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조직 기반 계층적 non-rigid 정합: Visible Human 컬러 단면 영상과 CT 다리 영상에 적용
Hierarchical Non-Rigid Registration by Bodily Tissue-based Segmentation : Application to the Visible Human Cross-sectional Color Images and CT Legs Images

김계현   (숭실대학교 정보통신전자 공학부UU0000851  ); 이호   (숭실대학교 정보통신전자 공학부UU0000851  ); 김동성   (숭실대학교 정보통신전자 공학부UU0000851  ); 강흥식   (서울대학교 의과대학UU0000691  );
  • 초록

    해부학적 구조의 변형이 존재하는 두 영상을 정합하기 위하여 연구되는 non-rigid 정합 방법은 환자간의 정합 환자와 표준영상간의 정합, 동일환자에서 변형을 갖는 부위의 정합 등 이용한 진단 및 연구에 사용되어 현재 많은 연구가 진행되고 있는 분야이다. 본 논문에서는 서로 형태와 색상 특성이 다른 Visible Human 컬러 영상파 CT 영상의 다리 부위를 정합하기 위하여 해부 영상에서 두드러진 차이를 보이는 뼈, 근육, 지방 조직을 분할하고 분할된 각 조직의 경계 단위를 계층적인 정합을 하는 조직 기반 성합 방법을 제안하였다. 제안한 조직 기반의 정합은 색상 특성이 두드러지게 변하는 경계 부위를 정확히 정합하므로 기존의 특징점을 이용한 정합 방법에 비하여 강력하고 정확한 결과를 얻음을 실험을 통하여 검증하였다. 또한 계층적인 정합은 분할된 조직의 바운딩 박스(bounding box) 정합. 전역 Rigid 정합과 지역 non-rigid 정합, 정합 보간(interpolation)을 순차적으로 실행하여 효율적인 계산 시간을 제공하였다.


    Non-rigid registration between different modality images with shape deformation can be used to diagnosis and study for inter-patient image registration, longitudinal intra-patient registration, and registration between a patient image and an atlas image. This paper proposes a hierarchical registration method using bodily tissue based segmentation for registration between color images and CT images of the Visible Human leg areas. The cross-sectional color images and the axial CT images are segmented into three distinctive bodily tissue regions, respectively: fat, muscle, and bone. Each region is separately registered hierarchically. Bounding boxes containing bodily tissue regions in different modalities are initially registered. Then, boundaries of the regions are globally registered within range of searching space. Local boundary segments of the regions are further registered for non-rigid registration of the sampled boundary points. Non-rigid registration parameters for the un-sampled points are interpolated linearly. Such hierarchical approach enables the method to register images efficiently. Moreover, registration of visibly distinct bodily tissue regions provides accurate and robust result in region boundaries and inside the regions.


  • 주제어

    Visible Human .   Bodily tissue based segmentation .   Hierarchical non-rigid registration.  

  • 참고문헌 (11)

    1. Integrated Approaches to Non-rigid Registration in Medical Images , Y.Wang , IEEE Workshop on Applications of Computer Vision / v.,pp.102-108,
    2. A methodology for evaluation of boundary detection algorithm on medical images , C.Vikram;Y.M.Kim , IEEE Transactions on Medical Imaging / v.16,pp.642-652,
    3. A survey of medical image registration , J.B.A Maintz;M.A.Viergever , Medical Image Analysis / v.2,pp.1-36,
    4. Multimodality Image Registration by maximization of Mutual Information , F.Maes;A.Collignon;G.Marchal;P.Suetens , IEEE Transaction on Medical Imaging / v.16,pp.187-198,
    5. Registration of Visible Human cross-sectional images and normal CT images using segmentation based on material characteristics , H.Lee;D.Kim , Workshop of IPIU / v.1,pp.115-118,
    6. Image Registration by Maximization of Combined Mutual Information and Gradient Information , J.P.W.Pluim;J.B.A.Maintz;M.A.Viergever , IEEE Transaction on Medical Imaging / v.19,pp.809-814,
    7. R.G.Gonzalez;R.E.Woods , Digital Image Processing / v.,pp.518-560,
    8. Automatic Taget Segmentation by Locally Adaptive Image Thresholding , W.Lie , IEEE Transaction on Image Processing / v.4,pp.1036-1041,
    9. Non-rigid registration of medical images: purpose and methods, a short survey , B.M.Dawant , IEEE International Symposium on Biomedical Imaging / v.,pp.465-468,
    10. Segmentation of the Visible Human for High-Quality Volume-Based Visualization , T.Schiemann;U.Tiede;K.H.Hohne , Medical Image Analysis / v.1,pp.263-270,
    11. 3D multi-modality medical image registration using feature space clustering , A.Collignon;D.Vandermeulen;P.Suetens;G.Marchal , Computer Vision, Virtual Reality and Robotics in Medicine / v.,pp.195-204,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Lee Jeongjin ; Hong Helen ; Shin Yeong Gil 2005. "Automatic Lung Registration using Local Distance Propagation" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 소프트웨어 및 응용, 32(1): 41~49     

 저자의 다른 논문

  • 김동성 (14)

    1. 1996 "고음질 합성방식용 V/UV 스펙트럼상의 피치변경법에 관한 연구" 한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea 15 (6): 99~103    
    2. 1997 "간섭계를 응용한 광학 장치에서의 위상 안정화 방법" 한국광학회지 = Korean journal of optics and photonics 8 (5): 362~365    
    3. 2000 "사용자 조정 풍선 : Visible Human의 다리 근육 분할의 적용" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 소프트웨어 및 응용 27 (3): 266~274    
    4. 2001 "관도계 기관 분할을 위한 슬라이스영상 정보를 이용한 영역 성장법" 의공학회지 = Journal of biomedical engineering research 22 (2): 127~132    
    5. 2003 "평가함수에 의해 혼합된 다수의 분할 방법을 적용한 Visible Human컬러 영상의 분할" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 소프트웨어 및 응용 30 (3): 308~315    
    6. 2003 "다중 모달 정합에 의한 Visible Human의 뼈 분할 방법" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 소프트웨어 및 응용 30 (7): 719~726    
    7. 2006 "Recursive Unscented Kalman Filtering based SLAM using a Large Number of Noisy Observations" International Journal of Control, Automation and Systems 4 (6): 736~747    
    8. 2006 "초음파 심장 영상에서 자동 심장 분할 방법" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 소프트웨어 및 응용 33 (4): 418~426    
    9. 2007 "계곡 추적 Deformable Model을 이용한 반자동 척추뼈 분할 도구의 개발" Journal of biomedical engineering research : the official journal of the Korean Society of Medical & Biological Engineering 28 (6): 791~797    
    10. 2008 "A Fast Lower Extremity Vessel Segmentation Method for Large CT Data Sets Using 3-Dimensional Seeded Region Growing and Branch Classification" Journal of biomedical engineering research : the official journal of the Korean Society of Medical & Biological Engineering 29 (5): 348~354    
  • 강흥식 (18)

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