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문제 정의
- 제안한 모델은 신속한 유저인터페이스를 위하여 전역이벤 트 핸들링과 직접조작 인터페이스를 함께 제공한다. 본 논문에서는 다양한 데이터집합의 그래픽 랜더링을 통하여 제안한 모델이 우수한 인터렉티브 비쥬얼 부라우징툴 임을 증명하였다.
- 본 논문에서는 비쥬얼라이제이 션 스프레드쉬트에서의 대용량 데이터집합의 효율적인 유지 및 관리하는 비쥬얼 라이제이션 모델을 설계하고 연구하였다. 제안한 모델은 1) 대용량 데이터집합의 효율적인 구성 및 관리, 2) 사용자 요구에 부응하는 실시간 셀의 동적 재구성, 3) 사용자 와 시스템간 인터렉티브 유저인터페이스의 세 조건을 고려하여 설계하였다.
- 이상의 개괄적인 관찰로부터 본 논문에서는 비쥬얼라 이제이션 스트레드쉬트에서 대용량 데이터집합을 조직 적으로 유지관리하는 비쥬얼라이제이션 모델을 설계하고 설계한 모델에서 셀구조의 동적 재구성과 인터 렉티브 유저 인터페이스에 대하여 연구하였다.
가설 설정
- 대용량 데이터집합을 조직적으로 유지관리하는 비쥬 얼라이제이션 모델은 1) 대용량 데이터집합의 효율적인 구성 및 관리, 2) 사용자 요구에 부응하는 신속한 실시간 셀의 동적 재구성, 3) 인터렉티브 유저인터페이스의 세가지 세부 목표를 충족해야 한다.
- 匸I림 1]은 계층적인 데이터집합 구조와 이에 매핑되는 비쥬얼라이제이션 모델을 보여준다. [그림 1]에서 비 쥬얼라이제이션 영역은 임의의 책들, 쉬트들, 셀들, 프레 임들로 계층적으로 구성되며 각 쉬트는 무한한 수의 셀 들로 구성된다고 가정한다. 즉, 비쥬얼라이제이션 영역 V는 n개의 책 Bi로 구성되며 Bi는 N개의 쉬트 Sk로 구 성된다.
제안 방법
- 본 논문에서는 비쥬얼라이제이 션 스프레드쉬트에서의 대용량 데이터집합의 효율적인 유지 및 관리하는 비쥬얼 라이제이션 모델을 설계하고 연구하였다. 제안한 모델은 1) 대용량 데이터집합의 효율적인 구성 및 관리, 2) 사용자 요구에 부응하는 실시간 셀의 동적 재구성, 3) 사용자 와 시스템간 인터렉티브 유저인터페이스의 세 조건을 고려하여 설계하였다. 이를 위하여, 제안한 모델은 실시간에 재구성 가능한 셀단위 이차원 스프레드쉬트의 토대에 각 셀은 프레임스택을 구비하도록 설계하였다.
- 본 논문에서 제안한 모델은 1) 대용량 데이터집합의 효율적인 구성 및 관리, 2) 사용자 요구에 부응하는 실시간 셀의 동적 재구성, 3) 사용자와 시스템간 인터렉티브 유저인터페이스의 세 가지 세부목표를 고려하여 설계하였다. 이를 위하여, 제안한 모델은 실시간에 재구성가능한 셀단위 이차원 스트래드쉬트의 토대하에 각 셀은 프 레임스택 (framestack)을 구비하였다.
- 본 논문에서 각 프레임은 사용하는 데이터집합과 적용한 연산자정보를 텍스트형공식 (formula)으로 나타낸다. 공식의 구성요소는 함수 (fcn__name), 수식연사자 (arithmetic infix operators), 프레임참조정보(frame references), 수치값들(numeric values), 문자열(text strings)과 수식그룹(expression grouping) 이다.
- 이와 같은 셀의 구 성으로 인하여, 제안 모델은 다차원 데이터집합을 효과적으로 운영할 수 있을 뿐 아니라 조밀하게 캡슐화할 수 있으며 실시간에 셀(열 혹은 행)삽입, 셀 삭제 및 크기변 경 등 셀의 동적 재구성 및 다양한 활용을 가능케 하였다. 본 논문에서는 기존 비쥬얼라이제이션 스프레드쉬트 (HSS)의 기반에 세부 목표를 충족하는 포터블 플랫폼 (portable platform) 모델을 설계하였다[10].
- 본 논문에서는 새로운 데이터집합을 신속하게 생성하는 방안으로 프레임공식으로부터 얻어진 데이터플로우 다이어그램 DFD(Data Flow I顶agram)을 이용한다. DFD는 자체 분석을 통하여 새로운 데이터집합의 생성 이나 현재 데이터집합의 변경 등 중간과정에 활용되거나 셀간 자료종속성을 유지 및 관리에도 사용되어 동일한 연산자를 반복수행하는 작업을 최소화시킨다.
- 본 논문은 전역이벤트핸들링 이외에 직접조작인터페 이스(direct manipulation interface)도 제공한다. 직접조 작 인터페이스는 특정 셀을 선택 후 메뉴나 패널을 사용하여 연산자를 적용 및 조작한다.
- 33m sec/volume으로 샘플화 된다[16]. 선명한 영상을 위해 좌심실을 통해 요오드화 조영제(iodinated contrast agent)를 관류시켜 각 볼륨은 좌심실의 장축을 일치시켜 측정됐으며 다른 볼륨들과 일치시켰다. 각 볼 륨은 110개의 슬라이스(slices)로 구성되며 각 슬라이스 는 98x100 공간샘플이다.
- 제안한 모델은 1) 대용량 데이터집합의 효율적인 구성 및 관리, 2) 사용자 요구에 부응하는 실시간 셀의 동적 재구성, 3) 사용자 와 시스템간 인터렉티브 유저인터페이스의 세 조건을 고려하여 설계하였다. 이를 위하여, 제안한 모델은 실시간에 재구성 가능한 셀단위 이차원 스프레드쉬트의 토대에 각 셀은 프레임스택을 구비하도록 설계하였다. 이상과 같이 설계된 모델은 스프레드쉬트의 이차원 레이아웃에 셀마다 프레임스택을 구비함으로써 각 쉬트가 삼차원 레 이아웃의 구성과 동일한 효과를 갖는다.
- 본 논문에서 제안한 모델은 1) 대용량 데이터집합의 효율적인 구성 및 관리, 2) 사용자 요구에 부응하는 실시간 셀의 동적 재구성, 3) 사용자와 시스템간 인터렉티브 유저인터페이스의 세 가지 세부목표를 고려하여 설계하였다. 이를 위하여, 제안한 모델은 실시간에 재구성가능한 셀단위 이차원 스트래드쉬트의 토대하에 각 셀은 프 레임스택 (framestack)을 구비하였다. 이와 같은 셀의 구 성으로 인하여, 제안 모델은 다차원 데이터집합을 효과적으로 운영할 수 있을 뿐 아니라 조밀하게 캡슐화할 수 있으며 실시간에 셀(열 혹은 행)삽입, 셀 삭제 및 크기변 경 등 셀의 동적 재구성 및 다양한 활용을 가능케 하였다.
- Ak는 프레임별 지연시간을 의미한다. 이상과 같이 제안한 모델은 스프레드쉬트의 이차원 레이아웃하에 셀당 프 레임스택을 구비함으로써, 쉬트 레벨에서 구성요소인 셀 구조가 삼차원 레이아웃 구성과 동일한 구성을 갖도록 설계하였다.
- 이외에도 제안한 모델은 모니터윈도우상의 특정 셀을 마우스로 더블클릭하면 해당 셀은 메인화면의 상위-맨 왼쪽(upper-leftmost) 위치에 재배치되는 기능도 제공한다. 모니터윈도우의 뷰(View) 풀다운 메뉴를 이용하면 실시간에 기존 셀구조에 일련의 셀집합을 추가 또는 삭 제시켜 새로운 행이나 열을 삽입 또는 삭제할 수 있다.
- 제안한 모델은 데이터집합에 연산자를 적용하여 새로운 데이터집합을 신속하게 생성하고 다른 셀에 저장된 소스데이터집합과 하나의 영역에서 비교 및 분석할 수 있다. 대용량 데이터집합의 비쥬얼라이제이션은 다수의 셀을 그룹화시켜서 확보한 넓은 영역에서 가능하다.
- 예를 들어 셀 CA1에서 보이는 텍스트정보 '1/10'은 프레임스택내 10개의 프레임 가운데 첫 번째 프레임을 지칭한다. 제안한 모델은 사용자에게 첫 번째 행에 있는 소스 데이터집합과 두 번째 행에 있는 마스크가 적용된 데이터집합을 동시에 비교분석할 수 있는 비쥬얼라이제 이션 환경을 제공한다.
- 즉, 사용자가 새로운 행이나 열의 삽입이 나 삭제를 요구할 경우 스프레드쉬트에 일련의 셀 집합 (열이나 행)을 신속하게 삽입 또는 삭제시킬 수 있다. 제안한 모델은 신속한 유저인터페이스를 위하여 전역이벤 트 핸들링과 직접조작 인터페이스를 함께 제공한다. 본 논문에서는 다양한 데이터집합의 그래픽 랜더링을 통하여 제안한 모델이 우수한 인터렉티브 비쥬얼 부라우징툴 임을 증명하였다.
- 제안한 모델은 실행시에 셀의 동적 재구성을 가능케 하여 사용자에게 다양한 비쥬얼라이제이션 환경을 제공 한다. 예를 들어 사용자가 행이나 열의 삽입이나 삭제를 요구할 경우 요구사항에 따라서 스프레드쉬트에 일련의 셀집합(열이나 행)을 삽입 또는 삭제시킬 수 있다.
- 제안한 모델의 인터렉티브 유저인터페이스는 QT GUI(QT Graphic User Interface)를 사용하여 구현하였다. 이러한 인터페이스 구성으로 사용자는 어떠한 하드 웨어 시스템에서도 제안한 모델을 사용할 수 있다.
- 제안한 비쥬얼라이제이션 모델은 사용자와 시스템간 인터페이스를 위하여 전역이 벤트핸들링과 직접 조작인 터 페이스를 함께 제공한다. 전역이벤트핸들링 방식은 별도 의 패널 없이 이벤트전파를 이용하여 신속하게 해당 데 이터집합에 연산자를 적용할 수 있는 장점을 가진 반면, 직접조작 인터페이스는 초보자들에게 사용시 직관적이 며 손쉽지만 다양한 기능들을 구현하기 위해 많은 메뉴 화면들을 생성해야 하는 불편함이 있다.
대상 데이터
- [그림 7](c)는 3차원 심장볼륨 이미지영상을 보여준다. 사용된 데이터집합은 심장사이클(cardiac cycle)을 통한 개의 심장에 대한 18개의 볼륨으로 구성되며 각 데이터 집합은 DSR(Dynamic Spatial Reconstructnr) 기법을 이 용하며 33.33m sec/volume으로 샘플화 된다[16]. 선명한 영상을 위해 좌심실을 통해 요오드화 조영제(iodinated contrast agent)를 관류시켜 각 볼륨은 좌심실의 장축을 일치시켜 측정됐으며 다른 볼륨들과 일치시켰다.
- [그림 7](a)은 의학영상을 보여준다. 제안 모델은 2x3 셀행렬 구조로서 12개 셀들로 구성되며 각 셀은 서로 다른 사람의 머리영상을 보여준다[16]. 이때 이미지 프레임 은 자기공명영상기술(MRI)에 의하여 구해진다.
- 두 번째 행의 마스크는 텐서방법으로부터 얻으며 원래 이미지에 마스크를 오버랩함으로서 성장 방향과 적용알고리즘의 성능을 평가할 수 있다. 제안한모델은 2x3 셀행렬 구조로서 6개의 셀들로 구성되며 각 셀은 10개의 프레임을 저장한 프레임스택을 가지고 있다. 예를 들어 셀 CA1에서 보이는 텍스트정보 '1/10'은 프레임스택내 10개의 프레임 가운데 첫 번째 프레임을 지칭한다.
이론/모형
- 제안한 비쥬얼라이제이션 모델은 인터렉티브 유저인 터 페 이스를 위하여 전역 이 벤트핸들링(global event handling) 기법에 따른다. 전역이벤트핸들링은 사용자가 별도의 패널이나 메뉴바를 선택하지 않고 키보드나 마우 스를 통하여 이벤트를 발생시켜서 실행하는 방법으로 인 터렉티브하게 데이터집합에 연산을 적용한다.
성능/효과
- 제안한 비쥬얼라이제이션 모델은 이미지활용을 위하여 1) 실시간 셀의 동적 재구성, 2) 다양한 연산자 적용,3) 프레임스택을 이용한 애니메이션을 신속하게 수행함 을 증명하였다. 이외에도 제안한 모델은 인덱스화된 사 전(indexed dictionary)처럼 관련이 있는 데이터집합들 을 동일한 셀의 프레임스택이나 선택한 셀들에 조직적으 로 구성하여 관리할 수 있는 장점을 지닌다.
- 이러한 특징으로 인하여, 제안한 모델은 다차원 데이터집합을 효과적으로 캡슐화하고, 조직적으로 구성 및 유지할 수 있다. 본 단원에서는 다양한 과학분야의 데이터집합들의 그래픽랜더링을 통하여 제안한 모델이 우수한 인터렉티 브 비쥬얼 부라우징 툴임을 증명하였다.
- 모니터윈도우의 뷰(View) 풀다운 메뉴를 이용하면 실시간에 기존 셀구조에 일련의 셀집합을 추가 또는 삭 제시켜 새로운 행이나 열을 삽입 또는 삭제할 수 있다. 이러한 기능으로 제안한 모델은 실시간에 셀을 동적으로 재구성할 수 있는 장점을 지닌다.
- 제안한 모델은 실행시간에 스프레드쉬트 구성요소인 셀들의 이차원 배열을 동적 으로 재구성할 수 있을 뿐 아니라 셀마다 프레임스택을 구비하여 많은 수의 프레임들을 저장할 수 있다. 이러한 특징으로 인하여, 제안한 모델은 다차원 데이터집합을 효과적으로 캡슐화하고, 조직적으로 구성 및 유지할 수 있다. 본 단원에서는 다양한 과학분야의 데이터집합들의 그래픽랜더링을 통하여 제안한 모델이 우수한 인터렉티 브 비쥬얼 부라우징 툴임을 증명하였다.
- 제안한 모델에서 셀은 자신의 프레임스택을 활용함으 로써 다차원 데이터집합에 효과적으로 애니메이션을 제 공한다. 예를 들면 사용자가 애니메이션을 적용할 셀과 해당 셀의 프레임들을 선택한 후 루프함수 (loop function)를 실행시키면 선택한 셀들은 동시에 애니메이 션을 수행한다.
- 제안한 모델에서 셀은 자신의 프레임스택을 활용함으 로써 효과적으로 애니메이션을 제공한다. 여기서 사용자 는 애니메이션 지연시간을 지정하거나 동일한 셀에서 여러 개의 서브루프를 지정하는 등 루프함수를 응용하여 다양한 애니메이션을 제공할 수 있다.
- 새로운 프레임의 생성 과정에서 서로 다른 데이터집합을 각각 생성하는 경우라 도 중간 데이터집합(intermediate dataseD이 같을 경우가 자주 발생하는데 그때마다 같은 중간 데이터집합을 반복하여 생성하는 작업은 매우 소모적이며 불필요한 작 업이다. 제안한 모델에서는 프레임별로 개별 정보를 저 장하여 새로운 데이터집합을 생성할 경우 필요시에 다른 프레임들의 정보를 활용하는 것을 승인한다. 예를 들어 새로운 프레임을 생성할 경우 필요한 중간과정을 모두 생 성하지 않고 타 프레임들의 정보를 검색하여 자신에게 필요한 정보가 있는 지를 알아본다.
- 제안한 모델은 계층적인 셀구성으로 인하여 다차원 데 이터집합을 효과적으로 관리할 수 있을 뿐 아니라 조밀 하게 캡슐화할 수 있으며 실시간에 셀의 동적 재구성을 가능케 하였다. 즉, 사용자가 새로운 행이나 열의 삽입이 나 삭제를 요구할 경우 스프레드쉬트에 일련의 셀 집합 (열이나 행)을 신속하게 삽입 또는 삭제시킬 수 있다.
- 제안한 모델은 기존 비쥬얼라이제이션 스프레드쉬트 와 비교해 볼 때 다차원 데이터집합의 조직적인 구성 및 관리를 지원할 때 효과적이다. 제안한 모델은 실행시간에 스프레드쉬트 구성요소인 셀들의 이차원 배열을 동적 으로 재구성할 수 있을 뿐 아니라 셀마다 프레임스택을 구비하여 많은 수의 프레임들을 저장할 수 있다.
- 제안한 모델은 기존 비쥬얼라이제이션 스프레드쉬트 와 비교해 볼 때 다차원 데이터집합의 조직적인 구성 및 관리를 지원할 때 효과적이다. 제안한 모델은 실행시간에 스프레드쉬트 구성요소인 셀들의 이차원 배열을 동적 으로 재구성할 수 있을 뿐 아니라 셀마다 프레임스택을 구비하여 많은 수의 프레임들을 저장할 수 있다. 이러한 특징으로 인하여, 제안한 모델은 다차원 데이터집합을 효과적으로 캡슐화하고, 조직적으로 구성 및 유지할 수 있다.
후속연구
- 앞으로의 연구계획은 제안한 모델에 인덱스 기능을 추 가시켜서 인덱스화된 이미지 사전으로 발전시킬 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위해서 셀에 저장된 특정 플레 임을 빠르게 검색기능, 자료종속성 자료의 체계적인 분 석과 관리 및 대용량 데이터집합을 위한 피라미드 파일 포맷 기능 등은 지속적으로 연구해야 할 분야이다.
- 앞으로의 연구계획은 제안한 모델에 인덱스 기능을 추 가시켜서 인덱스화된 이미지 사전으로 발전시킬 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위해서 셀에 저장된 특정 플레 임을 빠르게 검색기능, 자료종속성 자료의 체계적인 분 석과 관리 및 대용량 데이터집합을 위한 피라미드 파일 포맷 기능 등은 지속적으로 연구해야 할 분야이다.
- 이를 위하여, 제안한 모델은 실시간에 재구성가능한 셀단위 이차원 스트래드쉬트의 토대하에 각 셀은 프 레임스택 (framestack)을 구비하였다. 이와 같은 셀의 구 성으로 인하여, 제안 모델은 다차원 데이터집합을 효과적으로 운영할 수 있을 뿐 아니라 조밀하게 캡슐화할 수 있으며 실시간에 셀(열 혹은 행)삽입, 셀 삭제 및 크기변 경 등 셀의 동적 재구성 및 다양한 활용을 가능케 하였다. 본 논문에서는 기존 비쥬얼라이제이션 스프레드쉬트 (HSS)의 기반에 세부 목표를 충족하는 포터블 플랫폼 (portable platform) 모델을 설계하였다[10].
- 이와 같은 인덱스화된 이미지 사전 기능은 다차원 데이터집합들을 활용한 신속한 애니메이션이나 일시적인 대용량 정보 등을 조직적으로 관리할 수 있는 큰 장점을 지닌다. 제안한 모델에서 사전기능을 최대화하기 위해서는 신속한 검색 기능과 자료종속성 자료의 체계적인 관리 둥 다양한 기 능들이 앞으로 연구되어야 할 부분이다.
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