고속 초음파 태아영상 볼륨 가시화를 위한 공간도약 거리변환 비교

Comparison of Distance Transforms in Space-leaping for High Speed Fetal Ultrasound Volume Visualization

초음파 태아 영상의 실시간 입체 가시화를 위한 볼륨 렌더링 가속화 방법은 결과영상에 영향을 끼치지 않는 관심객체영역외 빈공간을 샘플링 연산에서 제외시키는 공간도약 알고리즘이 일반적이다. 공간도약시 전처리과정에서 각 복셀에서 가장 가까이에 있는 객체의 경계복셀까지의 거리를 미리 계산 저장한 거리지도를 이용하면, 반복적 샘플링 연산을 줄임으로써 렌더링 속도 효율을 높일 수 있다. 거리지도 생성에 사용되는 여러 거리계산변환법 중 거리계산이 정교할수록 실수계산으로 인한 전처리시간이 소요되는 반면, 근사계산법을 이용하면 거리값 연산의 오차로 인한 샘플링의 횟수가 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 전처리시간의 지연과 샘플링 횟수의 증가를 비교하여 초음파 태아 영상의 볼륨 렌더링에 가장 적합한 거리지도를 선택한다.

In real time rendering of fetus the empty space leaping while traversing a ray is most frequently used accelerating technique. The main idea is to skip empty voxel samples which do not contribute the result image and it speeds up the rendering time by avoiding sampling data while traversing a ray in the empty region, saving a substantial number of interpolations. Calculating the distance from the nearest object boundary for every yokel can reduce the sampling operation. Among widely-well-known distance maps, those estimates the true distance, such as euclidean distance, takes a long time to compute because of the complicated floating-point operations, and others which uses approximated distance functions, such as city-block and chessboard, provides faster computation time but sampling error may can occur. In this paper, therefore, we analyze the characteristics of several distance maps and compare the number of samples and rendering time. And we aim to suggest the most appropriate distance map for rendering of fetus in ultrasound image.