표제지
국문요약
목차
I. 서론 7
1. 연구배경 및 목표 7
1) 연구배경 7
2) 연구목표 8
II. 관련 연구 기술 9
1. 영상 분석 기술 9
1) CNN을 이용한 영상 추출 9
2) 모델 구현 12
2. 얼굴 인식 기술 14
1) OpenCV를 이용한 패턴 분석 14
2) 모델 구현 15
3. 두상 교정을 위한 선행 연구지표 17
1) 분만형태에 따른 두상모양과 사후교정 17
2) 태아기 유아기 두개골 변이 비교 20
3) 두개골 변형에 따른 두부형태 측정 및 치료결과 22
4) 비대칭 영유아 두상분류 26
5) 성별에 따른 두개골 성장속도 추이 28
6) 두상모양에 따른 수면자세 선택추이 30
7) 연령에 따른 머리둘레 모양 관찰 32
8) 뒷머리 비대칭성 예측 알고리즘 34
9) 사두증 치료 두상교정 헬멧 착용법 36
10) 능동적 두위변경 치료법 40
III. 연구 내용 41
1. 설문조사 41
1) 조사 목적 41
2) 조사대상 및 조사방법 41
3) 설문 결과 44
2. 영상분석을 통한 두위변경 유도 알고리즘 47
1) 알고리즘 목표 구성도 및 방법론 47
2) 영상검출 환경설정 50
3) 얼굴 두상인식 시뮬레이터 개발 51
4) 영상분석을 통한 두위변경 유도 알고리즘 58
5) 알고리즘 적용 결과 62
3. 연구 결과 비교 73
1) 사두증 치료 헬멧 두상교정 결과와 제시한 방법 결과 비교 73
2) 능동적 두위변경 치료 결과와 알고리즘 결과 비교 74
IV. 결론 및 향후 과제 76
참고문헌 78
Abstract 84
〈표 1〉 6개월 미만 영유아의 신체 측정 21
〈표 2〉 25개 항목 변형요소 별 비교 측정 결과 중 26
〈표 3〉 성별에 따른 머리너비 29
〈표 4〉 영유아 수면 자세 설문 결과 30
〈표 5〉 영유아 수면 자세 설문 결과 31
〈표 6〉 성별에 따른 머리둘레 33
〈표 7〉 설문조사지 조사 항목 42
〈표 8〉 이미지 두상인식 형상분류 결과 64
〈표 9〉 영상(이미지) 프레임에 따른 얼굴의 시선방향 측정 값 67
〈표 10〉 자세교정 유도 70
〈표 11〉 자세교정 유도 73
〈표 12〉 자세교정 유도 75
〈그림 1〉 2차원 데이터의 합성곱의 연산 10
〈그림 2〉 3개의 채널(Channel)로 만들어진 이미지 11
〈그림 3〉 feature map 과정 12
〈그림 4〉 CNN 기법 13
〈그림 5〉 OpenCV 기본 아키텍처 14
〈그림 6〉 HOG Feature 알고리즘을 사용한 Object Detection 예시 16
〈그림 7〉 LBP Feature 알고리즘을 사용한 Object Detection 예시 16
〈그림 8〉 전방 변이 상태의 영유아 19
〈그림 9〉 두개골 측정 참조 체계 23
〈그림 10〉 원점을 기준으로 한 단면 배치 23
〈그림 11〉 15도 간격으로 반경을 기준으로 한 Radial Symmetry Index (RSI) 계산. 24
〈그림 12〉 비대칭 영유아 두상 분류 27
〈그림 13〉 두상 측정 방법 27
〈그림 14〉 영유아 뒷머리 편평도 밀도 예측 34
〈그림 15〉 표면 법선 벡터예측 프로세스 35
〈그림 16〉 두상모양 표준화 및 분석영역 36
〈그림 17〉 두상모양 표준화 및 분석영역 38
〈그림 18〉 두상변형 측정법 39
〈그림 19〉 두상변형 측정법 결과 39
〈그림 20〉 설문조사 응답지 중 42
〈그림 21〉 설문조사 대상 및 방법 43
〈그림 22〉 설문조사 응답자 연령분포 44
〈그림 23〉 설문조사 응답자 연령분포 45
〈그림 24〉 두상분류 방법 및 조건 46
〈그림 25〉 출생 후 두상변화 설문조사 결과 중 교정유무 47
〈그림 26〉 목표 알고리즘 구성 49
〈그림 27〉 두상인식 시뮬레이터 개념 51
〈그림 28〉 얼굴정렬 개념 53
〈그림 29〉 Delaunay 삼각측량법 54
〈그림 30〉 두상인식 및 자세 계산 방법 57
〈그림 31〉 2차원, 3차원 영상(이미지) 자새추정위한 좌표설정 58
〈그림 32〉 좌표설정 및 계산방법 61
〈그림 33〉 반복학습 최적화 결과 62
〈그림 34〉 영상 내 두상 형상 검출 64
〈그림 35〉 이미지내 얼굴인식 후 시선 각도 표시 66
〈그림 36〉 자세교정 유도 시각화 71
〈그림 37〉 영상분석 지수 종합 자세교정 유도 시뮬레이션 결과 시각화 72
〈코드 1〉 CNN 모델 구현 코드 13