• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.280-288
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• 2009

본 연구는 3차원 볼륨렌더링 영상의 체적변화를 위한 정밀한 모형을 고안, 제작하고 방사선치료계획 시스템의 재구성 과정에서 모형의 길이, 면적, 부피에 대한 변화를 평가하고자 하였다. 모형을 이용한 표준화된 전산화치료조준계획을 절편두께 1.25, 2.5, 5, 10mm로 시행한 후 3차원 재구성 영상을 절편두께와 모형의 형태에 따라 스캔방향(X), 두께(Y), 테이블 이동거리(Z), 면적(A), 부피(V)에 대한 변화와 분석자간 측정편차 및 최소값과 최대값을 측정하였다. 모형의 횡단면을 재구성한 3차원 볼륨렌더링 영상에서 절편두께가 1.25mm와 2.5mm에서 모형의 형태에 따라 X, Y, Z축 방향으로 최대 0.13cm(p<0.05)의 감소를 보였고 길이, 면적, 부피에 대하여 0.1cm, $0.8cm^2$, $3.99cm^3$(p<0.05) 정도의 감소를 보여 모형과 매우 근접한 영상을 획득하였다. 그러나 절편두께 5mm, 10mm에서 절편두께와 스캔 단면적이 증가하고 원형의 모형일수록 X, Y, Z축 방향으로 최대 0.58cm(p<0.05)의 감소를 보였고 길이, 면적, 부피에 대하여 최대 0.45cm, $8.21cm^2$, $11.03cm^3$(p<0.05)의 감소를 보였다. 모형을 이용한 방사선치료계획의 3차원 볼륨렌더링 영상의 절편두께와 모형의 형태에 따라 체적의 변화가 다양하게 발생하였으며 전산화치료조준계획을 시행할 경우 절편두께가 3mm 이하일 때 임상적으로 적절한 3차원 볼륨렌더링 영상을 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권6호
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• pp.491-498
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• 2002

3차원 의학영상처리 분야에서는 단면 해상도가 종축 방향의 공간 해상도보다 높은 비균등한 볼륨 데이터가 많이 사용된다 본 논문은 비균등한 볼륨 데이터를 효율적으로 렌더링하기 위하여 인접한 두 슬라이스상에 있는 복셀에서의 광도를 보간하여 중간 복셀의 광도를 직접 계산하는 방법을 제안한다. 기존 렌더링 방법과 달리 이 방법은 중간 슬라이스를 만들기 위해 전처리과정을 거치지 않으며 생성된 중간 슬라이스를 저장하기 위한 기억공간도 필요 없다 이 방법을 고속 볼륨 렌더링 알고리즘인 쉬어왑 분해 알고리즘에 적용한 사례를 통해 제안된 방법이 기존 방법보다 화질상의 손상 없이 속도가 향상됨을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.127-135
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• 2006

영상 기반 3차원 모델링은 카메라로부터 획득된 영상을 입력으로 하여 3차원 그래픽 모델을 생성하는 기술로 고가형 3D 스캐너의 대체 기술로 연구되어지고 있다. 본 논문에서는 피라미드 볼륨 교차기법을 이용한 영상 기반 3차원 모델링 시스템을 제안한다. 3차원 모델을 생성하기 위한 제안 알고리즘은 카메라 보정 단계, 3차원 형상 복원단계, 3차원 표면 생성 단계로 이루어진다. 카메라 보정 단계에서는 영상 획득용 카메라에 대한 카메라 행렬을 계산하며 3차원 형상 복원 단계에서는 실루엣 기반 피라미드 볼륨 교차 기법에 의해 실 3차원 형상을 생성한다. 3차원 표면 생성 단계에서는 3차원 형상 복원 단계의 결과인 복원 복셀 공간을 그물망 형태의 3차원 표면을 생성시킨다. 실험 결과 제안 알고리즘이 비교적 정확하게 3차원 모델을 생성함을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1998년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.114-119
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• 1998

방대한 볼륨 데이터의 가시화는 상당히 많은 계산 비용과 메모리 공간을 필요로 하는 작업이다. 본 논문에서는 방대한 볼륨 데이터를 효과적으로 압축할 수 있는 웨이블릿에 기반을 둔 3차원적인 압축 기법을 제안하고, 이 기법으로 압축된 데이터를 인터렉티브하게 가시화할 수 있는 네비게이션 시스템의 구현에 대해 설명한다. 본 압축 기법은 방대한 볼륨 데이터를 효과적으로 압축함으로써, 64∼128MByte 정도의 제한된 메인 메모리를 갖는 목표로 한다. 따라서, 개발된 압축 스킴은 데이터 전체에 대한 복원없이 가시화가 필요한 부분의 데이터만을 빠르게 복원할 수 있는 랜덤 액세스가 가능하도록 설계되었으며, 적은 계산 비용으로 복원이 가능하다는 장점을 갖는다. 개발된 네비게이션 시스템은 가시화 속도 향상을 위한 여러 가지 효과적인 렌더링 모듈과 사용자 인터페이스 모듈로 구성되며, 현재 성능 향상을 위한 연구가 계속 진행되고 있다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.23-31
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• 2004

이 논문에서는 경계면을 이용하여 볼륨데이터를 고속으로 가시화하는 한 방법을 제안한다. 일반적으로 경계면을 이용한 레이캐스팅은 두 단계로 처리되는데 첫 번째 단계에서는 경계면을 찾아 관측점에서 경계면까지의 거리를 3차원 버퍼에 저장하여 놓고, 두 번째 단계에서는 이 거리를 이용하여 볼륨 공간을 고속 탐색하여 가시화한다. 제안하는 방법은 첫 번째 단계에서 일반적인 방법과 다르다. 즉 첫 번째 단계에서 경계면에 관한 정보를 볼륨데이터 좌표계 주축에 직각인 관측평면에 투영하여 6개의 2차원 깊이버퍼에 저장하여 놓고 두 번째 단계에서 이 깊이 값을 이용하여 볼륨 공간을 탐색한다. 제안한 방법은 객체의 복잡도와 관계없이 처리 시간이 거의 일정하고 사용 메모리양도 볼륨데이터 공간 xy, yz, zx 평면 해상도의 2배로 항상 일정하다. 제안된 방법에 내재하는 문제점과 해결 방법에 대해 고찰하고 구현 예를 보인다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.208-215
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• 2009

2차원의 영상을 이용한 돌출형 전립선 비대증의 부피 평가방법에서 돌출부위를 포함시킬 경우와 포함시키지 않을 경우의 부피변화를 3차원 볼륨 렌더링(volume rendering, VR)을 이용하여 비교 평가하고자 한다. 돌출형 전립선 부피측정을 위한 가상 전립선 모델은 곤약을 이용해 임의로 평균 1 cm 정도로 돌출되도록 하여 10 ml에서 각각 10 ml씩 부피를 변화시켜 100 ml까지 총 10 개의 모델을 제작하였다. 이 때 제작된 모델의 부피측정은 64 channel 전산화단층촬영(computed tomography, CT)과 3.0 Tesla 자기공명영상(magnetic resonance image, MRI)을 이용하여 획득된 3차원 볼륨 영상자료로 계측하였다. 산출한 CT와 MRI영상들의 3차원 볼륨데이터 근접성 평가를 위해 wilcoxon 부호순위(signed rank) 검정을 하였다. 또한 획득한 영상자료는 3차원 영상처리를 통하여 볼륨 렌더링으로 재구성한 후 타원체부피공식법을 이용하여 돌출부위를 포함시킬 때와 포함하지 않을 때의 부피를 구하였다. 이 때 돌출 유무에 따라 각각 측정된 부피와 3차원 볼륨 렌더링의 부피를 wilcoxon 부호순위(signed rank) 검정을 사용하여 유의성을 평가했으며 상관계수(pearson's correlation coefficient, r)를 사용하여 상관관계를 분석하였다. 계측된 가상 전립선 모델의 돌출부위길이는 CT에서 $0.90{\pm}0.18\;mm$, MRI에서 $0.75{\pm}0.11\;mm$이었으며, CT와 MRI에서 계측된 3차원 영상 부피의 p-value는 0.414로 유의한 차이는 없었다. 그러나 MRI에서 측정된 3차원 영상 부피와 2차원 영상에서 돌출부위를 포함시킬 때의 p-value는 0.005인 반면 포함하지 않을 때의 p-value는 0.139로 나타났으며, CT에서도 측정된 3차원 영상 부피와 2차원 영상에서 돌출부위를 포함시킬 때의 p-value는 0.005인 반면 포함하지 않을 때의 p-value는 0.057로 나타났다. 돌출형 전립선의 부피측정은 돌출부위를 제외하고 상하길이를 측정하는 것이 3차원 볼륨 렌더링에 의한 부피 값과 더 가까운 부피 값을 얻을 수 있었다.

• 융합신호처리학회 학술대회논문집
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• 한국신호처리시스템학회 2001년도 하계 학술대회 논문집(KISPS SUMMER CONFERENCE 2001
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• pp.253-256
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• 2001

본 논문에서는 전처리 과정에서 잡음의 효과적 처리를 위해 기존의 필터 방식들이 가지는 단점인 경계 부분의 블러링 현상을 줄이고 정확한 에지 위치를 보존할 수 있는 비등방성 확산 필터를 사용하여 CT나 MRI 2차원 영상 슬라이스들을 만들어내고 이 슬라이스들을 3차원 데이터 셋으로 구성하여 3차원 공간의 볼륨 데이터로 시각적인 영상정보를 얻는데 있다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.213-225
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• 1995

3 차원 볼륨 데이터를 시각화(visualization)하기 위해서는 많은 계산 량과 메모리 량을 필요로 한다. 단일컴퓨터에서 순차 알고리즘을 이용하여 데이터를 시각화하고 분석하는 것은 실시간 응용 프로그램에는 부적합하다. 기존의 병렬 볼륨 렌더링에서의 데이터 분할 방법은 대부분 정적 로드 밸런싱(static load balancing)에 기반하고 있다. 동적 로드 밸런싱에 기반한 기존의 방법들은 불륨 데이터의 정규성(regularity)을 이용할 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 3 차원 볼륨 데이터에 대하여 로컬 태스크 큐(local task queue) 기법에 기반한 새로운 로드밸런싱 알고리즘을 제안한다. 제안한 방법은 계산에 참여할 노드(node)들을 PVM(parallel virtual machine)의 동적 프로세스 그룹(dynamic process group: DPG)을 이용하여 정적으로 그룹화(grouping)한다. 각각의 DPG들은 로컬 태스크 큐를 기반으로 단위 서브-블록에 대하여 동적 로드 밸런싱을 수행한다. 최적화된 레이 캐스팅 알고리즘들을 분산 환경에 새롭게 적용함으로써 로드 밸런싱으로 생길 수 있는 오버 헤드를 최소화하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 춘계학술발표대회
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• pp.751-753
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• 2016

볼륨 렌더링에서 가시화된 물체를 더욱 사실적으로 표현하기 위해서는 조명효과의 표현이 중요하다. 이를 위해 빛의 직접적인 영향과, 산란, 흡수에 따른 소멸, 반사등을 고려하여 빛의 에너지를 누적시켜 표현한다. 이러한 모든 연산을 수행하려면 많은 자원과 연산이 필요 하기 때문에, 여러 근사 방법들이 제안 되어 왔다. 본 논문에서는 3 차원 정보를 갖는 템플릿을 통해 광원의 위치에 상관없이 산란효과와 음영 효과를 표현한다. 램버트의 조명 모델을 기반으로 볼륨 데이터 전체에 대한 광원맵이 아닌 물체의 성질로부터 적은 자원을 차지하는 빛 분포-템플릿들을 생성한다. 생성된 템플릿들을 빛의 영향에 따라 누적 계산하여 3차원 볼륨 데이터를 가시화하는 방법을 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권9호
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• pp.457-464
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• 2005

본 논문에서는 임의의 좌표를 기준으로 17가지 접근방식을 지원하는 3차원 메모리 시스템을 제안한다. 제안하는 메모리 시스템은 메모리 모듈 할당 함수와 주소 할당 함수를 토대로 선 접근방식 13가지, 사각형 접근방식 3가지, 육면체 접근방식 1가지 등 모두 17가지 접근방식을 제공한다. 즉, 임의의 좌표에서 임의의 간격을 갖고 17가지 접근방식 중 어떠한 접근방식 내에서도 다수개의 데이타에 동시접근하는 기능을 제공한다. 이를 위해 제안하는 메모리 시스템은 메모리 모듈 선택 회로, 읽기/쓰기를 위한 데이타 라우팅 회로, 주소 계산 및 라우팅 회로들로 구성된다. 본 논문에서 제안하는 메모리 시스템은 응용 프로그램에 따라 쉽게 확장될 수 있으며, 메모리 시스템에 저장된 데이타를 개발자와 프로그래머가 논리적인 3차원 배열로 간주하여 처리할 수 있도록 데이타의 하드웨어 독립성을 지원한다 또한 제안한 메모리 시스템은 다양한 접근방식 내의 다수개의 데이타에 동시접근 할 수 있기 때문에 볼륨 렌더링이나 볼륨 클리핑 등과 같은 다양한 3차원 응용 분야 및 다중해상도를 지원하는 프레임 버퍼를 위한 시스템 구조의 메모리 시스템으로써 적합하다.