산업용 CT 볼륨데이터에서 템플릿 매칭을 통한 이물질 자동 검출

Abstract

본 논문에서는 산업용 CT 볼륨데이터에서 템플릿 매칭을 통하여 제품의 이물질을 자동 검출하는 기법을 제안한다. 제안방법은 다음과 같은 세 단계로 이루어진다. 첫째, 다운 샘플링 데이터에서 잡음제거 후 제품을 배경과 분리하고, 영상의 평균값 및 표준편차를 이용하여 초기 이물질 후보를 추출한 후, K-평균 클러스터링을 이용하여 이물질 후보를 추출한다. 둘째, 템플릿 매칭을 이용하여 제품과 유사도가 다른 이물질을 검출한다. 이 때, 검출하고자 하는 이물질의 크기에 따라 밝기값평균차이(SSD)와 조인트 엔트로피를 이용한 유사도 평가를 통하여 이물질을 검출한다. 셋째, 원 볼륨데이터에서 이물질 검출률을 개선하기 위하여 여과기법으로 제품의 이물질을 최종 검출한다. 본 제안 방법의 결과를 평가하기 위해 산업용 CT 볼륨데이터와 시뮬레이션 데이터를 사용하여 육안평가, 정확성 평가와 수행시간 측정을 수행하였다. 정확성 평가를 위하여 기존 밝기값 기반 검출 기법을 비교방법으로 사용하고, 다이스 계수 유사도를 측정하였다. In this paper, we propose an automaticdetection method of foreign bodies through template matching in industrial CT volume data. Our method is composed of three main steps. First,Indown-sampling data, the product region is separated from background after noise reduction and initial foreign-body candidates are extracted using mean and standard deviation of the product region. Then foreign-body candidates are extracted using K-means clustering. Second, the foreign body with different intensity of product region is detected using template matching. At this time, the template matching is performed by evaluating SSD orjoint entropy according to the size of detected foreign-body candidates. Third, to improve thedetection rate of foreign body in original volume data, final foreign bodiesare detected using percolation method. For the performance evaluation of our method, industrial CT volume data and simulation data are used. Then visual inspection and accuracy assessment are performed and processing time is measured. For accuracy assessment, density-based detection method is used as comparative method and Dice's coefficient is measured.