김형석 연구실
소프트웨어공학부(응용소프트웨어공학전공) 김형석
김형석 연구실은 컴퓨터 그래픽스와 응용 소프트웨어 공학 분야에서 첨단 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 컴퓨터 그래픽스의 이론적 기반과 실용적 응용을 아우르며, 3차원 모델링, 메쉬 처리, 파라미터라이제이션, 멀티해상도 분석, 데이터 압축 등 다양한 주제를 심도 있게 다루고 있습니다. 특히, 이산 미분기하학, 위상적 데이터 분석, 형태 분석 등 수학적 이론을 바탕으로 한 알고리즘 개발에 강점을 가지고 있습니다.
의료 그래픽스 및 3차원 의료 영상 처리 분야에서도 활발한 연구가 이루어지고 있습니다. MRI, CT 등 의료 영상을 기반으로 한 3차원 인체 조직 재구성, 혈류 시뮬레이션, 뇌동맥류 시각화 등은 의료 현장에서의 실질적인 활용 가능성을 높이고 있습니다. 연구실은 산점 데이터 보간, 라디얼 베이시스 함수, 멀티레벨 B-스플라인 등 첨단 수치 기법을 적용하여, 의료 데이터의 정확한 분석과 시각화를 실현하고 있습니다.
또한, 본 연구실은 위상적 데이터 분석과 이산 미분기하학을 활용한 데이터의 구조적 해석 및 응용에도 주력하고 있습니다. 경로 계획, 패턴 인식, 형태 분류 등 다양한 분야에 위상적 데이터 분석을 적용하여, 복잡한 데이터의 내재된 구조를 효과적으로 파악하고 새로운 응용 가능성을 제시하고 있습니다.
연구실은 다수의 산학협력 및 정부 지원 프로젝트를 수행하며, 실제 산업 및 의료 현장과의 연계를 통해 연구 결과의 실용화에 힘쓰고 있습니다. 또한, 국내외 유수 학술지 및 학회에서 활발히 연구 성과를 발표하며, 컴퓨터 그래픽스 및 응용 소프트웨어 분야의 학문적 발전에 기여하고 있습니다.
김형석 연구실은 앞으로도 컴퓨터 그래픽스, 의료 영상, 데이터 분석 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다. 이를 통해 학문적 성취뿐만 아니라, 산업 및 사회 전반에 긍정적인 영향을 미치는 연구실로 성장하고자 합니다.
컴퓨터 그래픽스와 기하학적 모델링
본 연구실은 컴퓨터 그래픽스 분야에서 다양한 기하학적 모델링 및 시각화 기술을 연구하고 있습니다. 특히 다각형 메쉬의 파라미터라이제이션, 메쉬 단순화, 압축, 멀티해상도 분석 등 복잡한 3차원 데이터를 효율적으로 처리하고 시각화하는 방법론을 개발해왔습니다. 이러한 연구는 컴퓨터 그래픽스의 핵심 이론과 실제 응용을 모두 아우르며, 3D 모델의 생성, 편집, 변형, 애니메이션 등 다양한 응용 분야에 적용되고 있습니다.
연구실에서는 위상적 데이터 분석, 이산 미분기하학, 형태 분석 등 수학적 이론을 기반으로 한 컴퓨터 그래픽스 알고리즘 개발에 중점을 두고 있습니다. 예를 들어, 메쉬의 파라미터라이제이션은 복잡한 3D 표면을 2D 평면에 효과적으로 펼치는 기술로, 텍스처 매핑, 표면 분석, 의료 영상 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 또한, 멀티해상도 메쉬 표현 및 변형 기술은 대규모 3D 환경에서의 실시간 렌더링과 데이터 압축에 중요한 역할을 합니다.
이러한 연구는 게임 엔진, 가상현실, CAD 시스템, 의료 영상 등 실제 산업 현장과도 밀접하게 연계되어 있습니다. 연구실은 다양한 산학협력 프로젝트와 정부 과제를 수행하며, 실질적인 소프트웨어 도구와 알고리즘을 개발하고 있습니다. 이를 통해 컴퓨터 그래픽스 분야의 학문적 발전과 산업적 응용 모두에 기여하고 있습니다.
의료 그래픽스 및 3차원 의료 영상 처리
의료 그래픽스는 의료 영상 데이터를 효과적으로 시각화하고 분석하는 기술로, 본 연구실의 주요 연구 분야 중 하나입니다. 특히 MRI, CT 등에서 얻은 2차원 의료 영상을 바탕으로 3차원 인체 조직을 재구성하는 알고리즘 개발에 주력하고 있습니다. 이를 위해 산점 데이터 보간, 라디얼 베이시스 함수(RBF) 보간, 멀티레벨 B-스플라인 보간 등 다양한 수치적 기법을 적용하여, 불규칙하게 분포된 의료 데이터를 부드럽고 정확하게 3차원 표면으로 재구성합니다.
이러한 기술은 뇌동맥류와 같은 질환의 진단 및 시각화, 혈류 시뮬레이션, 수술 계획 등 실제 의료 현장에서 매우 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 뇌동맥류의 형태 분석 및 시각화는 의료진이 환자의 상태를 정확히 파악하고, 최적의 치료 방법을 결정하는 데 큰 도움을 줍니다. 또한, 혈류 시뮬레이션을 통한 의료 그래픽스 연구는 환자 맞춤형 치료 및 예후 예측에 활용될 수 있습니다.
연구실은 의료 영상 처리 분야에서 산학협력 및 정부 지원 프로젝트를 활발히 수행하고 있으며, 실제 의료기관과의 협업을 통해 연구 결과의 실용화와 임상 적용을 추진하고 있습니다. 이러한 연구는 의료 분야의 디지털 혁신과 환자 맞춤형 의료 실현에 기여하고 있습니다.
이산 미분기하학 및 위상적 데이터 분석
이산 미분기하학과 위상적 데이터 분석은 복잡한 데이터의 구조적 특성과 형태를 수학적으로 해석하고 응용하는 첨단 연구 분야입니다. 본 연구실은 이산 미분기하학을 기반으로 한 곡률 추정, 곡선 및 곡면 재구성, 스켈레톤 추출 등 다양한 기하학적 분석 기법을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 3D 데이터의 정밀한 분석과 변형, 그리고 새로운 형태의 데이터 표현에 필수적인 역할을 합니다.
위상적 데이터 분석(TDA, Topological Data Analysis)은 데이터의 위상적 특성을 활용하여 복잡한 데이터 집합의 구조를 파악하는 방법론입니다. 본 연구실에서는 위상적 데이터 분석을 경로 계획, 패턴 인식, 형태 분류 등 다양한 응용 분야에 적용하고 있습니다. 예를 들어, 위상적 데이터 분석을 통한 경로 계획 연구는 로봇 내비게이션, 자율주행, 복잡한 환경에서의 최적 경로 탐색 등에 활용될 수 있습니다.
이러한 수학적 기반의 연구는 컴퓨터 그래픽스, 의료 영상, 인공지능 등 다양한 분야와 융합되어 새로운 기술적 도약을 이끌고 있습니다. 연구실은 이론적 연구와 실용적 응용을 동시에 추구하며, 국내외 학술지 및 학회에서 활발히 연구 성과를 발표하고 있습니다.
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Surface Parameterization Based on Circular Centering Property
Hyoungseok B. Kim
The International Journal of Internet, Broadcasting and Communication, 2019
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Region-Based Gradient and Its Application to Image Segmentation
Hyoungseok B. Kim
The International Journal of Advanced Smart Convergence, 2018
3
Polar-Natural Distance and Curve Reconstruction
Hyoungseok B. Kim, Hosook Kim
International Journal of Contents, 2015
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Mobile-based Character Recognition
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3D Medical Image Visualization
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Efficient Retouching Algorithm by acquiring 3D information from photograph