• 제목/요약/키워드: 3-D range image

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딥러닝에 의한 라이다 반사강도로부터 엄밀정사영상 생성 (True Orthoimage Generation from LiDAR Intensity Using Deep Learning)

  • 신영하;형성웅;이동천
    • 한국측량학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.363-373
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    • 2020
  • 정사영상 생성을 위한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 기존의 방법은 정사영상을 제작할 경우, 폐색지역을 탐지하고 복원하기 위해 항공영상의 외부표정요소와 정밀 3D 객체 모델링 데이터가 필요하며, 일련의 복잡한 과정을 자동화하는 것은 어렵다. 본 논문에서는 기존의 방법에서 탈피하여 딥러닝(DL)을 이용하여 엄밀정사영상을 제작하는 새로운 방법을 제안하였다. 딥러닝은 여러 분야에서 더욱 급속하게 활용되고 있으며, 최근 생성적 적대 신경망(GAN)은 영상처리 및 컴퓨터비전 분야에서 많은 관심의 대상이다. GAN을 구성하는 생성망은 실제 영상과 유사한 결과가 생성되도록 학습을 수행하고, 판별망은 생성망의 결과가 실제 영상으로 판단될 때까지 반복적으로 수행한다. 본 논문에서 독일 사진측량, 원격탐사 및 공간정보학회(DGPF)가 구축하고 국제 사진측량 및 원격탐사학회(ISPRS)가 제공하는 데이터 셋 중에서 라이다 반사강도 데이터와 적외선 정사영상을 GAN기반의 Pix2Pix 모델 학습에 사용하여 엄밀정사영상을 생성하는 두 가지 방법을 제안하였다. 첫 번째 방법은 라이다 반사강도영상을 입력하고 고해상도의 정사영상을 목적영상으로 사용하여 학습하는 방식이고, 두 번째 방법에서도 입력영상은 첫 번째 방법과 같이 라이다 반사강도영상이지만 목적영상은 라이다 점군집 데이터에 칼라를 지정한 저해상도의 영상을 이용하여 재귀적으로 학습하여 점진적으로 화질을 개선하는 방법이다. 두 가지 방법으로 생성된 정사영상을 FID(Fréchet Inception Distance)를 이용하여 정량적 수치로 비교하면 큰 차이는 없었지만, 입력영상과 목적영상의 품질이 유사할수록, 학습 수행 시 epoch를 증가시키면 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 본 논문은 딥러닝으로 엄밀정사영상 생성 가능성을 확인하기 위한 초기단계의 실험적 연구로서 향후 보완 및 개선할 사항을 파악할 수 있었다.

머신러닝과 KSCA를 활용한 디지털 사진의 색 분석 -한국 자연 풍경 낮과 밤 사진을 중심으로- (Color Analyses on Digital Photos Using Machine Learning and KSCA - Focusing on Korean Natural Daytime/nighttime Scenery -)

  • 권희은;구자준
    • 트랜스-
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    • 제12권
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    • pp.51-79
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    • 2022
  • 본 연구에서는 색채 계획을 통해 콘텐츠를 제작할 때 참고할 만한 색을 도출하는 방법을 모색하기 위하여 진행되었다. 대상이 된 이미지는 한국 내의 자연풍광을 다룬 사진들로 머신러닝을 활용해 낮과 밤이 어떤 색으로 표현되는지 알아보고, KSCA를 통해 색 빈도를 도출하여 두 결과를 비교, 분석하였다. 낮과 밤 사진의 색을 머신러닝으로 구분한 결과, 51~100%로 구분했을 때, 낮의 색의 영역이 밤의 색보다 2.45배가량 더 많았다. 낮 class의 색은 white를 중심으로, 밤 class의 색은 black을 중심으로 명도에 따라 분포하였다. 낮 class 70%이상의 색이 647, 밤 class 70% 이상의 색이 252, 나머지(31-69%)가 101개로서 중간 영역의 색의 수는 적고 낮과 밤으로 비교적 뚜렷하게 구분되었다. 낮과 밤 class의 색 분포 결과를 통해 명도로 구분되는 두 class의 경계 색채값이 무엇인지 확인할 수 있었다. KSCA를 활용해 디지털 사진의 빈도를 분석한 결과는 전체적으로 밝은 낮 사진에서는 황색, 어두운 밤 사진에서는 청색 위주의 색이 표현되었음을 보여주었다. 낮 사진 빈도에서는 상위 40%에 해당하는 색이 거의 무채색에 가까울 정도로 채도가 낮았다. 또 white & black에 가까운 색이 가장 높은 빈도를 보여 명도차가 크다는 것을 알 수 있었다. 밤 사진의 빈도를 보면 상위 50% 가량 되는 색이 명도 2(먼셀 기호)에 해당하는 어두운 색이다. 그에 비해 빈도 중위권(50~80%)의 명도는 상대적으로 조금 높고(명도 3-4), 하위 20%에서는 여러 색들의 명도차가 크다. 난색들은 빈도 하위 8% 이내에서 간헐적으로 볼 수 있었다. 배색띠를 보았을 때, 전체적으로 남색을 위주로 조화로운 배색을 이루고 있었다. 본 연구의 색의 분포와 빈도의 결과값은 한국 내의 자연 풍경에 관한 디지털 디자인의 색채 계획에 참고 자료로 활용될 수 있을 것이다. 또한 색 분포를 나눈 결과는 해당색이 특정 디자인의 주조색이나 배경색으로 사용될 경우에 두 class 중 어느 쪽에 더 가까운 색인지에 대해 참고사항이 될 수 있을 것이며, 분석 이미지들을 몇 가지 class로 나눈다면, 각 class의 색 분포의 특성에 따라 분석 이미지에 사용되지 않은 색도 어느 class에 얼마큼 더 가까운 이미지인지 도출할 수 있을 것이다.

유방암 환자에서 골전이에 대한 핵의학적 평가 (Assessment of Bone Metastasis using Nuclear Medicine Imaging in Breast Cancer : Comparison between PET/CT and Bone Scan)

  • 조대현;안병철;강성민;서지형;배진호;이상우;정진향;유정수;박호용;이재태
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권1호
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    • pp.30-41
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    • 2007
  • 목적 : 유방암 환자에서 골전이는 Tc-99m MDP를 이용한 전신 골스캔이 주로 이용되며, 이 검사 기법은 높은 예민도를 나타내나 특이도가 낮다는 단점을 가진다. F-18 FDG를 이용한 PET 검사는 높은 해상도를 가지며 골스캔이 비하여 높은 분해능을 가지며 골전이 진단성능이 높다. PET에 CT 영상 기법이 도입된 F-18 FDG PET/CT는 PET 검사와 동시에 CT 영상정보를 제공함으로써, 유방암환자의 골전이 평가에 PET 보다 더 높은 검사의 정확도를 나타낼 수 있다. 본 연구는 유방암 환자에서 골 전이여부를 평가하는데, F-18 FDG PET/CT와 골스캔의 진단성능과 유용성을 비교해 보았다. 대상 및 방법 : 유방암으로 진단받은 후 병기 판정위하여 혹은 유방암 수술후 재발 평가를 위하여, Tc-99m MDP 골스캔과 F-18 FDG PET/CT를 1주일 간격이내에 시행한 여성환자 157명 ($28{\sim}78$세, 평균연령=$49.5{\pm}8.5$세)을 대상으로 하였다. 골전이 병소의 최종진단은 조직학적검사, 방사선상학적 검사, 임상적 추적관찰을 이용하였다. 골스캔은 Tc-99m MDP를 740 MBq을 투여한 4시간 후에 평면감마카메라 영상을 얻었다. 골스캔 소견은 정상소견, 저확률, 중간확률, 고확률로 구분하였다. PET/CT 검사는 6시간 이상 금식 이후에 시행하였으며, F-18 FDG 370 MBq을 정맥주사를 시행한 후 1시간동안 안정을 취한 후 3D 방식으로 영상을 획득하였다. CT 촬영은 조용한 호흡 중에 시행되었고 감쇠보정에 이용하였다. 생리적인 섭취증가를 제외하고, 주위 골의 섭취에 비해 높은 섭취를 보이는 경우 이상섭취로 판단하였다. FDG 섭취정도의 정량화는 SUVmax와 SUVrel를 이용하였다. 결과: 대상환자 가운데 6명이(4.4%) 골전이 소견을 나타내었으며, 골스캔은 4명(66.6%)의 환자에서만 진단할 수 있었고, PET/CT는 6명 (100%) 모두를 진단할 수 있었다. 골스캔과 PET/CT에서 발견된 골병소의 수 135개이었으며, 양성병소가 27개, 전이병소가 108개였다. 골전이 병소는 양성 골병소에 비하여 높은 SUVmax 및 SUVrel을 나타내었다($4.79{\pm}3.32$ vs $1.45{\pm}0.44$, p=0.000, $3.08{\pm}2.85$ vs $0.30{\pm}0.43$, p=0.000). 108개의 골전이 병소 가운데 76개(70.4%)의 병소가 골스캔 상 이상섭취 소견을 나타내었으며, 동일한 76개(70.4%)의 병소가 FDG 섭취증가 소견을 나타내었다. 골병소부위의 골스캔상 이상섭취 유무와 PET상 섭취증가 유무는 유의한 일치도를 나타내었다(Kendall tau-b : 0.689, p=0.000). 골전이 병소 가운데 골스캔상 양성소견을 보인 병소는 그렇지 않은 병소에 비하여 높은 SUVmax 와 SUVrel을 나타내었다($6.03{\pm}3.12$ vs $1.09{\pm}1.49$, p=0.000, $4.76{\pm}3.31$ vs $1.29{\pm}0.92$, p=0.000). 골전이 병소의 발생부위는 척추골이 가장 많았으며, 골반골, 늑골, 두개골, 흉골, 견갑골, 대퇴골, 쇄골, 상완골 순서였다. 두개골 전이병소에 SUVmax가 가장 높은 값을 나타내었으며, 늑골의 SUVrel가 가장 높은 값을 나타내었다. 경화성 골전이 병소가 다른 형태의 골전이 병소에 비하여 낮은 SUVmax와 SUVrel 값을 나타내었다. 결론: 유방암 환자의 골전이 평가시 골스캔에 비하여 F-18 FDG PET/CT의 진단적 예민도가 더 높게 나타났다. 경화성 골전이 병소는 FDG 이상섭취가 없는 경우가 많아 CT 소견의 면밀한 검토가 필요하다고 생각된다.

수아세포종의 수술 후 외부 방사선치료 (Postoperative External Beam Radiotherapy for Medulloblastoma)

  • 전하정;이명자
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제18권2호
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    • pp.101-106
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    • 2000
  • 목적 : 수아세포종에 대한 수술 후 두개척수 방사선종양학 의학용어집에 따라 방사선치료의 효과를 평가하고 최적의 방사선치료 방법을 알아보고자 함이 본 연구의 목적이다. 대상 및 방법 : 1984년 5월부터 1998년 4월까지 본원 치료방사선과에서 두개척수 외부 방사선치료를 받은 43명의 수아세포종 환자를 후향적으로 분석하였다. 추적기간은 18개월에서 U개월이었으며 중앙추적기간은 47개월이었다. 남자는 27명이었고 여자는 16명으로서 남자와 여자의 비율은 1.7: 1이었다. 5명의 환자에서는 조직검사만을 시행하였고 14명에서는 육안적 완전절제술, 나머지 24명의 환자에서는 아절제술을 시행하였다. 모든 환자는 두개척수 방사선치료를 받았고, 39명의 환자는 최소 5,000 cGy의 방사선을 원발부위에 조사받았으며 40명의 환자는 최소 3,000cGy의 방사선을 척수에 조사받았다. 결과 : 대상환자 43명의 5년 및 7년 생존율은 67$\%$ 및 56$\%$이었고, 5년 및 7년 무병생존율은 각각 60$\%$ 및 51$\%$이었다. 원발병소의 국소제어율은 5년 및 7년에 각각 77$\%$ 및 67$\%$이었다. 육안적 완전절제술 및 아절제술을 시행받은 환자의 5년 생존율은 각각 76$\%$ 및 66$\%$이었으며 반면에 조직검사만을 시행받은 환자는 5년 생존율이 40$\%$에 불과 하였다. 총 18명의 재발환자 중 11명에서 원발부위가 재발부위이었으며 7명의 환자는 원발병소에서만 재발하였다. 4명의 환자는 척수에서, 3명의 환자는 원격전이만을 보였고 나머지 4명의 환자에서는 원발부위를 포함하여 여러부위에서 재발하는 양상을 나타내었다. 결론 : 수아세포종의 뇌척추 방사선치료는 유의한 치료 부작용이 없는 효과적인 치료요법이었다. 그러나 원발부위의 국소치료효과를 높이기 위하여 개선하여야 할 점이 있는 것으로 사료되며 이는 다분할조사, 정위적 방사선수술 및 삼차원 입체 조형치료 등 방사선요법의 기술적 발전으로 이루어 질 수 있을 것으로 생각된다.

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레이저 스캐너를 이용한 벼 군락 초장 추정 (Estimation of Rice Canopy Height Using Terrestrial Laser Scanner)

  • 권동원;상완규;장성율;임우진;박혁진;이지현;조정일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.387-397
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    • 2023
  • 식물의 초장은 작물의 생육상태를 가시적으로 파악 할 수 있는 생육지표로 수량과 상관성이 높아 작물 육종이나 재배 연구에 널리 사용된다. 초장과 같은 작물의 생육특성 조사는 전통적으로 자를 이용하여 사람이 직접 조사하였으나 최근 센싱, 영상 기술이 발전하면서 작물의 생육을 효율적으로 조사하기 위해 생육계측 기술을 디지털 전환하려는 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 넓은 범위에 걸쳐 정밀한 측정이 가능한 레이저 스캐너를 사용하여 다양한 질소 시비 수준에서 재배된 벼 군락의 높이를 측정하고 실측 초장과 비교 분석을 수행하였다. 군락의 높이는 레이저 스캐너로 수집된 포인트 클라우드의 상위 1% 점의 높이를 계산하여 측정하였다. 상위 1% 점의 높이를 이용하여 추정한 초장이 실측 초장과 가장 높은 결정계수를 보였고(R2 = 0.93, RMSE = 2.73), 선형회귀식을 도출하 여 이를 근거로 레이저 스캐너로 측정된 군락의 높이를 실측 초장으로 변환하였다. 질소 시비 조건 및 생육 시기별로 수집된 실측 초장과 추정 값(레이저 스캐너로 측정된 군락 높이 기반으로 계산된 초장)을 종합하여 벼의 생육그래프를 도출한 결과, 레이저 스캐너 기반 초장 측정 기술이 벼의 초장과 생육을 평가하는데 충분히 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 향후, 레이저 스캐너에서 도출된 3차원 영상은 작물 군락의 생육량 추정, 작물 초형 분석 등에 적용 가능할 것으로 판단되며, 기존 작물 생육조사 방식의 디지털 전환을 위한 기술로 활용될 수 있을 것이다.

췌장암 환자의 양전자방출단층촬영(PET) 검사 시 혈당치와 영상에 관한 분석 (Comparison of Blood Glucose Level in Pancreatic Cancer on $^{18}F$-FDG PET)

  • 오신현;이승재;박훈희;박용성;강천구;임한상;김재삼;이창호
    • 핵의학기술
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    • 제15권1호
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    • pp.65-69
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    • 2011
  • 양전자방출단층촬영 검사 시 정상 췌장의 FDG 섭취가 낮으며, 췌장암은 높은 FDG 섭취를 보이는 종양이므로 PET을 이용하여 췌장 병변의 악성 여부를 진단할 수 있다. 그러나 췌장암 환자에서 당뇨병의 유병률이 높다는 것은 여러 보고에서 잘 알려져 있고, 혈당의 수치가 정상 범위 이상인 경우엔 FDG 섭취가 감소하게 된다. 그러므로 혈당의 수치를 정상 범위로 조절하기 위해 검사를 지연시켜 환자의 불편함 뿐만 아니라 검사 일정 조정에도 지장을 초래 한다. 본 연구에서는 PET 검사 시 췌장암 환자의 혈당치가 영상에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구는 PET 검사를 위해 본원 핵의학과에 내원한 100명의 환자를 대상으로 하였다. 검사 직전 공복 혈장 포도당농도를 측정하여 당뇨병을 진단받은 환자군과 진단받지 않은 환자군으로 분류하였다. 영상분석은 당뇨병을 진단받지 않은 환자군, 당뇨병을 진단받은 환자군 중 7.0 mmol/L (126 mg/dL) 이상 그리고 미만인 세 그룹의 간과 폐에 관심영역(ROI)을 설정하고 최대 표준화 섭취 계수 ($SUV_{max}$)를 구하여 SPSS ver. 17을 이용하여 비교 분석하였다. 100명의 환자 중 남자 53명, 여자 47명이었고 평균 연령은 $60.1{\pm}13.5$세였다. 췌장암과 당뇨병이 같이 있는 환자들이 36명(남 22명, 여 14명)으로 36%였다. 또 검사 직전 공복 혈장 포도당농도가 7.0 mmol/L 이상인 환자는 100명 중 15명, 미만인 환자는 85명이었다. 당뇨병을 진단받은 환자군 중 7.0 mmol/L 이상, 미만, 당뇨병 진단을 받지 않은 그룹 간의 간과 폐에서의 $SUV_{max}$는 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 결론적으로 췌장암 환자의 당뇨병 유병율이 높았고, PET 검사 시 공복 혈당치가 정상 혈당치보다 높아도 검사 전처치가 잘되어 있으면 영상을 진단하는데 큰 어려움을 주지 않을 것이라 생각된다. 또한 혈당치 조절을 위한 검사실 일정 조정에 변화를 주지 않을 뿐만 아니라, 추가적인 공복 기간으로 오는 불편함을 줄일 수 있을 것이라 사료된다.

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