전자내시경 영상의 음영을 분석하여 위벽면의 기울기를 구하고 이를 이용해서 위벽면의 3차원적인 정보를 추정하는 새로운 기법을 제안하였다. 이를 위해 우선 내시경의 기기적인 특성을 분석한 다음, 진단 대상이 되는 위벽면 자체의 특성으로 인한 내시경 영상의 특성을 분석하였다. 또한 이를 기반으로 하여, 일반적으로 3차원 정보의 추출에 사용되는 알고리즘들을 분석하여 내시경 영상에의 적용 여부를 평가하였다. 이 과정에서 음영분석 기법이 내시경 영상에 가장 부합되는 것임을 밝혔고, Horn의 변화법을 도입하여 반복적인 알고리즘으로 구현하였다.
알고리즘의 타당성 여부를 증명하기 위하여 위모형에서 획득한 512 ×512 영상중에서 256 ×320을 대상으로 해서, 시뮬레이션을 수행하였다. 이때 Lagrangian multiplier λ의 값이 0.3일 경우 알고리즘의 수렴성 및 전체오차 특성이 가장 좋았으며, 가장 정확한 위벽면의 재구성이 이루어짐을 보였다.
A new numerical method estimated 3-dimensional information of the internal surface of the stomach by analyzing the shading data of videoendoscopic image to calculate slopes of the surface. First analyzed was the inherent instrumentational characteristics of the endoscope system, followed by the analysis of the stomach properties, both of which affected the image quality. Based on this, general algorithms were reviewed and the applicability to 3-dimensional information extraction was evaluated.
Since the shading analysis method was demonstrated to be best appropriate for the endoscopic image, we implemented an iterative algorithm by introducing the Horn's variational approach. The present algorithm was validated by performing simulation on a 256 ×320 image data chosen from original 512 ×512 image of the stomach surface model. The best 3-dimensional reconstruction of the surface was achieved with the Lagrangian multiple λof 0.3 when the algorithm best converged showing the minimal estimation error.
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