인접 8 - 픽셀을 이용한 그레이 영상의 형태기반 보간

홍헬렌(Helen Hong),박주영(Joo-Young Park),김명희(Myoung-Hee Kim) 한국정보과학회 1995 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2A

단층 촬영한 영상을 삼차원적으로 재구성해서 가시화하기 위해서는 등방해상도의 삼차원 영상을 생성하는 보간을 해야한다. 선형보간법과 같은 기존보간법은 위치관계에 많은 영향을 받으므로 전체적으로 흐릿한 보간영상을 만들고 최근에 제시된 형태기반 보간법은 먼저 형태를 분할한 뒤, 보간하므로 보간영상의 질을 개선시키는데는 유리하지만 대부분 이진영상을 다루고 방법상 보간을 위해 행하는 최소거리 계산시 많은 시간을 소모한다는 단점이 있다. 본 논문에서는 그레이 영상을 가지고 보간영상을 생성하고 해당 픽셀의 거리값은 인접 8-픽셀에 의해서 영향받는다는 것을 이용해 최소거리를 계산함으로써 계산시간을 줄이고 삼차원적 최소거리계산에 의해 고질의 영상을 얻는 새로운 형태기반 보간법을 제시하였다.

[의료분야에서의 영상정합 연구]

홍헬렌(Helen Hong) 한국정보과학회 2005 정보과학회지 Vol.23 No.10

거리변환을 통한 특정 볼륨의 선택적 렌더링과 다중 볼륨을 위한 데이타 혼합방법

홍헬렌(Helen Hong),김명희(Myoung-Hee Kim) 한국정보과학회 2000 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.27 No.7

단일 볼륨렌더링과 다중 볼륨렌더링의 가장 큰 차이점은 데이타 혼합방법으로 본 논문에서는 특정 볼륨을 표면수준에 따라 선택적으로 빠르게 가시화하는 선택적 렌더링방법과 다중 볼륨을 위한 데이타 혼합방법을 제안한다. 선택적 렌더링방법은 관심부위를 구성하는 외곽선으로부터 최소거리를 결정하는 거리변환을 통하여 거리변환볼륨을 생성하고 이를 렌더링하는 방법이며, 다중 볼륨을 위한 데이타 혼합방법은 명암도 가중치 방법, 불투명도 가중치 방법, 깊이 정보를 고려한 불투명도 가중치 방법을 이용하여 여러 개의 볼륨을 혼합하는 방법이다. 실험 결과로는 EBCT 가슴부위 영상에 선택적 렌더링방법을 적용하여 생성한 좌심실, 우심실 영상을 제시하며, 가슴부위 볼륨과 좌심실 볼륨 또는 우심실 볼륨에 세 가지 다른 혼합방법을 적용하여 얻은 혼합 영상을 제시한다. 본 제안방법은 거리변환볼륨을 사용함으로써 표면수준에 따라 특정 볼륨을 가시화하고 가시화 시간을 가속화시킬 수 있으며, 데이타 혼합을 통하여 단일 볼륨렌더링 한계를 극복하여 동일 공간 상에 다중 영상을 함께 표현함으로써 복잡한 형태로부터 관심부위의 형태와 상대적 관계를 효과적으로 나타낼 수 있다. The main difference between mono-volume rendering and multi-volume rendering is data intermixing. In this paper, we first propose a selective rendering method for fast visualizing specific volume according to the surface level and then present data intermixing method for multiple volumes. The selective rendering method is to generate distance transformed volume using a distance transform to determine the minimum distance to the nearest interesting part and then render it. The data intermixing method for multiple volumes is to combine several volumes using intensity weighted intermixing method, opacity weighted intermixing method, opacity weighted intermixing method with depth information and then render it. We show the results of selective rendering of left ventricle and right ventricle generated from EBCT cardiac images and of data intermixing for combining original volume and left ventricular volume or right ventricular volume. Our method offers a visualization technique of specific volume according to the surface level and an acceleration technique using a distance transformed volume and the effective visual output and relation of multiple images using three different intermixing methods in three-dimensional space.

다해상도 연상정합을 위한 상호정보 최적화

홍헬렌(Helen Hong),김명희(Myoung-Hee Kim) 한국컴퓨터그래픽스학회 2001 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.7 No.1

네트워크 기반 기형분석 영상처리시스템 설계 및 구현

홍헬렌(Helen Hong),김민아(Min-A Kim),김명희(Myoung-Hee Kim) 한국정보과학회 1999 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2Ⅱ

기형부위의 구조적 복잡성으로 인하여 부상이나 질병을 진단하거나 수술계획을 수립하는데 있어 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 네트워크 기반 기형분석 영상처리시스템을 설계하고 구현하였다. 본 시스템은 기형부위를 구성하는 뼈간의 관계를 정의하고 기형 정도를 파악하기 위하여 일련의 2차원 진단 영상들을 공간적으로 구성하고 입체적 영상을 생성한 후, 객체별 모델링 및 렌더링을 가능하게 하며, 이동, 회전, 확대/축소, 컬러링과 같은 다양한 조작 기능을 제공한다. 본 개발 시스템은 클라이언트-서버 구조로 이루어졌으며, 시스템 간 사용되는 메시지 처리를 위한 진단 제어 관리기, 기형부위 영상별 가시화 및 조작을 위한 단면 및 입체 영상처리기, 원격 사용을 위한 통신망 제어기, 그리고 각종 환자 정보를 위한 데이터베이스 관리기로 구성된다. 또한 범용의 데스크탑 컴퓨터 상에서 사용자 인터페이스를 통하여 서버에 접속하여 영상처리시스템을 사용함으로써 보다 많은 사용자들이 동시에 사용할 수 있는 이점이 있다.

투명도 가중치 혼합방법을 이용한 다중 볼륨 렌더링 기법

홍헬렌(Helen Hong),김명희(Myoung-Hee Kim) 한국정보과학회 1999 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2Ⅱ

복잡한 인체기관의 해부학적 형태 및 상대적 관계를 파악하기 위하여 단일 볼륨에 대한 가시화 뿐 아니라 다중 볼륨에 대한 가시화가 요구된다. 본 논문에서는 특정기관의 표면을 추출하여 가시화하는 선택적 렌더링 방법과 투명도 가중치 혼합 방법을 이용한 다중 볼륨렌더링 방법을 제안한다. 해부학적 형태로부터 관심부위의 표면을 추출하여 가시화하는 선택적 렌더링 방법은 분할된 외곽선으로부터 거리변환을 통하여 거리볼륨을 생성하고 이를 렌더링하는 방법으로 거리볼륨을 이용함으로써 가시화시간을 가속화시킬 수 있으며, 다중 볼륨 렌더링 방법은 투명도 가중치 혼합방법을 사용한 렌더링 방법으로 심장의 해부학적 형태와 좌심실, 우심실 간의 혼합된 렌더링 결과를 제시한다. 본 제안방법은 단일 볼륨 렌더링의 한계를 극복하여 복잡한 해부학적 형태로부터 관심부위의 형태와 상대적 관계를 효과적으로 나타낼 수 있다.

초고속통신망을 이용한 모의수술회의 시스템 개발

홍헬렌(Helen Hong),박주영(Joo-Young Park),남상아(Sang-Ah Nam),최수미(Soo-Mi Choi),임지영(Ji-Young Im),김명희(Myoung-Hee Kim) 한국정보과학회 1997 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2Ⅱ

차세대 통신망 기술의 발전으로 인하여 다양한 정보통신 서비스 개발이 활발히 이루어지고 있으며 의료분야와 관련하여 의료용 원격회의시스템 개발이 여러나라에서 시도되어지고 있다. 그러나 기존 의료용 멀티미디어 시스템 관련 개발이 영상저장 및 전송시스템 또는 화상회의시스템에 집중되어 있으며 2차원 진단영상이나 비디오 영상을 주로 이용한다는 제약점을 가지고 있다. 본 연구에서는 초고속 통신망 환경에서 한 개의 서버와 여러 클라이언트 컴퓨터 상에서 운영되며 영상처리 및 조작지원 모듈, 회의진행 및 공유작업 지원 모듈, 모의수술회의 데이터베이스 지원 모듈로 구성된 모의수술회의 시스템을 개발하였으며 향후, 다양한 의료 분과를 위한 시스템으로 확장 개발하고자 한다.

하이브리드 데이터 혼합 및 가시화 시스템

홍헬렌(Helen Hong),이선민(Seon-Min Rhee),김명희(Myoung-Hee Kim) 한국정보과학회 2000 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1B

과학적 가시화의 여러 응용분야에서 단일 데이터로부터 생성된 시각적 형태보다 다중 데이터로부터 생성된 시각적 형태를 필요로 한다. 단일 데이터 렌더링과 다중 데이터 렌더링 가장 큰 차이점은 데이터 혼합으로 본 논문에서는 볼륨적 데이터와 표면적 데이터를 가진 하이브리드 데이터를 단계별로 혼합하여 이를 가시화하는 시스템을 개발하고자 한다. 하이브리드 데이터를 단계별로 혼합하여 가시화하기 위하여 조명단계 후 혼합이 이루어지는 깊이 정보를 고려한 혼합방법과 조명단계 전 볼륨의 우선순위에 따라 데이터를 혼합하는 우선순위를 고려한 데이터 혼합방법을 제시한다. 구현결과로는 엔진몸체 데이터와 엔진내부 벨브 및 옆면 데이터를 혼합하여 가시화한 결과를 사용자 인터페이스 상에서 보여준다. 본 제안 시스템은 단일 데이터의 표현 한계를 극복하고, 복잡한 형태에서 관심객체의 형태와 상대적 관계 및 위치관계를 효과적으로 나타낼 수 있다.

3차원 그레이-스케일 영상 재구성을 위한 개선된 형태-기반 보간

홍헬렌,박주영,김명희,Kim Hong, Helen,Park, Joo-Young,Kim, Myoung-Hee 한국컴퓨터그래픽스학회 1996 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.2 No.1

단층 촬영한 영상을 삼차원적으로 재구성해서 가시화 또는 자동처리와 분석을 하기 위해서는 등방 해상도의 삼차원 영상 자료를 생성하는 보간이 필수적이다. 최근에 제시된 형태기반 보간 방법은 먼저 형태를 분할한 이후, 보간을 행하므로 구조적으로 객체간 뚜렷한 보간 영상을 생성하는데는 유리하지만 대부분 이진 영상을 대상으로 보간을 수행하므로 영상을 이루는 주요 객체들을 표현할 수 없으며 내부 구조를 가시화할 수 없으며 방법상 보간을 위하여 행하는 최소거리 계산시 많은 수행시간을 소모한다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 영상을 이루는 주요 구성 객체를 표현할 수 있는 그레이-스케일 영상을 대상으로 보간 영상을 생성하고 이차원 평면상의 최소거리 맵 구성과 삼차원 공간 개념을 고려한 최소거리 맵 수정으로 계산시간을 효율적으로 단축시키면서 고질의 보간 영상을 생성할 수 있는 새로운 형태기반 보간법을 제시하였다. Using a series of medical tomograms, we can reconstruct internal organs or other objects of interest and generate 3-D images. It is generally accepted that the axial resolution determined by two sequential image slices is lower than the planar resolution in one image slices. Therefore, various methods of interpolation were developed for an accurate display of reconstructed images. In this paper, a new algorithm for 3-D reconstruction of the medical images such as MRI and X-ray CT is suggested. The algorithm is shape-based and utilizes parts of the gray-level information. We extend the conventional shape-based interpolation of the binary images to the gray-scale images using the shortest distance map. Using this new algorithm, We could reduce the execution time for interpolation while keeping similar high quality of the reconstructed images with reduced execution time and is applicable to the various medical tomograms.

전역적 형태정보를 이용한 선택적 볼륨렌더링

홍헬렌,김명희,Hong, Helen,Kim, Myoung-Hee 한국정보처리학회 2000 정보처리논문지 Vol.7 No.10

In this paper,we propose a novel technoque of improving volume rendering quality and speed by integrating volume data and global shape information together. The selective volume rendering method is to generate distance transformed volume using a distance transform to determine the minimum distance to the neaest intercsting part and then render it. The shape information prevents from object occlusions come from similar intensity of each object. Thus it provides effective visual results that enable to get a clear understanding of complex structures. We show the results of selective volume rendering method for left ventricle and right ventricle ans well as the results of selective sampling methods depending on the interpolation from EBCT cardiac images. Our method offers an accelerated technique to accurately visuahze the surfaces of devined objects segmented from the volume. 본 논문에서는 볼륨데이터와 전역적 형태정보를 이용하여 볼륨렌더링의 질적측면과 속도측면에서 개선할 수 있는 선택적 볼륨렌더링방법을 제안한다. 선택적 볼륨렌더링방법은 관심부위를 구성하는 외곽선으로부터 최소거리를 결정하는 거리변환을 통하여 거리변환볼륨을 생성하고 이를 렌더링하는 방법으로 형태정보를 이용함으로써 서로 다른 객체들간에 비슷한 명암도로 인해 동일 객체로 인식되는 것을 방지하고, 복잡한 형태를 효과적으로 나타낼 수 있다. 실험결과로는 EBCT 심장데이터에 선택적 볼륨렌더링방법을 적용하여 좌심실, 우심실 렌더링 결과영상과 함께 보간법에 따른 선택적 샘플링 방법 적용결과를 제시한다. 본 제안방법은 볼륨데이터로부터 얻은 형태정보로부터 관심객체 표면을 정확하고 빠르게 가시화할 수 있다.