• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.157-163
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• 2017

객체 분할 방식은 객체를 먼저 분할한 후, 검출된 객체에 대해 해충 검출 알고리즘을 적용하므로 해충 개체를 검출하는 데 필요한 처리 비용이 줄어드는 장점이 있다. 본 논문에서는 페로몬 트랩 영상에서 해충 검출을 위한 객체 분할 방법을 제안한다. 제안한 방법은 전처리, 문턱치 처리, 형태학적 필터링, 레이블링 처리로 구성된다. 이들 과정 중 문턱치 처리는 객체 분할의 성능을 좌우하는 매우 중요한 처리 과정이다. 제안한 방법은 문턱치 처리 과정에서 해충 영상의 국소적 특성을 반영하므로 매우 정교한 문턱치 처리를 할 수 있다. 과수원에 설치된 페로몬 트랩에서 수집된 복숭아심식나방 영상에 대해 Otsu의 방법의 전역적 방식과 국소적 방식, 그리고 제안한 방법으로 처리한 결과, 제안한 방법이 조명과 배경의 특성을 잘 반영함을 알 수 있었다. 페로몬 트랩에 수집된 복숭아심식나방 영상에 대해 객체 분할과 개체 분류를 수행하였다. 개체 분류는 SVM 분류기로 학습하여 사용하였다. 실험에서 제안한 방법으로 10개의 해충 영상에 대해 복숭아심식나방 검출 결과 95%의 평균 검출율을 보임으로써 과수원의 복숭아심식나방의 개체 모니터링 방법으로서 효과적임을 보였다.

• 대한핵의학회지
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• 제37권3호
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• pp.162-170
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• 2003

이 논문에서는 한국인의 뇌 기능 영상 연구에서의 정확한 분석을 위한 한국인 뇌 확률 지도를 제작하였고 이를 실제 기능 영상 연구에 적용할 수 있도록 하는 뇌 위치 정보 추출 프로그램에 대하여 소개하였다. 한국인의 표준 뇌 확률 지도를 작성하기 위하여 정신과적 병력이 없는 정상인 76개의 뇌 영상을 서울대학교 신경정신과와 핵의학과로부터 수집하였으며, 이를 바탕으로 표준 뇌 영상을 결정하였다. 결정된 표준 뇌 영상은 숙련된 전문의로부터 89개의 해부학적 영역으로 분할하는 작업이 이루어졌다. 표준 뇌 영상에서 분할된 정보들은 자동 분할 알고리즘에서의 기준으로 사용되어 나머지 75개의 뇌 영상들에 대해서도 해부학적 정보들을 가지도록 하였다. 76개의 뇌 영상들에 생성된 각각의 89개의 해부학적 정보들은 동일 위치에서의 확률정보로서 변환되어 뇌 확률 지도를 생성하였다. 제작된 한국인의 뇌 확률지도는 한국인의 뇌에 대한 편차 정보와 해부학적인 정보를 가지며 이는 한국인의 기능 영상 연구에 있어서 보다 정확한 결과를 제시할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.256-262
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• 2004

로봇이 자율주행을 하는데 있어 중요한 요소는 로봇 스스로 위치를 추정하고 동시에 주위 환경에 대한 지도를 작성하는 것이다. 본 논문에서는 어안렌즈를 이용한 비전 기반 위치 추정 및 매핑 알고리즘을 제안한다. 로봇에 어안렌즈가 부착된 카메라를 천정을 바라볼 수 있도록 부착하여 스케일 불변 특징을 갖는 고급의 영상 특징을 구하고, 이 특징들을 맵 빌딩과 위치 추정에 이용하였다. 전처리 과정으로 어안렌즈를 통해 입력된 영상을 카메라 보정을 행하여 축방향 왜곡을 제거하고 레이블링과 컨벡스헐을 이용하여 보정된 영상에서 천정영역과 벽영역으로 분할한다. 최초 맵 빌딩시에는 분할된 영역에 대해 특징점을 구하고 맵 데이터베이스에 저장한다. 맵 빌딩이 종료될 때까지 연속하여 입력되는 영상에 대해 특징점들을 구하고 맵과 매칭되는 점들을 찾고 매칭되지 않은 점들에 대해서는 기존의 맵에 추가하는 과정을 반복한다. 위치 추정은 맵 빌딩 과정과 맵 상에서 로봇의 위치를 찾는데 이용된다. 로봇의 위치에서 구해진 특징점들은 로봇의 실제 위치를 추정하기 위해 기존의 맵과 매칭을 행하고 동시에 기존의 맵 데이터베이스는 갱신된다. 제안한 방법을 적용하면 50㎡의 영역에 대한 맵 빌딩 소요 시간은 2분 이내, 위치 추정시 위치 정확도는 ±13cm, 로봇의 자세에 대한 각도 오차는 ±3도이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제15권2호
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• pp.147-158
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• 1999

지표면에 대한 다양한 정보를 제공해 주는 원격탐사기법은 수 십년 동안 우리의 환경을 관찰하고 이해하는데 중요한 역할을 해왔다. 이러한 원격탐사 자료를 이용하는데 다양한 디지털 영상처리기법이 도입되어 자료에서 관찰되는 여러 가지 특성을 모형화하고 처리하는데 매우 유용하게 활용되어져 왔다. 화소들 간의 공간적 관계를 고려하는 Markov Random Field (MRF) 모형은 텍스처 모델링이나 영상분할 및 분류와 같은 여러 분야에서 많이 이용되는 모형으로 이것에 기초한 다양한 알고리즘이 발표되었다. 보통 원격탐사 자료는 그 크기가 매우 크고 시간적 간격을 두고 변화를 관측해 가는 경우에는 분석해야할 자료의 양이 매우 방대하다. 이러한 자료를 처리하는데 걸리는 시간은 처리해야할 자료의 양과는 비선형적 관계에 있다. 본 논문에서는 MRF를 이용하여 원격탐사 자료를 처리할 때 걸리는 시간을 단축하기 위한 방법론이 연구되었다. 이를 위해 논리적 구조로 영상을 피라미드형태로 감소하는 크기로 분석하는 multiresolution 구조가 고려되었는데 이는 연상의 거시적 특징과 미세한 특징을 효율적으로 분석할 수 있는 방법을 제공해 준다. 영상의 크기가 커질수록 파라미터 추정 또한 복잡하고 많은 시간을 요하게 된다. 본 논문에서는 이를 위해 Bayesian 방법을 이용하여 원격탐사 영상과 같은 크기가 큰 영상의 MRF 모형의 파라미터를 효율적으로 추정할 수 있는 방법에 제안되어 있다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.35-45
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• 2022

현대에도 일부 소외된 지역에서는 의료 인력의 부족으로 인해 위·중증 환자에 대한 치료가 지연되는 경우가 많다. 의료 데이터에 대한 분석을 자동화하여 의료 서비스의 접근성 문제 및 의료 인력 부족을 해소하고자 하는 연구가 계속되고 있다. 컴퓨터 비전 기반의 진료 자동화는 훈련 목적에 대한 데이터 수집 및 라벨링 작업에서 많은 비용이 요구된다. 이러한 점은 희귀질환이나 시각적으로 뚜렷하게 정의하기 어려운 병리적 특징 및 기전을 구분하는 작업에서 두드러진다. 이상 탐지는 비지도 학습 전략을 채택함으로써 데이터 수집 비용을 크게 절감할 수 있는 방법으로 주목된다. 본 논문에서는 기존의 이상 탐지 기법들을 기반으로, 흉부 X-RAY 영상에 대해 이상 탐지를 수행하는 방법을 다음과 같이 제안한다. (1) 최적 해상도로 샘플링된 의료 영상의 색상 범위를 정규화한다. (2) 무병변 영상으로부터 패치 단위로 구분된 중간 수준 특징 집합을 추출하여 그 중 높은 표현력을 가진 일부 특징 벡터들을 선정한다. (3) 최근접 이웃 탐색 알고리즘을 기반으로 미리 선정된 무병변(정상) 특징 벡터들과의 차이를 측정한다. 본 논문에서는 PA 방식으로 촬영된 흉부 X-RAY 영상들에 대한 제안 시스템의 이상 탐지 성능을 세부 조건에 따라 상세히 측정하여 제시한다. PadChest 데이터세트로부터 추출한 서브세트에 대해 0.705 분류 AUROC를 보임으로써 의료 영상에 대한 이상 탐지 적용의 효과를 입증하였다. 제안 시스템은 의료 기관의 임상 진단 워크플로우를 개선하는 데에 유용하게 사용될 수 있으며, 의료 서비스 접근성이 낮은 지역에서의 조기 진단을 효율적으로 지원할 수 있다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.166-172
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• 2022

본 연구에서는 전동 이동 보조기기를 이용하는 교통약자의 이동을 저해하거나 불편을 초래하는 횡단 보도, 측구, 맨홀, 점자블록, 부분 경사로, 임시안전 방호벽, 계단, 경사형 연석과 같은 주행 장애물 객체를 촬영한 뒤 객체를 분류하고 이를 자동 인식하는 최적의 AI 모델을 개발하여 주행 중인 전동 이동 보조기기의 전방에 나타난 장애물을 효율적으로 판단할 수 있는 알고리즘을 구현하고자 한다. 객체 검출을 높은 확률로 AI 학습이 될 수 있도록 데이터 셋 구축 시 라벨링 형태를 폴리곤 형태로 라벨링 하며, 폴리곤 형태로 라벨링 된 객체를 탐지할 수 있는 Detectron2 프레임워크를 활용하여 Mask R-CNN 모델을 활용하여 개발을 진행하였다. 영상 획득은 일반인과 교통약자의 두 개 그룹으로 구분하여 진행하였고 테스트베드 2개 지역에서 얻어진 영상정보를 확보하였다. Mask R-CNN 학습 결과 파라미터 설정은 IMAGES_PER _BATCH : 2, BASE_LEARNING_RATE 0.001, MAX_ITERATION : 10,000으로 학습한 모델이 68.532로 가장 높은 성능을 보인 것이 확인되어 주행 위험, 장애 요소를 빠르고 정확하게 사용자가 인지할 수 있도록 하는 딥러닝 모델을 구축이 가능한 것을 확인할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권2호
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• pp.183-192
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• 2023

위성영상 및 항공사진과 같은 원격탐사 자료들은 영상판독과 영상처리 기법을 통하여 영상 내의 객체를 탐지하고 추출하는 데에 사용될 수 있다. 특히, 원격탐사 자료의 해상도가 향상되고, 딥러닝(deep learning) 모델 등과 같은 기술의 발전으로 인하여 관심객체를 자동으로 추출하여 지도갱신 및 지형 모니터링 등에 활용될 수 있는 가능성이 증대되고 있다. 이를 위해, 본 연구에서는 의미론적 분할에 사용되는 대표적인 딥러닝 모델인 fully convolutional densely connected convolutional network (FC-DenseNet)을 기반으로 하여 항공정사영상 내 존재하는 비닐하우스를 추출하고, 이에 대한 결과를 정량적으로 평가하였다. 농림축산식품부의 팜맵(farm map)을 이용하여 담양, 밀양지역의 비닐하우스에 대한 레이블링을 수행하여 훈련자료를 생성하고, 훈련자료를 이용하여 FC-DenseNet의 훈련을 수행하였다. 원격탐사자료에 딥러닝 모델을 효과적으로 이용하기 위하여, 각 밴드별 특성이 유지되도록 instance norm을 이용하여 정규화과정을 수행하였으며, attention module을 추가하여 각 밴드별 가중치를 효과적으로 산정하였다. 실험결과, 딥러닝 모델을 이용하여 영상 내 존재하는 비닐하우스 지역을 효과적으로 추출할 수 있음을 확인하였으며 팜맵, 토지피복지도 등의 갱신에 활용될 수 있을 것으로 판단하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.119-125
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• 2023

본 연구에서는 전동 이동 보조기를 이용하는 교통약자의 이동을 저해하거나 불편을 초래하는 횡단 보도, 측구, 맨홀, 점자블록, 부분 경사로, 임시안전 방호벽, 계단, 경사형 연석과 같은 주행 장애물 객체를 촬영한 뒤 객체를 분류하고 이를 자동 인식하는 최적의 AI 모델을 개발하여 주행 중인 전동 이동 보조기 전방에 나타난 장애물을 효율적으로 판단할 수 있는 알고리즘을 구현하고자 한다. 객체 검출을 높은 확률로 AI 학습이 될 수 있도록 데이터 셋 구축 시 라벨링 형태를 폴리곤 형태로 라벨링 하며, 폴리곤 형태로 라벨링 된 객체를 탐지할 수 있는 Detectron2 프레임워크를 활용하여 Mask R-CNN 모델을 활용하여 개발을 진행하였다. 영상 획득은 일반인과 교통약자의 두 개 그룹으로 구분하여 진행하였고 테스트베드 2개 지역에서 얻어진 영상정보를 확보하였다. Mask R-CNN 학습 결과 파라미터 설정은 IMAGES_PER _BATCH : 2, BASE_LEARNING_RATE 0.001, MAX_ITERATION : 10,000으로 학습한 모델이 68.532로 가장 높은 성능을 보인 것이 확인되어 주행 위험, 장애 요소를 빠르고 정확하게 사용자가 인지할 수 있도록 하는 딥러닝 모델을 구축이 가능한 것을 확인할 수 있었다.

• 핵의학기술
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• 제23권2호
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• pp.13-19
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• 2019

뇌혈류 영상용 방사성의약품 Tc-99m HMPAO는 방사분해에 의해 발생하는 중간산물 때문에 화학적으로 불안정하고, 불순물 생성이 많아 표지효율 저하가 나타나기 쉽다. 과산화테크네슘(free pertechnetate)은 뇌혈류장벽을 통과하지 못하고 침샘과 구강 점막에 집적되며, 불순물이 제거되지 않으면 영상 품질이 저하되어 시각적 평가에 오류가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구는 Tc-99m HMPAO를 이용한 뇌혈류 단일광자방출단층촬영(brain perfusion SPECT)에서 타액분비촉진제(sialogogues) 투여가 침샘 및 구강 점막에 집적된 불순물을 줄여 영상 품질 향상에 유용한지 알아보고자 하였다. 뇌혈류 단일광자방출단층촬영을 시행한 환자 중 연구에 동의한 30명을 대상으로 침샘 섭취계수(uptake coefficient)와 뇌혈류 영상을 비교 분석 하였다. 방사성의약품 Tc-99m HMPAO 555 MBq을 투여 후 기저(basal) 두 경부 전면 영상과 뇌혈류 투사상(projection view)을 획득하였다. 타액분비촉진제 구연산(citric acid)을 사용하여 침샘을 자극시킨 후 기저영상 획득 방법과 동일하게 침샘 자극 후 영상(post-citric acid image)을 얻었다. Siemens사의 영상처리 프로그램을 사용하여 좌 우 침샘부위에 관심영역을 설정한 다음 타액분비촉진제 투여 전 후 침샘 섭취계수의 평균차이를 분석(paired t-test)하였으며, 뇌혈류 영상 비교는 획득한 투사상을 반복적재구성(iterative reconstruction) 방법으로 영상을 재구성하여 비교 분석하였다. 두 경부 전면 영상의 침샘 섭취계수를 비교 분석한 결과 구연산 투여 전 섭취계수의 평균값은 $12900{\pm}3101$, 투여 후 섭취계수의 평균값은 $10677{\pm}2742$였다. 타액분비촉진제 투여 후 불순물이 많이 감소되었으며 통계적으로 유의하게 나타났다(t = 10.78, P < 0.05). 뇌혈류 영상을 비교 한 결과 침샘과 구강점막에 집적되었던 불순물이 제거되어 이미지 품질이 크게 향상되었다. 타액분비촉진제를 투여하면 침샘 및 구강 점막에 집적된 불필요한 불순물이 제거되어, 생리적 섭취에 따른 영상 품질저하를 줄일 수 있어 정확한 뇌혈류 평가에 도움이 될 것이다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권1호
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• pp.8-16
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• 2008

목적: 내경동맥 또는 중대뇌동맥의 죽상 동맥 경화증 환자에서의 두개외강-내강 우회로술(이하 우회로술) 후의 연속적인 혈류 역학적 변화를 $^{99m}Tc$-ECD 아세타졸아마이드 부하 뇌혈류 단일 광자 방출 전산화 단층 촬영(이하 아세타졸아마이드 부하 SPECT)으로 평가하여 중대뇌 동맥의 각 분지별 영역에 대한 우회로술의 혈류역학적 개선효과를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 전향적 방법으로 최근 3개월 내에 혈관 폐색성 징후가 발생하여 우회로술을 시행받은 환자를 대상으로 수술 전과 수술 1 주 후, 3-6 개월 후에 아세타졸아마이드 부하 SPECT를 시행하였다. 영상 분석을 위해 SPM의 SPECT 표준 뇌에 공간 정규화한 후 Anatomical Automated Labeling으로 중대뇌동맥의 지배를 받는 양측 전두, 측두, 두정 영역에 관심 구역을 설정하여 각 관심 영역별로 뇌혈류 지표(PI; $C_{region}/C_{ipsilateral\;cerebellum}$) 및 뇌혈관 예비능 지표$((PI_{acetazolamide}-PI_{basal})/PI_{basal})$로 정하여 이들 지표의 수술 전후 변화를 평가하였다. 결과한 측에 성공적인 우회로술을 시행한 환자 17 명(남:여=12:5, 나이 $53{\pm}2$세)을 분석하였다. 전체적으로 뇌혈류는 수술 1 주 후 유의하게 증가하나 3-6 개월 후 감소하여 수술 이전의 수준으로 유지되었으며 ($1.01{\pm}0.09{\rightarrow}1.06{\pm}0.09}{\rightarrow}1.02{\pm}0.10,\;p=0.005$) 뇌 혈관 예비능은 수술 1 주 후 유의하게 증가한 이후 유의하지는 않으나, 3-6개월 이후까지 계속 호전되었다($-0.14{\pm}0.05{\rightarrow}-0.07{\pm}0.04{\rightarrow}0.05{\pm}0.05,\;p=0.004$). 각 뇌 영역별로 뇌혈류는 두정 영역에서 수술 직후 증가하였다가($1.12{\pm}0.09{\rightarrow}1.18{\pm}0.09,\;p=0.003$) 수술 3-6개월 이후 감소하여($1.12{\pm}0.09,\;p=0.003$) 수술 이전의 수준으로 유지되었다. 뇌혈관 예비능은 수술 측의 전두 영역($-0.15{\pm}0.07{\rightarrow}0.08{\pm}0.05$), 두정 영역($-0.16{\pm}0.07{\rightarrow}-0.07{\pm}0.05$)에서 모두 수술 직후 유의하게 증가하였고(p<0.01) 이후 유의하지는 않으나 3-6개월까지 계속 호전되었다. 결론: 성공적인 우회로술 후 뇌혈류는 전체적으로 유의한 변화가 없었으나 뇌혈관 예비능은 중대뇌동맥 영역 전체에 걸쳐 수술 후 단기간에 유의한 호전을 보였으며 장기간 유지되었다. 따라서 뇌혈관 예비능의 호전여부는 우회로술에 의해 증가된 뇌관류압을 평가할 수 있는 중요한 지표로 생각되며 향후 우회로술에 의한 뇌졸중 재발방지 효과를 알아보기 위해 뇌혈관 예비능의 변화와 예후와의 상관관계에 대한 연구가 필요하리라 생각된다.