Journal of Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회논문지)

Korea Multimedia Society (한국멀티미디어학회)
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Adaptive Weight Adjusted Catmull-Rom Spline Interpolation Based on Pixel Intensity Variation for Medical Imaging Volume Visualization

의료영상 볼륨가시화를 위한 화소 값의 변화도에 따른 적응적 가중치를 적용한 캐트멀-롬 스플라인 보간법

  • 이해나 (연세대학교 일반대학원 의과학과) ;
  • 유선국 (연세대학교 의과대학 의학공학교실)
  • Received : 2012.11.08
  • Accepted : 2013.01.08
  • Published : 2013.02.28
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Abstract

In medical visualization, volume visualization is widely used. Applying 3D images to diagnose requires high resolution and accurately implement visualization techniques are being researched accordingly. However, when a three-dimensional image volume visualization is implemented using volume data, aliasing will occur since using discrete data. Supersampling method, getting lots of samples, is used to reduce artifacts. One of the supersampling methods is Catmull-rom spline. This method calculates accurate interpolation value because it is easy to compute and pass through control points. But, Catmull-rom spline method occurs overshoot or undershoot in large gradient of pixel values. So, interpolated values are different from original signal. In this paper, we propose an adaptive adjusting weights interpolation method using Gaussian function. Proposed method shows that overshoot is reduced on the point has a large gradient and PSNR is higher than other interpolated image results.

의료영상 분야에서 볼륨 가시화가 광범위 하게 이용되고 있다. 3차원 영상의 적용으로 환자 진단을 위해 높은 품질의 영상이 요구되고 있고, 그에 따라 정확하게 구현할 수 있는 볼륨 가시화 기법이 연구되고 있다. 하지만 3차원 영상을 구현할 때 이산적인 값을 가진 볼륨 데이터를 이용하여 볼륨 가시화를 하므로 에일리어싱 현상이 나타나게 된다. 이런 현상을 없애기 위해서는 표본 값을 많게 하는 과표본화 방법이 있다. 과표본을 위해 사용하는 기법 중에서 캐트멀-롬 스플라인 방법이 있다. 이 기법은 계산이 쉽고 주어진 제어점들을 지나기 때문에 비교적 정확한 보간값을 구하지만 화소 값의 변화도가 큰 부분에서는 오버슈트나 언더슈트가 생겨 기존의 값과 오차가 생기게 된다. 본 논문에서는 캐트멀-롬 스플라인 보간법에 가우시안 함수를 이용하여 화소 값의 변화도에 따른 장력조정으로 보간값의 가중치를 조절하는 방법을 제안한다. 제안된 방법을 이용하여 영상을 보간하였을 때 오버슈트 현상이 줄어들고 원 영상과의 최대신호대 잡음비를 비교할 때도 우수한 결과를 확인하였다.

Keywords

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