대장 내시경 속도 가이드 시스템 연구

Abstract

본 연구에서는 대장 내시경 선단부 및 대장 내부근육의 움직임을 감지해 상대 속도를 추론하기 위한 광학 흐름 기반의 가이드 시스템을 제안한다. 대장 내시경 속도 가이드 시스템은 지역적, 전역적 방식의 광학 흐름 알고리즘인 루카스-카네데, 파네백, RLOF 알고리즘을 기반으로 연속된 프레임 상 객체의 동작패턴을 감지한다. 감지된 동작패턴은 객체영역의 포인트 간 이동으로 움직임을 표현할 수 있다. 또한 이 값은 수치로 변환되어 상대적인 속도 수치의 추론이 가능하다. 따라서 추론된 상대적인 속도 수치 기반 일정 속도 이상으로 내시경 조작이 판단될 시, 의료진에게 실시간으로 이 사실을 알려 움직임을 제한함으로써 이상적인 내시경 조작 속도 내에서 균일한 영상 퀄리티를 유지한다. 감지되는 움직임의 크기가 큰 내시경 영상의 특성상 지역적 방식의 알고리즘 보다 픽셀 전체의 움직임을 감지하는 전역적 방식의 알고리즘이 더 높은 정확도를 보였다. 루카스-카네데 < 파네백 < RLOF 순으로 연산 복잡도가 증가하였으며, 연산 복잡도와 비례한 정확도를 보였다.