Three Dimensional Shape Estimation by Shading Analysis of Endoscopic Image

음영분석에 의한 내시경 영상의 3차원 형체 추정에 관한 연구

  • Lee, Tae-Su (Dept.of Biomedical Engineering, College of Medicine, Chungbuk National University) ;
  • Cha, Eun-Jong (Dept.of Biomedical Engineering, College of Medicine, Chungbuk National University) ;
  • Yun, Se-Jin (Department of Internal Medicine, College of Medicine, Chungbuk National University)
  • 이태수 (충북대학교 의과대학 의공학교실) ;
  • 차은종 (충북대학교 의과대학 의공학교실) ;
  • 윤세진 (충북대학교 의과대학 내과학교실)
  • Published : 1995.12.01

Abstract

A new numerical method estimated three dimensional shape of the internal surface of the stomach by analyzing the shading data of endoscopic image. First analyzed was the inherent instrumentational characteristics of the endoscope system, followed by the analysis of the stomach surface properties, both of which affected the imaging properties. We employed these prior informations to implement the iterative algorithm of shading analysis based on Hom's variational approach. The present algorithm was validated by performing simulation on a $256{\times}320$ image data chosen from original $512{\times}512$ image of the stomach surface model. The best 3-dimensional estimation of the surface was achieved with the Lagrangian multiplier, of 0.3, when the algorithm best converged showing minimal estimation error.

위내시경 영상의 음영을 분석하여 내부 벽면의 3차원적인 형체를 추정하는 새로운 기법을 제안하였다. 이를 위해 우선 내시경의 기기적인 특성을 분석한 다음, 진단 대상이 되는 위벽면 자체의 특성으로 인해 내시경 영상의 특성을 분석하였다. 이를 사전정보로 하고, Horn의 변분법을 도입하여 반복적인 음영분석 알고리즘을 구현하였다. 알고리즘의 타당성 여부를 증명하기 위하여 위모형에서 획득한 $512{\times}512$ 영상 중에서 $256{\times}320$을 대상으로 해서, 시뮬레이션을 수행하였다. 이때 Lagraniginan multiplier의 값이 0.3일 경우 알고리즘의 수렴성 및 전체오차 특성이 가장 좋았으며, 가장 정확한 위벽면의 재구성이 이루어짐을 보였다.

Keywords

References

  1. 대한소화기내시경학회 세미나 내시경의 역사, 기종의 선택 및 관리 윤종만
  2. 한국과학재단 보고서 전자내시경 및 Swallowable 삽입튜브 개발 민병구
  3. Video Endoscope Specifications, Video EndoscopeTM : The System Welch Allun Inc
  4. 제7회 대한소화기 내시경학회 세미나 1992 상부위장관 내시경 검사의 기록법 정인식
  5. 消化管內視鏡診斷 ⓘ: 食道 胃 十二指腸 竹本忠良
  6. Artif. Intell. v.8 Understanding image intensites B.K.P.Horn
  7. Artif. Intell. v.17 no.2 Numerical shape from shading and occluding boundaries K.Ikeuchi;B.K.P.Horn
  8. CVGIP v.33 no.2 The variational approach to shape from shading B.K.P.Horn;M.J.Brooks
  9. IEEE trans. PAMI v.5 no.2 A perspective on range finding techniques on computer vision R.A.Jarvis
  10. IEEE trans. PAMI v.15 no.10 Active stereo: Integrating disparity, vergence, focus, aperture, and calibration for surface estimation N.Ahuja;A.L.Abbott