Bone reconstruction from stereo X-ray images

1. Bone reconstruction from stereo X-ray images 박노열 서울대학교

2. Reconstruction

3. 왜 필요한가? • 환자 • CT의비용 문제 • CT의 방사능 문제 • 우리 • 비교적 쉽게 얻을 수 있는 X-ray 이미지로부터 뼈의 모양을 재구성가능 • 연속된 X-ray 이미지로부터 뼈의 움직임 측정

5. Overview Statistical Shape Model Data fit term Optimizer

6. Overview Mahalanobis Distance PCA Pose Silhouette Search for Closest point 3D distance Assign value View Point Canny edge Angle X-ray Optimizer

7. Required Data • PCA를 위한 뼈의 3D shape • From CT data • 실제 테스트를 위한 X-ray 이미지들 • View point가 다른 2장 이상

8. Statistical Shape Model Mahalanobis Distance PCA Pose Silhouette Search for Closest point 3D distance Assign value View Point Canny edge Angle X-ray Optimizer

9. Pre-computed • PCA를 위해선 Vertex 수가 같아야 함 • 일반적으로 CT data에서 뽑아낸 3D shape의 경우 Vertex수가 다름 • 따라서 이것을 보정해주는 작업이 필요

11. Principle component analysis

13. Data fit term Mahalanobis Distance PCA Pose Silhouette Search for Closest point 3D distance Assign value View Point Canny edge Angle X-ray Optimizer

14. Calibration • X-Ray 이미지와 View Point 설정

15. Extract silhouette • View Point로부터 뼈의 실루엣 추출

16. Edge detection • Canny edge detector 사용 • 실루엣과가장 가까운 Edge point매칭 • K-Nearest Neighbor algorithm 사용

18. Calculate distance • 두 포인트간의 3D distance 계산

19. Calculate angle • 실루엣을 X-Ray 이미지에 프로젝션 • 실루엣의 normal과 Edge의 gradient간의 각도 비교

20. Assign energy value • 모든 Viewpoint에 대해 • 모든 실루엣의 Point에 대해

21. Optimizer Mahalanobis Distance PCA Pose Silhouette Search for Closest point 3D distance Assign value View Point Canny edge Angle X-ray Optimizer

22. Objective function • 결정해야 하는 Parameter • Pose parameter • Shape parameter

23. Minimization strategy • Pose optimization of the mean shape • Simultaneous pose andshape Opt • Using Conjugate gradient method

25. Conclusion • X-ray 이미지만으로 재구성 가능 • 추후 연구를 위해 필요한 방법