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광원 환경에 강인한 영상 기반 인플루엔자 판독 기법
Robust Influenza Analysis Algorithm Based on Image Processing under Varying Radiometric Conditions 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.7, 2019년, pp.127 - 132  

이지은 (국방기술품질원)

초록
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인플루엔자는 인플루엔자 바이러스에 의해 발생하는 급성 호흡기 질환으로 고열, 두통 등을 유발하는 질병이다. 인플루엔자는 특히 변이를 통하여 다 종의 아형을 만들어, 스페인 독감과 같이 수천만 명의 사망자를 내는 등 인류에 심각한 위협을 미치고 있다. 이러한 인플루엔자는 감염 이후에 신속한 진단 검사를 통하여 항바이러스 사용이 필수적인데, 이를 위하여 일반적으로 응급 상황에서 신속하게 진단을 할 수 있는 면역크로마토그래피 기반의 인플루엔자 간이 진단 키트를 사용한다. 본 논문에서는 응급상황에서 준 의료인 등이 인플루엔자 감염이 의심되는 다수의 환자 검진을 가능하게 할 수 있도록 영상 기반의 인플루엔자 판독 기법을 개발한다. 특히 영상 기반의 인플루엔자 판독 시, 판독하는 광원 환경에 따라 발생하는 오류를 최소화하기 위하여 결합 누적 분포 함수 기반의 색상 변환을 통하여 광원의 영향을 최소화하는 알고리즘을 제안한다. 다양한 밝기 변환, 색 온도 등의 환경 조건을 가지는 90개의 실험군에 대하여 본 연구에서 제안하는 알고리즘이 다양한 광원 환경에서 강인함을 확인한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Influenza is an infectious disease caused by an influenza virus with symptoms of high fever and headache. Since influenza especially mutates into multiple subtypes in the carrier's body, it is a serious threat for mankind such as Spanish influenza. The treatment of influenza infection mandates the u...

주제어

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 신속 인플루엔자 검사 기법을 기반으로 배양 장비나 검진시설이 갖추어져있지 않은 응급 상황에서 다수의 인플루엔자 의심 환자를 검진하기 위한 영상 기반 인플루엔자 검사 기법을 제안한다. 또한 영상 기반의 판독 기법은 광원의 영향이 동일하다는 가정을 기반 으로 판독을 하게 되는데, Fig.

가설 설정

  • 5와 같이 동일한 피사체인 인플루엔자 검진 키트가 광원 환경에 따라 상이한 영상정보를 보유할 경우, 인플루엔자 판독의 오류가 발생할 수 있기 때문에 본 논문 에서는 이를 최소화하여 영상 판독을 수행한다. 우선 제안하는 누적 분포 함수 기반 영상 판독은 인플루엔자 검진 키트에서 항원의 단백질에 반응하여 키트에 발현되는 색상인 빨강(red)과 파랑(blue)과 흑백(grey)를 기반으로 각각의 색상이 독립적으로 반응한다는 가정을 기반으로 누적분포함수를 구성하였다[8]. 이에 따라 결합 확률 분포 함수는 Eq.
  • 이는 인플루엔자 키트에서 인플루엔자 감염 여부를 발현 하는 화소가 전체 화소의 일부분으로 광원 환경에 영향을 미치는 영향이 낮기 때문에 광원 효과에 미치는 영향이 매우 낮기 때문이다. 이를 기반으로 본 논문에서는 광원 환경을 정합하기 위하여 판독 발현 화소를 제외하고두 영상이 동일한 화소를 가진다고 가정하였다. 이를 통하여 동일 구도에서 동일한 피사체를 촬영한다면 동일한 영역인 인플루엔자 키트 영상 내의 화소가 동일한 분포를 가져야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인플루엔자란 무엇인가? 인플루엔자는 인플루엔자 바이러스에 의한 급성 호흡기 질환으로 상부 호흡기나 하부 호흡기에 침범하여 고열 등과 같은 증상을 유발하는 질병이다. 인플루엔자 바이러스는 A, B, C형이 있으며, 주로 인간에게 병을 일으키는 것으로 알려진 바이러스는 A, B형이다.
인플루엔자 진단의 방법에는 무엇이 있는가? 항바이러스 사용을 위해서는 인플루엔자의 진단이 우선되어야 하는데, 인플루엔자 진단에는 인플루엔자 바이 러스의 RNA를 검출하는 방법, 인플루엔자 항원 단백질을 검출하는 방법, 바이러스 세포 배양을 통한 진단법 등이 있다. 실시간 중합효소 연쇄반응(Realtime RT-PCR)[1] 은 인플루엔자 핵산 증폭을 통하여 인플루엔자는 검출하는 방법으로 검사 정확도가 상당히 높은 기법이다.
실시간 중합효소 연쇄반응 검사의 한계점은 무엇인가? 실시간 중합효소 연쇄반응(Realtime RT-PCR)[1] 은 인플루엔자 핵산 증폭을 통하여 인플루엔자는 검출하는 방법으로 검사 정확도가 상당히 높은 기법이다. 그러나 이 기법은 인플루엔자 진단을 위하여 별도의 실험시 설이 필요하여 비용이 비싸며, 검진에 6시간에서 2~3일 정도 소요되어 급성질환인 인플루엔자 감염 환자에게 항바이러스제 투약을 신속하게 하기에 제한이 있다. Rapid cell culture[2]의 경우, 세포 배양을 통하여 인플루엔자를 검진하는 방법으로 앞서 실시간 중합효소 연쇄 반응 기법에 비하여 비용이 적게 드는 장점은 있으나, 1~3일 정도의 검진 시간이 소요되어 인플루엔자 감염 환자에게 신속한 항바이러스제 투약을 하기에는 제한이 있다.
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