• 제목/요약/키워드: 3D스캔데이터

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터널 막장 3차원 지형모델 상에서의 불연속면 자동 매핑을 위한 딥러닝 기법 적용 방안 (Deep Learning Approach for Automatic Discontinuity Mapping on 3D Model of Tunnel Face)

  • 추엔 팜;신휴성
    • 터널과지하공간
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    • 제33권6호
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    • pp.508-518
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    • 2023
  • 이 논문은 LiDAR 스캔 또는 사진측량 기술에 의해 재구성된 3D 디지털 모델을 기반으로 터널 벽면의 불연속면을 자동으로 매핑하는 새로운 접근 방식을 제안한다. 본 제안에서는 U-Net이라 불리는 딥러닝 시맨틱 영역분할 모델을 사용하며, 터널 막장면의 3D 지형 모델에서 불연속면 영역을 식별해 낸다. 제안된 딥러닝 모델은 투영된 RGB 이미지, 면의 깊이 이미지 및 국부적인 면의 표면 속성 이미지(즉, 법선 벡터 및 곡률 이미지)를 포함한 다양한 정보를 종합 학습하여 기본 3차원 이미지에서 불연속면 영역을 효과적으로 분할한다. 이후 영역분할 결과는 면의 깊이 맵과 투영 행렬을 사용하여 3D 모델로 다시 투영시키고, 3D 공간 내에서 불연속면의 위치 및 범위를 정확하게 표현한다. 영역분할 모델의 성능은 영역 분할된 결과를 해당 지면 실측 값과 비교함으로써 평가하였으며, IoU(intersection-over-union) 값이 약 0.8 정도로 나타나 영역분할 결과의 높은 정확성을 확인하였다. 여전히 학습데이터가 제한적 이었음에도 불구하고, 제안 기법은 3D 모델의 점군 데이터를 불연속면의 유사군으로 그룹화하기 위해 전 막장면의 법선 벡터와 클러스터링과 같은 비지도 학습기반 알고리즘에만 의존하던 기존 접근 방식의 한계의 극복 가능성을 보여주었다.

3D 지형데이터를 활용한 산지유역 토석류 흐름 모의에 관한 연구 (Simulation of the Debris Flow Diffusion in the Mountainous Watershed Using 3D Terrain Data)

  • 오채연;전계원
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.1-11
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    • 2019
  • 본 연구는 집중호우로 인해 많은 토석류가 발생한 강원도 인제군에 속한 설악산 국립공원 일대를 선정하고 현장 조사를 실시하였다. 유역의 특징을 분석하기 위해 GIS 기법을 이용하여 지형 공간자료를 구축하였으며, 재해 발생 이후의 지형자료 구축을 위하여 지상 LiDAR를 활용하여 토석류 발생 구간을 스캔하고 3D 지형자료를 생성하였다. LiDAR 지형자료는 기존 수치 지도(재해발생 이전)와 비교하여 정밀도를 평가하고 재해 발생 전·후의 지형자료를 비교 분석하였다. 그리고 FLO-2D 모형을 활용하여 토석류 확산면적을 산정하고 실제 토석류 발생 구간과 비교 분석하였다.

$PRESAGE^{REU}$ 겔 선량계의 분석 및 정도 관리 도구 개발 (Development of Quality Assurance Software for $PRESAGE^{REU}$ Gel Dosimetry)

  • 조웅;이재기;김현석;우홍균
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제25권4호
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    • pp.233-241
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    • 2014
  • 본 연구에서는 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 이용하여 방사선 치료계획 시 3차원 흡수선량 분포 검증을 위한 정도 관리 소프트웨어를 개발하여 겔을 이용한 3차원 선량분석 방법을 제시하고자 한다. 우선 치료계획상의 3차원 흡수선량 데이터와 측정한 겔 광학밀도 데이터의 입출력 기능을 구현하였고, 변환 테이블을 이용하여 광학밀도를 흡수선량으로 변환하는 기능을 구현하였다. 겔에서 측정된 흡수선량과 치료계획상의 흡수선량 분포간의 기하학적 매칭을 위하여 3D 볼륨 데이터의 x, y, z 방향 및 회전 변환을 구현하였다. 매칭이 완료된 두 선량 분포간에 일치도를 검증하기 위하여 3차원 감마 인덱스알고리듬을 구현하였고, 감마 통과 지도(gamma passing map) 기반의 일치도 확인 기능을 구현하였다. 광학밀도와 흡수선량간의 관계를 분석하기 위하여 원기둥 형태의 $PRESAGE^{REU}$ 겔을 대상으로 X-선 전산화 단층촬영기를 이용하여 CT 영상을 획득하였고, 방사선 치료계획 시스템(Eclipse, Varian, Palo Alto)을 이용하여 원반 형태의 6개의 가상 표적을 생성하여, 각각에 1 Gy에서 6 Gy까지 선량이 전달되도록 입체조형 방사선 치료계획을 수립하였다. 다음으로 광학 CT 스캐너($Vista^{TM}$, Modus Medical Devices Inc, Canada)를 이용하여 기준 투영 영상들을 획득하였고, 치료계획과 동일하게 겔에 방사선을 조사하였다. 조사2시간 후 매 2시간 간격으로 광학 CT 스캐너로 투영 영상 셋을 획득 후 3차원 광학밀도 데이터로 재구성하였다. 실린더 중심축을 따라 치료계획상의 흡수선량 프로파일과 광학밀도 프로파일을 추출하여 광학선량 대비 흡수선량 대응 테이블을 정의하였다. 이후 본 연구에서 개발한 소프트웨어를 이용하여 3차원상의 선량 분포의 일치도를 평가하였다. 광학밀도와 흡수선량간에는 supra-linear 관계가 나타났으며, 광학밀도는 그 크기에 따라 24시간당 60% 전후로 감쇄하였다. 측정된 흡수선량은 중심축 부근에서는 치료계획 선량과 잘 일치하였으나, 주변부로 갈수록 크게 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 이로 인하여 3D 감마 통과율은 선량 차이율과 DtoA 각각 3%/3 mm의 조건하에 70.36%로 낮게 나타났다. 이러한 결과는 광학 CT 스캐너 내부의 오일과 $PRESAGE^{REU}$ 겔간의 굴절률이 정확하게 매칭되지 않아서 광학 스캔 시 빔이 굴절되어 부정확한 데이터를 만들어 내는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발한 정도 관리소프트웨어는 3차원 겔 선량을 비교 분석하기에 유효한 것으로 평가되었으나, $PRESAGE^{REU}$ 겔로부터 정확한 흡수선량데이터를 획득하기 위해 겔 선량측정 과정의 많은 개선이 요구된다.

3D 스캔데이터를 활용한 동작에 따른 하반신 주요 부위별 체표면 변화 및 상관관계 - 20-24세 여성을 중심으로 - (Identification of the Relationship between Surface Variations of Lower Body Parts by Movement Using 3D Scan Data - A Focus on Women Aged 20 to 24 Years -)

  • 이소영;김지민
    • 복식
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    • 제67권3호
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    • pp.81-98
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    • 2017
  • The purpose of this study is to provide basic information for the development of pants patterns with a high level of fit and comfort through calculating surface variations of lower body parts by movement, grouping them into factors, and analyzing how their surface variations link to one another. The achieved results will help determine essential elements for constructing pants patterns, such as key measurements of lower body parts, the amount of ease values and selection of fabrics, which should be taken into consideration for allowing better movement in clothing. The study required lower body 3D scanning of women for analysis, and 13 women between the ages of 20-24 participated in the scanning, which was done by using Artec Eva 3D scanner. Their scanned data were digitalized and converted to measure the values of their lower body surface length and girth in pre-determined positions such as walking, stair climbing and sitting on a chair. These measurements have been statistically analyzed through SPSS 21.0 to obtain the average amounts and rates of extension for each of the measurement item. Some of the highlighted study results are as follows: The surface length and girth measurements were grouped into 4 factors based on their average extension rates. The results from correlation analysis between measurement items within each factor demonstrated that common items linked to all the changes in the values of other items in the three movements. But in most cases, items were not always correlated with each other for different movements. The results also showed that there were correlations between girth measurements, length measurements, and girth and length measurements. Therefore, key measurements for daily pants should be determined within reasonable estimations between relevant measurement items, while the measurements for work pants, which often withstand certain postures or repetitive movements, may require measurement items that are appro priate for, and closely related to, certain movements or tasks.

3D Body Scanning Data를 활용한 중년 남성용 슬림 핏(Slim-fit) 드레스 셔츠 바디스 패턴개발연구 (Bodice Pattern Development of the Slim-fit Dress Shirt for Middle-aged Males Using 3D Body Scanning Data)

  • 서추연
    • 한국의류학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.171-187
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    • 2016
  • The study performed a comparison analysis of market brand patterns for slim-fit dress shirts and analyzed the body surface development figure of men in their 40s using 3D body scan data and developed slim-fit dress shirt patterns suitable for middle-aged men. The sizes of slim-fit dress shirt patterns showed a slight difference depending on brand. The overlap map of slim-fit dress shirt patterns for brands demonstrates how difference of one-dimensional sizes reflect on two-dimensional patterns. This map provides useful information for pattern design and allows and easy recognition of pattern size differences. A try-on system evaluation through 3D-Simulation allows a grasp of the fitness of neckline and size tolerance of under the arms in front, the silhouette of side lines, and overall fitness in front that also allows analysis of the front/back balance of a shirt in side, the size tolerance proportion in front/back, and the fitness of the arm-hole line. Thus, we obtained try-on results that were equivalent to wearing actual clothing. According to the drafting size suggested in the developed final pattern, the total width was 'C/2+5.5cm', and the front was set at 1cm bigger in the size difference of the front and back. The width of the front neck and the back neck was set identically at 'C/12', while the width of the front neck was set to 'C/12+1.5cm'. For the armhole depth, we added 'C/4+2cm', and '0.5cm and 1.5cm' for the width of the front and back to anthropometry. The results of the try-on evaluation through 3D-Simulation indicated that the fitness of the final slim-fit dress shirt pattern was superior to available slim-fit dress shirt patterns on the market and evaluated as superior to the types for middle-aged men.

3D 변형가능 형상 모델 기반 3D 얼굴 모델링 (3D Face Modeling based on 3D Morphable Shape Model)

  • 장용석;김부균;조성원;정선태
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.212-227
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    • 2008
  • 3D 얼굴 모델링은 33공간에서 얼굴을 자유롭게 회전 시켜 다양한 얼굴 자세를 표현하고 조명 효과도 적절하게 모델링 할 수 있으므로, 얼굴 자세, 조명, 표정 등의 표현에 있어서 2D 얼굴 모델링에 비해 보다 정교하며 사실감이 뛰어나 얼굴 인식, 게임, 아바타 등에서 많은 요구가 존재한다. 본 논문에서는 3D 변형 가능 형상 모델에 기반을 둔 3D 얼굴 모델링 방법을 제안한다. 제안된 3D 얼굴 모델링 방법은 먼저 3D 스캐너를 통하여 획득한 3D 얼굴 스캔 데이터를 이용하여 3D 얼굴 변형 가능 형상 모델을 구축한다. 다음, 3D 얼굴 모델링을 하고자 하는 얼굴의 2D 이미지 시퀀스로부터, 해당 얼굴의 특징점들을 검출하고 이들을 매칭하여, 매칭된 특징점들로부터 인수분해 기반 SfM 기법을 이용하여 해당 특징점의 3D 버텍스 좌표 값을 구한다. 이후, 구한 3D 버텍스들을 3D 변형 가능 형상 모델에 정합하여 해당 얼굴의 3D 형상 모델을 얻는다. 또한, 2D 얼굴 이미지 시퀀스들로부터 뷰 독립적인 2D 원통 좌표 텍스쳐 맵을 구하고 이를 이용하여 3D 형상 모델을 렌더링 함으로써, 최종적으로 3B 얼굴 모델을 완성한다. 제안된 3D 얼굴 모델링 방법에 의한 3D 얼굴 모델 생성 과정을 통해서, 본 논문에서 제안한 3D 얼굴 모델링 방법이 기존의 얼굴 모델링 방법들에 비해 상대적으로 빠르고 비교적 정교하게 수행됨을 볼 수 있었다.

3차원 스캔 데이터에 의한 노년 남성의 발 측면유형 분류 (Classification of Elderly Men's Foot Side Type from 3D Scan Data)

  • 김남순;도월희
    • 한국의류학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.427-439
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    • 2014
  • This study identifies the foot side shapes of elderly men by classifying foot types according to 3D foot shapes and analyzing individual characteristics. The subjects were 284 elderly men over 60 years of age who lived in Gwangju and did not have foot related diseases. They were measured with a scanner (Nexcan$^{(R)}$ of K&I Technology) to obtain three dimensional feet shapes. Anthropometric measuring items consisted of 28 items estimated on the right foot of each subject. 3D scan data were analyzed by various statistical methods such as factor analysis, ANOVA and cluster analysis using the statistical program SPSS 19.0. A total of 7 factors were extracted through a factor analysis and these factors represent 77.56% of total variance. The 8 factors were: inside height and side gradient, ankle thickness, size from foot center to ankle, lateral malleolus height, forefoot height, instep and heel height and gradient. A total of 3 clusters (as foot type) were categorized using 7 factor scores by cluster analysis. Type 1 was classified as high forefoot and low midfoot compared to the length. Type 2 was classified as low forefoot and high midfoot, and type 3 was classified as low forefoot and low midfoot.

3차원 데이터획득 뇌 FDG-PET의 정확도 평가 (An Assessment of the Accuracy of 3 Dimensional Acquisition in F-18 fluorodeoxyglucose Brain PET Imaging)

  • 이정림;최용;김상은;이경한;김병태;최창운;임상무;홍성운
    • 대한핵의학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.327-336
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    • 1999
  • 목적: 이 연구의 목적은 3D FDG-PET 뇌영상의 정량적 정확도와 임상적 유용성을 연구하는 것이다. 대상 및 방법: 24명의 환자에게 약 370 MBq의 FDG를 주사하고 섭취되기까지 30분을 대기한 후 GE $Advance^{TM}$ PET을 사용하여 30분간의 2D 영상과 10분간의 3D 영상을 얻었다. 백질, 회백질, 병변, 정상조직의 관심영역 분석을 통하여 영상대비와 FDG 섭취비를 구하여 비교하였다. 3D PET의 효율을 최대화하기 위하여 투과스캔을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우의 감쇠보정 효과를 비교하였다. 결과 3D 영상의 영상대비는 2D 영상이 1 일 때 산란보정을 실행한 경우 회백질 대 백질에서 $0.95{\pm}0.12$, 정상 대 병변에서 $0.96{\pm}0.05$이었다. 2D 영상의 FDG 섭취비가 1일 때 3D 영상의 FDG 섭취비는 산란보정을 실행한 경우 $1.02{\pm}0.08$이었다. 3D 영상은 영상대비, 분해능, 영상 잡음에 대한 순위 척도평가에서 각각 81%, 83%, 81%에 해당되는 등급을 받아 선호도가 우수하였다. 3D 영상에서 계산감쇠보정 방법은 측정감쇠보정 방법에 필적하는 결과를 얻었다. 결론: 산란보정과 계산감쇠보정을 실시한 3D 영상은 일반적인 2D 영상과 비교하여 정량적으로 정확한 결과를 나타냈으며 정성적으로 유용하였다. 3D 영상은 일상 임상환경에 충분히 적용할 수 있으며 환자 스캔 시간을 단축하고 방사능 피폭량을 감소시키는 장점이 있었다.

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3D 인체 스캔 데이터를 이용한 11~15세 성장기 여성의 유방형태에 따른 유형 분류 (Classification of Breast Shape of Women Aged 11~15 Using 3D Body Scan Data)

  • 한정정;송화경;이규선
    • 한국의류산업학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.786-794
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    • 2017
  • The purpose of this study is to analyze and classify breast shape of women aged 11~15 using 3D body scan data. In this study, 250 women's body scans were selected from the 6th Size Korea dataset, and 30 items from each of the scan were measured using RapidForm XOR 3 program. The principal component analysis and cluster analysis were conducted using statistical program SPSS 17.0. The five principal components were identified; breast drooping and breast capacity, size from chest to under bust area, breast protrusion, breast height, and under breast angle & outer distance of breast. As the results of cluster analysis, woman's breast types were classified into four types. The breast type 1 was protrusion type (25.1%) which is considered as the breast maturity stage. The breast type 2 had the most drooped breast covering a large area (20.2%). The breast type 3 had the least prominent breast with a highest nipple point, which was considered as the early breast development stage (38.9%). The breast type 4 had the obesity of the chest and breast circumferences with the slightly prominent and the least drooped breast (15.8%). This study can provide fundamental information to develop sizing system and brassiere pattern for junior girls.

Flap folding suture를 활용한 판막의 고정에 따른 임플란트 주변 연조직 3차원 부피 변화 관찰 (3D analysis of soft tissue around implant after flap folding suture)

  • 정세영;강대영;신현승;박정철
    • 구강회복응용과학지
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    • 제37권3호
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    • pp.130-137
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    • 2021
  • 목적: 다양한 봉합술을 통해 임플란트 주변에 최적화된 각화점막을 확보하려는 시도가 진행되었다. 본 연구의 목적은 임플란트 식립 후 2개의 서로 다른 봉합술 시행 후 연조직의 치유 양상을 평가하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 15명의 환자에서 18개의 임플란트가 식립되었고 연구에 포함되었다. 부가적인 골이식 없이 단순 임플란트 식립만 진행하였다. 2개의 서로 다른 봉합술을 이용해 paramarginal flap design을 시행한 협측 판막을 임플란트 치유 지대주 하방으로 고정하였다. 디지털 구내 스캐너를 이용하여 초진, 수술 직후, 발사, 3개월 시점에 스캔을 진행하였다. 각 시점에 따른 스캔 데이터를 인접치의 교두, 소와, 치유지대주 등의 여러 점들을 기준으로 초진 데이터와 중첩하였다. 각 시점의 스캔 데이터를 초진 데이터와 subtraction한 다음 임플란트 주위 연조직의 증가량에 해당하는 폐곡면의 부피를 측정하였다. 폐곡면의 부피는 mm3 단위로 계측하였다. 3개 시점에서 2개의 서로 다른 봉합술에 의한 부피 변화를 비교하기 위해 nonparametric rank-based 분석을 시행하였다. 결과: 양쪽 군 모두 치유는 양호하였다. 양쪽 봉합군은 수술 후 즉시 연조직 부피의 증가를 보여주었다. 3개월에 걸쳐 부피는 시간에 따라 유의성 있게 감소하였다(P < 0.001). Flap folding suture 군의 연조직 부피는 3개월 시점에서 interrupted suture 군보다 더욱 높은 중앙값을 보였으나 통계적 유의성은 없었다(P > 0.05). 결론: 임플란트 시행 시 paramarginal flap 형태로 거상된 판막을 flap folding suture로 고정한 군은 3개월 치유 기간 후 interrupted suture 군보다 더욱 높은 연조직 증강 수치를 보였다. 하지만 좀더 장기적인 관찰 연구가 필요할 것으로 사료된다.