상기 목표를 달성하기 위해 다음 3가지 세부 기술을 제안함. 1) CT 영상에 특화된 특징 추출기를 도출하여 CT number의 절대값을 정확하게 복원하고, 2) 임상 CT 노이즈에 대한 물리적 모델링을 기반으로 일반선량-저선량 쌍의 학습데이터 생성 기법을 확보하며, 3) 노이즈 저감 기법을 다양한 CT 영상 장비에 활용하기 위한 의료영상 데이터 표준화 (CT 기기간 변환 함수 모델링 포함) 및 전이 학습 기법을 개발함. 상기 3가지 기술을 확보하여 범용적 CT 영상 노이즈 저감 기술을 최종 완성하고자 함.
연구목표
임상 CT 촬영 시 환자에 대한 피폭량을 최소화하기 위한 저선량 CT 개발이 반드시 필요함. 그러나 저선량 CT는 출력 에너지 저하로 인한 영상 화질 저하가 발생함. 최근에는 영상 화질 개선, 인식 등의 분야에서 획기적인 성능을 달성한 심층 신경망 모델 (convolutional neural network, CNN)을 활용, CT 영상의 노이즈를 효과적으로 개선하는 연구 결과가 다수 보고됨. 그러나, CNN 기반 방식은 이를 활용한 연구적 성과가 탁월함에도 불구하고 실제 의료 환경에 적용되기 어려운 한계를 보임. 본 과제에서는 활용성을 제한하는 대표적인 문제점인 1) 복원 결과의 정확성 한계, 2) 임상 CT로부터 학습 데이터 확보의 한계, 3) 학습된 CNN 모델을 다양한 CT 영상 장비 적용시 발생하는 확장성 한계에 주목하고, 이를 해결하고자 함. 상기 3가지 한계를 극복하여, 현재는 제한된 조건 하에서만 우수한 성능을 보이는 CNN 기반 노이즈 저감 기술을 실제 의료 현장에서 다양한 CT 장비에 활용 가능한 수준으로 개선하고자 함.
기대효과
● 본 과제에서 제안한 CNN 기반 저선량 CT 영상 노이즈 저감 기법은, 특정 장비 및 촬영 프로토콜에 대한 제약 없이 효과적인 노이즈 저감 성능을 보일 것으로 예상되어 그 활용도가 매우 높을 것으로 생각됨
● GE, Siemens, Philips, Toshiba 4개 제조사에 대해 제안 기술의 효용성을 검증한 후, 소스코드를 공개하여 범용적 활용성을 극대화 할 예정임.
● 저선량 CT 영상 생성기법을 통한 학습 데이터 확보 기술의 경우 임상 CT뿐 아니라, 치과용 CT, 방사선 치료 모니터링용 콘빔 CT 등 다양한 X 선 기반 영상 장비의 화질을 개선하는데 적용 가능하여, 그 활용도가 높을 것으로 예상함.
키워드
의료기기 범부처 연구개발정보 - 키워드 > 국문키워드, 영문키워드
국문키워드
저선량 CT,디노이징,범용성,모델 일반화,CT 최적의 특징점 추출기 도출
영문키워드
Low dose CT,Denoising,Practical,Model generalization,Optimal feature extractor for CT images
연구개발 성과
논문
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과제번호
RS-2020-KD000069
성과발생년도
2021
발행국가
네덜란드
SCI
Y
주저자명
김병준
교신저자명
백종덕
공동저자명
심현정
총 저자 수
3
논문 주언어
Weakly-supervised progressive denoising with unpaired CT images
논문 타언어
Weakly-supervised progressive denoising with unpaired CT images
학술지명
Medical image analysis
게재 시작 페이지 번호
102065
게재 종료 페이지 번호
102075
doi 번호
https://doi.org/10.1016/j.media.2021.102065
학술지최종게재일자
2021-04-20
볼륨번호
71(0)
ISSN NO
1361-8415 / 1361-8423
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과제번호
RS-2020-KD000069
성과발생년도
2021
발행국가
미국
SCI
Y
주저자명
한민아
교신저자명
백종덕
공동저자명
심현정
총 저자 수
3
논문 주언어
Low‐dose CT denoising via convolutional neural network with an observer loss function
논문 타언어
Low-dose CT denoising via convolutional neural networkwith an observer loss function
학술지명
Medical physics
게재 시작 페이지 번호
1
게재 종료 페이지 번호
16
doi 번호
https://doi.org/10.1002/mp.15161
학술지최종게재일자
2021-08-08
볼륨번호
48(10)
ISSN NO
0094-2405 / 2473-4209
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과제번호
RS-2020-KD000069
성과발생년도
2021
발행국가
네덜란드
SCI
Y
주저자명
고영준
교신저자명
심현정
공동저자명
문승혁, 백종덕
총 저자 수
3
논문 주언어
Rigid and non-rigid motion artifact reduction in X-ray CT using attention module
논문 타언어
na
학술지명
Medical image analysis
게재 시작 페이지 번호
1
게재 종료 페이지 번호
11
doi 번호
http://dx.doi.org/10.1016/j.media.2020.101883
학술지최종게재일자
2021-01-01
볼륨번호
67(0)
ISSN NO
1361-8415 / 1361-8423
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과제번호
RS-2020-KD000069
성과발생년도
2021
발행국가
네덜란드
SCI
Y
주저자명
방두현
교신저자명
심현정
공동저자명
이종욱
총 저자 수
3
논문 주언어
Distilling from professors: Enhancing the knowledge distillation of teachers
논문 타언어
Distilling from professors: Enhancing the knowledge distillation of teachers
학술지명
Information sciences
게재 시작 페이지 번호
743
게재 종료 페이지 번호
755
doi 번호
https://doi.org/10.1016/j.ins.2021.08.020
학술지최종게재일자
2021-08-11
볼륨번호
576(0)
ISSN NO
0020-0255 / 1872-6291
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과제번호
RS-2020-KD000069
성과발생년도
2021
발행국가
네덜란드
SCI
Y
주저자명
최준석
교신저자명
심현정
공동저자명
한동윤,
윤상두,
하정우,
오성준
총 저자 수
6
논문 주언어
Region-based dropout with attention prior for weakly supervised object localization
논문 타언어
Region-based dropout with attention prior for weakly supervised object localization
학술지명
Pattern recognition
게재 시작 페이지 번호
10749
게재 종료 페이지 번호
10759
doi 번호
http://dx.doi.org/10.1016/j.patcog.2021.107949
학술지최종게재일자
2021-03-19
볼륨번호
116(0)
ISSN NO
0031-3203
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과제번호
RS-2020-KD000069
성과발생년도
2022
발행국가
미국
SCI
Y
주저자명
한민아
교신저자명
백종덕
공동저자명
심현정
총 저자 수
3
논문 주언어
Perceptual CT Loss: Implementing CT Image Specific Perceptual Loss for CNN-Based Low-Dose CT Denoiser
논문 타언어
Perceptual CT Loss: Implementing CT Image Specific Perceptual Loss for CNN-Based Low-Dose CT Denoiser
학술지명
IEEE access : practical research, open solutions
게재 시작 페이지 번호
62412
게재 종료 페이지 번호
62422
doi 번호
https://doi.org/10.1109/access.2022.3182821
학술지최종게재일자
2022-06-09
볼륨번호
10(0)
ISSN NO
2169-3536
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과제번호
RS-2020-KD000069
성과발생년도
2022
발행국가
미국
SCI
Y
주저자명
최준석
교신저자명
심현정
공동저자명
총 저자 수
2
논문 주언어
Evaluation for Weakly Supervised Object Localization: Protocol, Metrics, and Datasets
논문 타언어
Evaluation for Weakly Supervised Object Localization: Protocol, Metrics, and Datasets
학술지명
IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence
게재 시작 페이지 번호
1
게재 종료 페이지 번호
1
doi 번호
https://doi.org/
학술지최종게재일자
2022-04-25
볼륨번호
0(0)
ISSN NO
0162-8828
의료기기 연구개발정보 - 연구개발 성과 - 논문 > 과제번호, 성과발생년도, 발행국가, SCI여부, 주저자명, 교신저자명, 공동저자명, 총 저자 수, 논문 주언어, 논문 타언어, 학술지명, 게시 시작 페이지 번호, 게시 종료 페이지 번호, doi 번호, 학술지최종게재일, 볼륨 번호, ISSN 번호
과제번호
RS-2020-KD000069
성과발생년도
2022
발행국가
미국
SCI
Y
주저자명
심현정
교신저자명
공동저자명
총 저자 수
1
논문 주언어
Few-shot Font Generation with Weakly Supervised Localized Representations
논문 타언어
Few-shot Font Generation with Weakly Supervised Localized Representations
학술지명
IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence
