초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
■ 최종 목표
• CT 영상에서 폐결절 자동 검출을 위한 컴퓨터 보조 진단 시스템 개발
• 소규모 데이터에서 충분한 성능을 낼 수 있는 학습 프레임워크, XAI 기술, 그리고 adversarial attack을 활용해 소규모 데이터에 강인하고 설명 가능한 AI 모델 기반의 컴퓨터 보조 진단 시스템 개발이 목적
■ 전체 내용
• 1차년도 : CT 영상을 활용한 폐결절 보조 진단 시스템 개발
✓ CT 영상을 활용한 기본적인 컴퓨터 보조 진단 프레임워크 연구 진행
✓ AI

□ 연구개발 목표 및 내용
■ 최종 목표
• CT 영상에서 폐결절 자동 검출을 위한 컴퓨터 보조 진단 시스템 개발
• 소규모 데이터에서 충분한 성능을 낼 수 있는 학습 프레임워크, XAI 기술, 그리고 adversarial attack을 활용해 소규모 데이터에 강인하고 설명 가능한 AI 모델 기반의 컴퓨터 보조 진단 시스템 개발이 목적
■ 전체 내용
• 1차년도 : CT 영상을 활용한 폐결절 보조 진단 시스템 개발
✓ CT 영상을 활용한 기본적인 컴퓨터 보조 진단 프레임워크 연구 진행
✓ AI 및 비 AI 기술 기반의 segmentation 알고리즘을 활용한 nodule candidate detection 연구
✓ Nodule candidate로부터 handcraft feature (size, texture, 등) 추출 및 활용 연구 진행
✓ AI 모델을 활용한 nodule classification 연구
✓ 분류 모델 성능 향상을 위한 모델 최적화 및 모델 앙상블 알고리즘 연구 진행

• 2차년도: 소규모 데이터셋에 최적화된 컴퓨터 보조 진단 기술 연구
✓ 소규모 데이터만으로 최적의 성능을 낼 수 있도록 1차년도에 개발한 보조 진단 시스템 최적화 연구를 진행
✓ 기본적인 데이터 증강 알고리즘 (rotate, flipping, artificial noise 등), generative adversarial network, variational autoencoder 등을 활용한 데이터 증강 알고리즘 연구
✓ 양질의 데이터로 학습된 모델을 활용하는 transfer learning 기법을 이용해 소규모 데이터에 강인한 CNN architecture 기반의 nodule classification 알고리즘 연구

• 3차년도: 제안된 모델 검증과 보안성 강화를 위한 XAI 및 adversarial attack 기반의 고신뢰 모델 연구
✓ 제안된 모델 검증을 위해 importance score, Grad-CAM, LIME 등과 같은 XAI 기술 활용 연구 진행
✓ 의료 데이터로 학습하는 과정에서 생길 수 있는 adversarial attack을 정의
✓ Adversarial attack에 강인한 anomaly detection 모델, adversarial attack이 적용된 영상 정보를 활용한 학습 시나리오 설계 등을 통해 보안성이 높은 모델 설계에 관한 연구를 진행
✓ XAI 분석 결과를 활용한 모델 최적화 진행

• 4차년도: 폐결절 자동 검출 시스템 프레임워크 최적화
✓ 데이터 분석 결과 및 연구 결과를 시각화할 수 있는 모듈 개발을 통한 폐결절 자동 검출 시스템 프레임워크 최적화
✓ 모델 압축을 통한 저복잡도·고신뢰 모델 개발

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
• 활용계획
✓ 기존 모델 활용 및 AI 학습 방법의 고도화는 의료 분야뿐만 아니라, 자율주행, 드론 등의 다양한 영상 정보를 이용하는 AI 기반 연구 분야에 활용할 예정
✓ 소규모 데이터를 통한 학습 방법을 통해 AI 분야에서 데이터 부족으로 인한 문제를 해결하기 위한 솔루션으로써 활용할 예정
✓ 제안하는 커리큘럼 학습 방법을 활용해 하드웨어 리소스에 제한이 있는 시스템의 학습을 위한 알고리즘으로써 활용 예정

• 기대 효과
✓ 영상 정보 및 1차원 특징 정보를 함께 활용한 AI 기반 시스템 구현 가능
✓ 소규모 데이터 환경에서도 AI 기반의 고성능 시스템 연구개발 가능
✓ 엣지 디바이스와 같은 하드웨어 리소스가 제한적인 연구개발 환경에서도 AI 기반의 시스템 구현 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1) 연구개발과제의 필요성 ... 5
• 2) 기존 AI 기술 기반의 컴퓨터 보조 진단 기술의 한계점 ... 5
• 3) 연구개발 과제 최종 목표 및 연구범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 1차년도 ... 7
• 2) 2차년도 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 8
• 1) 연구수행 결과 ... 8
• 2) 목표 달성 수준 ... 8
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 9
• 1) 기여점 ... 9
• 2) 우수성 ... 9
• 5. 연구개발성과 및 활용계획 ... 9
• 1) 연구 성과 ... 9
• 2) 연구성과 활용계획 ... 9
• 6. 참고문헌 ... 10
• 끝페이지 ... 10