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이성철(Shengzhe Li),최학남(Xuenan Cui),홍성욱(Seongwook Hong),너치투준(Chittoo June),김학일(Hakil Kim) 한국정보과학회 2010 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.37 No.1B
본 논문은 VTK를 이용한 3차원 무릎 MRI 가시화에 대한 프로그램 기술을 제안한다. 기존의 많은 연구에서는 VTK를 사용하여 의료영상에 대한 3차원 가시화 프로그램을 제안하였으나 골관절염 진단을 목표로 한 무릎 3차원 가시화 방법은 아직 많이 제안되지 않고 있다. 본 논문에서는 볼륨렌더링(Volume redering) 기술과 다각형렌더링(Polygonal rendering)기술을 융합하여 무릎 및 연골을 효과적으로 가시화 할 수 있는 방법을 제안한다. 프로그램은 사용자 상호작용이 가능하고 VTK를 이용한 GPU기반의 프로세싱을 기반으로 하기 때문에 실시간 렌더링이 가능하다. 실험결과로부터 제안한 3차원 가시화 기술은 연골과 무릎의 관계를 직관적으로 표현할 수 있어 골관절염 조기진단에 유용하게 사용될 것으로 기대한다.
다중 에코 무릎 자기공명 영상의 효과적인 잡음제거 및 분할
홍성욱(Seongwook Hong),최학남(Xuenan Cui),이성철(Shengzhe Li),너칫투준(Naw Chit Too June),곽규성(Kyu-sung Kwack),김학일(Hakil Kim) 한국정보과학회 2011 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.38 No.6
본 논문에서는 다중 에코 기반 무릎 MR 영상의 잡음제거 및 분할 기법을 제안한다. 기존의 연구들에서는 단일 영상을 이용한 다양한 분할 알고리즘을 적용하여 왔으나, 단일 영상에서 이용할 수 있는 정보는 다중 영상에 비해 상대적으로 제한적이다. 반면, 다중 에코 MR 영상은 여러 에코 시간에 따라 동일 부위에 대해 여러 장의 조직별 특성 및 정보를 제공한다. 먼저 MR 영상의 취득 과정에서 발생하는 불필요한 잡음을 제거하기 위해 non-local means 알고리즘을 이용한 잡음제거를 실시한다. Supervised learning 과정으로써 다중 에코 MR 영상으로부터 조직별 ground truth를 추출한 후, 에코 패턴을 추출하여 에코 패턴 벡터를 구성하였고, 분할 과정에서 추출된 에코 패턴 벡터는 입력된 에코 패턴 벡터들과 spectral matching을 통해 분류된다. 매칭 알고리즘은 널리 사용되고 있는 Euclidean distance (ED)와 spectral angle mapper (SAM)를 적용하였으며, 기존 방법의 약점을 개선한 Normalized SAM (NSAM) 방법에서 가장 잘 분류된 결과를 나타냈다. 실험 결과에서는 임상적으로 관절연골의 병변을 찾는데 많이 이용되는 T2 영상과 제안된 방법을 적용한 분할 결과의 비교를 통해 반월판 및 연골의 경계를 더욱 명확하게 구분해내는 장점을 보여준다. This paper proposes an efficient denoising and segmentation method for knee MR images based on multi-echo. Conventional methods have applied various segmentation algorithms using a single MR image, but multi-echo MR images provide a variety of characteristics and information in a layer according to echo time. First, the pre-processing is implemented using a non-local means (NLM) algorithm in order to remove noise occurred in acquisition process of MRI. As a supervised learning process, echo-pattern vectors representing nine tissues are computed from the ground truth data extracted manually by a human expert. Then, in the test process each echo-pattern vector is classified by spectral matching algorithms such as Euclidean distance (ED), Spectral angle mapper (SAM), and normalized SAM (NSAM) which is an improved version of SAM to overcome a weakness of the conventional spectral matching method. Among them, NSAM shows the best classification accuracy both before and after the noise removal using NLM filter. The experimental results demonstrate that the meniscus and the boundary of cartilage are efficiently classified by comparison with T2 mapping image which is clinically used for diagnosing osteoarthritis.
Fast and Accurate Rigid Registration of 3D CT Images by Combining Feature and Intensity
Naw Chit Too June,Xuenan Cui,Shengzhe Li,Hakil Kim,Kyu-Sung Kwack 한국정보과학회 2012 Journal of Computing Science and Engineering Vol.6 No.1
Computed tomography (CT) images are widely used for the analysis of the temporal evaluation or monitoring of the progression of a disease. The follow-up examinations of CT scan images of the same patient require a 3D registration technique. In this paper, an automatic and robust registration is proposed for the rigid registration of 3D CT images. The proposed method involves two steps. Firstly, the two CT volumes are aligned based on their principal axes, and then, the alignment from the previous step is refined by the optimization of the similarity score of the image’s voxel. Normalized cross correlation (NCC) is used as a similarity metric and a downhill simplex method is employed to find out the optimal score. The performance of the algorithm is evaluated on phantom images and knee synthetic CT images. By the extraction of the initial transformation parameters with principal axis of the binary volumes, the searching space to find out the parameters is reduced in the optimization step. Thus, the overall registration time is algorithmically decreased without the deterioration of the accuracy. The preliminary experimental results of the study demonstrate that the proposed method can be applied to rigid registration problems of real patient images.
Fast and Accurate Rigid Registration of 3D CT Images by Combining Feature and Intensity
June, Naw Chit Too,Cui, Xuenan,Li, Shengzhe,Kim, Hak-Il,Kwack, Kyu-Sung Korean Institute of Information Scientists and Eng 2012 Journal of Computing Science and Engineering Vol.6 No.1
Computed tomography (CT) images are widely used for the analysis of the temporal evaluation or monitoring of the progression of a disease. The follow-up examinations of CT scan images of the same patient require a 3D registration technique. In this paper, an automatic and robust registration is proposed for the rigid registration of 3D CT images. The proposed method involves two steps. Firstly, the two CT volumes are aligned based on their principal axes, and then, the alignment from the previous step is refined by the optimization of the similarity score of the image's voxel. Normalized cross correlation (NCC) is used as a similarity metric and a downhill simplex method is employed to find out the optimal score. The performance of the algorithm is evaluated on phantom images and knee synthetic CT images. By the extraction of the initial transformation parameters with principal axis of the binary volumes, the searching space to find out the parameters is reduced in the optimization step. Thus, the overall registration time is algorithmically decreased without the deterioration of the accuracy. The preliminary experimental results of the study demonstrate that the proposed method can be applied to rigid registration problems of real patient images.
얼굴 포즈 추정을 이용한 다중 RGB-D 카메라 기반의 2D - 3D 얼굴 인증을 위한 시스템
김정민(Jung-min Kim),이성철(Shengzhe Li),김학일(Hak-il Kim) 한국정보보호학회 2014 정보보호학회논문지 Vol.24 No.4
현재 영상감시 시스템에서 얼굴 인식을 통한 사람의 신원 확인은 정면 얼굴이 아닌 관계로 매우 어려운 기술에 속한다. 일반적인 사람들의 얼굴 영상과 입력된 얼굴 영상을 비교하여 유사도를 파악하고 신원을 확인 하는 기술은 각도의 차이에 따라 정확도의 오차가 심해진다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 POSIT을 사용하여 얼굴 포즈 측정을 하고, 추정된 각도를 이용하여 3D 얼굴 영상을 제작 후 매칭 하여 일반적인 정면 영상끼리의 매칭이 아닌 rotated face를 이용한 매칭을 해보기로 한다. 얼굴을 매칭 하는 데는 상용화된 얼굴인식 알고리즘을 사용하였다. 얼굴 포즈 추정은 10°이내의 오차를 보였고, 얼굴인증 성능은 약 95% 정도임을 확인하였다. Face recognition is a big challenge in surveillance system since different rotation angles of the face make the difficulty to recognize the face of the same person. This paper proposes a novel method to recognize face with different head poses by using 3D information of the face. Firstly, head pose estimation (estimation of different head pose angles) is accomplished by the POSIT algorithm. Then, 3D face image data is constructed by using head pose estimation. After that, 2D image and the constructed 3D face matching is performed. Face verification is accomplished by using commercial face recognition SDK. Performance evaluation of the proposed method indicates that the error range of head pose estimation is below 10 degree and the matching rate is about 95%.
Thi Ly Vu,Trung Dung Do,Cheng-Bin Jin,Shengzhe Li,Van Huan Nguyen,Hakil Kim,Chongho Lee 한국정보과학회 2015 Journal of Computing Science and Engineering Vol.9 No.1
Human action recognition has become an important research topic in computer vision area recently due to many applications in the real world, such as video surveillance, video retrieval, video analysis, and human-computer interaction. The goal of this paper is to evaluate descriptors which have recently been used in action recognition, namely Histogram of Oriented Gradient (HOG) and Histogram of Optical Flow (HOF). This paper also proposes new descriptors to represent the change of points within each part of a human body, caused by actions named as Histogram of Changing Points (HCP) and so-called Average Speed (AS) which measures the average speed of actions. The descriptors are combined to build a strong descriptor to represent human actions by modeling the information about appearance, local motion, and changes on each part of the body, as well as motion speed. The effectiveness of these new descriptors is evaluated in the experiments on KTH and Hollywood datasets.