로운 창안이라고 주장한다. 그의 말대로 근(近) 20년의 오랜 숙고기간(윌버 모델 1기(1977∼1979)∼4기(1995∼2001))을 통해 나온 발상이다. 하지만, 동무의 『격치고』(1880∼1893)에 나타나는 사상한 모델은 윌버의 것과 동일한 것이다. 그래서 동무 의학의 특징이 한마디로 ‘사상(四象)’으로 표징(表徵)되기에, 후대 학자들에 의하여 공식적으로 “사상의학(四象醫學)”으로 불린다. 윌버의 “AQAL(All Quadrant, All Level)” 또한 마찬가지다. ‘AQAL’의 구체적인 의미는 ‘온상한(All Quadrant)’, ‘온수준(All Level)’이지만, ‘AQAL’ 모형의 가장 큰 특징이 ‘네 상한’이기에 ‘사상한(四象限)’으로 번역한다. 이와 같이 동무의 의학과 윌버의 AQAL을 모두 ‘사상(四象)’이라고 명명하는 것은 우연의 일치가 아니라, 기의(記意)가 같기 때문이다. 그런데 현재 사상의학의 영문 표기는 “Sasang Constitutional Medicine(SCM, 四象體質醫學)”으로 통용되고 있다. 이로써 국내외적으로 동무의 ‘사상의학(四象醫學)’이 윌버 ‘사상한(四象限, AQAL)’의 전범(典範)이 된다는 사실이 간과되고 있다. 이에 본 논문에서는 동무의 사상의학과 윌버의 사상한의 기의(記意, signifié)와 기표(記標, signifiant)를 검토하고 그 대안을 제시하는 데서 인식 전환의 출발점을 찾는다. Sasang Constitutional Medicine(SCM) was founded by Dongmu Lee Je-ma(東武 李濟馬, 1937-1900), and It has unique medical features built on the basis of the philosophy of Confucianism and Four Quadrants Philosophy(四象哲學, Sasang philosophy). SCM is a medical science with unique characteristics that cannot be found in history. His representative works are widely known in the world, such as 『Gyukchigo(Manuscript of Science, 格致藁)』 and 『Donguisusebowon(Longevity and Life Preservation in Eastern Medicine, 東醫壽世保元)』. As is already widely known, the concept of referring to Ken Wilber’s ideological content as a whole is AQAL(All Q uadrant, All Level). As a world philosopher and integral psychologist Ken Wilber(1949-) argues that AQAL is a new idea he created. As he says, the idea came from the end of the long period of pondering of 20 years(1st Wilber Phase, Wilber Model 1(1977-1979)∼4th Phase(1995-2001) period). However, Dongmu Lee Je-ma’s 『Gyukchigo』 and 『Donguisusebowon』 are based on the same AQAL model of Wilber’s. 『Donguisusebowon』 is a document written in 1894(the 31st year of King Gojong(高宗)’s reign), and 『Gyukchigo』 was written with a long, painstaking effort of about 14 years(1880-1893, King Gojong(高宗)’s 30). And the SCM clearly includes all five elements that Wilber calls for human evolution: four quadrants, levels, lines, states, and types. So SCM is officially called “Four Quadrants Medicine (四象醫學, AQAL Medicine)”. But there is a considerable lack of social awareness about it. In this paper, I examine the “signified(signifié, 記意)” and “signifier(signifiant, 記標)” of the Lee Je-ma’s ‘AQAL’ and find the starting point of the recognition transition in presenting the alternative.

동무 이제마 수양론의 현대적 의미

허훈(Hoon Heo) 한국철학회 2007 철학 Vol.93 No.-

東武 李濟馬의 수양론은 기존의 성리학과 비교해 볼 때 여러 가지 면에서 장점을 갖는다. 수양의 목적이 유학적 이상인 仁聖의 달성에 있지만, 동무에게 仁聖은 결코 도달하기 어려운 高邁한 대상이 아니다. 또한 수양의 一次的인 목적을 心身의 건강(命數自美)에 둠으로써 현대인들이 쉽게 받아들일 수 있는 지극히 現實的인 목표를 제시한다. 그 방법에 있어서도 知人(博通과 獨行)을 강조하여 對人關係가 중시되는 현대사회에 많은 시사점을 준다. 이 知人은 자신의 성실함을 반성해 보는 正己를 바탕으로 한다. 正己는 자신의 마음과(外向的 혹은 內省的인) 기운을 꾸짖음(責心ㆍ責氣)으로써 궁극적으로 中和에 도달하려는 것이다. 결국 知人과 正己는 상호 보완적인 관계를 갖는다. 나아가 기존 성리학에서는 수양의 방법이 서로 다를 수 없지만, 동무는 ‘體質에 따라 수양의 내용과 방법이 달라진다’고 하여 각기 다른 性向의 사람들이 지신의 지향할 바를 제시해 준다. 동무 수양론의 목적과 방법은 ‘心臟 中樞說을 기본으로 한 局在論’에 바탕을 둔것으로, ‘腦가 곧 마음’이라는 腦主說을 따르는 현대과학에서는 회의적으로 보고 있지만, 心主說은 아직까지도 일상적ㆍ임상적인 의미를 갖는다. 동무의 心主說은 그의 ‘臟腑性理’라는 표현에 잘 나타나 있다. 따라서 ‘臟腑性理’를 통해 그의 수양론의 성립 구조를 이해할 수 있다. Lee Je Ma's methods of moral cultivation was distinctly different from the existing cultivation-ways. Indeed, in many ways, his methods of the cultivation have many advantages, as compared to the existing cultivation-ways. The preferential purpose of cultivation has actually accomplished the good health and the person's natural span of life(命數). But, finally it is being a sage. Becoming sage is not so difficult. Because Lee je-ma' cultivation is not idealism but subjectivity. his moral cultivation that "do you want to know yourself, you first have to know human beings" has focused on understanding others(Upright conduct by oneself, 博通ㆍ獨行). Therefore, there are implications for the present generation that forms much of social connection. Understanding others(知人) is based on straighten oneself(正己). Understanding others is the general approach of cultivation, externality, and straightening oneself is the direct approach of cultivation, interiority(kicking oneself, 責心ㆍ責氣). Therefore, Both make up for the weak points each other, Ultimately, practice the virtue of the golden mean. Furthermore, the existing cultivation-ways have the same methods of cultivation. but Lee Je Ma's methods of cultivation have to be different in accordance with temperament. The four types of temperament(四象體質) suggest a new direction of method of moral culture. Contents and methods of Lee je-ma's cultivation stand on theory of Our heart-mind(heart is mind, 心主說). The morden medical world seems to be skeptical as to theory of Our heart-mind. but this theory still have Ordinary(clinical) meaning. He describes heart-mind theory as the internal organs in association with Sung Confucianism(臟腑性理). So, if we study through the viewpoint of the internal organs in association with Sung Confucianism, we could understand Lee je-ma's moral cultivation structure.