• Proceedings of the KSMRM Conference
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• 2003.10a
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• pp.49-53
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• 2003

확산텐서영상(Diffusion Tensor Imaging)의 개념은 1980년대 중반 확산강조영상(Diffusion Weighted Imaging)의 개념이 도입되면서 거의 동시에 도입되었지만 MR 장비의 기계적 한계등으로 인해 최근에야 임상적으로 사용되기 시작했다. 확산텐서영상(DTI)과 확산강조영상(DWI)의 방법론적인 차이점은 단순히 확산강조영상의 경우 세 개의 다른방향 (X-, Y-, Z-축)으로 확산측정용 경사자장을 가하는 반면 확산텐서영상의 경우 이보다 많은 방향 (최소한 6 방향)으로 확산측정용 경사자장을 가한다는 점이다. 이러한 차이로부터 금방 알 수 있는 점은 확산강조영상은 확산텐서영상의 일부라는 점이다. 즉, 확산텐서영상의 경우 더 많은 방향으로 확산측정용 경사자장을 가했으므로 더 많은 정보를 획득할 수 있고 이중 세 개의 방향 (주로 X,Y,Z)에 대한 정보만을 이용하게 되면 확산강조영상이다. 이러한 이유로 확산텐서영상을 획득하면 확산강조영상에서 얻게 되는 방향별 확산강조영상, 등방성(isotropic) 확산강조영상, ADC (Apparent Diffusion Coefficient) map등도 기본적으로 얻게 되므로 추가로 확산강조영상을 획득할 필요가 없다. 본 강의에서는 이러한 확산(텐서)영상의 물리적 원리를 복잡한 수학적 설명보다는 개념 위주로 설명해 보고자 한다.

• Journal of Conservation Science
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• v.7 no.2
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• pp.60-67
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• 1998

The effects of moisture content (MC) and diffusion period on the diffusion of boron from borate rod through Pinus densiflora and P. koraiensis were investigated as a preliminary research of integrated remedial treatment for heritage wooden structures using borate rod. After equilibrating MCs of samples (15, 25, and 40%), borate rod (1,000 mg) was inserted into the sample, and stored for diffusion of boron at room temperatures ($23^{\circ}C$) for 2, 4, 8, and 12 weeks. Wafers were serially cut at constant intervals from rod treatment point and the boron penetration through longitudinal and transverse direction was measured by staining with boron indicator. For boron diffusion, MC above fiber saturation point was needed, and the diffusion rates increased with time. The fastest rates of diffusion were observed in longitudinal direction, followed by the radial and then the tangential direction. The rates of diffusion in all directions were the fastest in P. koraiensis. In P. densiflora, the diffusion rates through heartwood was faster than that in sapwood in longitudinal direction and vice versa in transverse direction. Based on the best result of this study, optimal space between rod insertion points could be recommended as follows; approximately 120 mm for P. koraiensis and heartwood of P. densiflora, 60 mm for sapwood of P. densiflora in longitudinal direction, and approximately 30 mm for all species tested in transverse direction. However, the effect of rod size and long-term exposure for diffusion on boron movement should be fully investigated for the accurate evaluation of optimal space between rod holes.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.524-528
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• 2008

도류제 완성 후에 대한 100년 빈도 홍수시의 흐름(유향과 유속)을 기초로 하여 수치모형실험 결과의 일례를 그림에 나타내었다. 초록에는 오염물질 확산 수치모형실험결과를 시간별로 나타내지안했지만, 오염물질 확산에 대한 수치모형실험의 일반적인 결과를 평가하면 아래와 같다. 우선 흐름은 임랑해수욕장 방향으로 형성되고 청정지역인 방향에서는 남측도류제 설치전보다 복잡한 와류가 형성되어 청정지역 방향으로의 흐름은 미약하다. 모델하천의 빈도별 유출량이 증가함에 따라 큰 변화는 없고, 흐름은 모델하천 하구부 전면해역의 외해 방향으로 형성되며 빈도에 따른 흐름방향의 변화는 거의 없다. 보존성 오염물물 확산 계산 결과를 보면 평수시의 오염물질 영향범위는 양안에 도류제가 완성됨으로 인해 확산이 차단되어 도류제 내부의 오염물의 농도가 가중되고 도류제 전면해역으로의 오염물질의 확산범위가 확대됨을 알 수 있다. 모델하천의 빈도별 유출량이 증가함에 따라 오염물질의 농도가 일정하게 유지될 때 초기유출(3시간)에는 도류제 전면해역의 외해 방향으로의 오염물질 확산이 가속화 되며, 확산범위도 점차 확대된다. 오염물질의 농도가 감소하여 모델하천으로 부터의 오염물질 배출이 감소할 경우(15-24시간)는 오염물질 농도가 점차적으로 저감되며 청정지역으로 확산이 지연됨을 알 수 있다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.8 no.11
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• pp.1-9
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• 2008

Thanks to the multimedia technology development, it is possible to show image representations in high quality and to process images in various ways. Anisotropic diffusion as an effective diffusion filtering among many image preprocessing methods and postprocessing methods is used in reduction of speckle noises of ultrasound images, image restoration, edge detection, and image segmentation. However, the conventional anisotropic diffusion based on a cross-kernel causes the following problems. The problem is the concentration of edges in the vertical or horizontal directions. In this paper, a new anisotropic diffusion transform based on directions of gradient is proposed. The proposed method uses the eight directional square-kernel which is an expanded form of the cross-kernel. The proposed method is to select directions of small gradient based on square-kernel. Therefore, the range of proposed diffusion is selected adaptively according to the number of the directions of gradient. Experimental results show that the proposed method can decrease the concentration of edges in the vertical or horizontal directions, remove impulse noise. The image in high quality can be obtained as a result of the proposed method.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.25 no.6
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• pp.439-445
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• 2004

Diffusion tensor image(DTI) exploits the random diffusional motion of water molecules. This method is useful for the characterization of the architecture of tissues. In some tissues, such as muscle or cerebral white matter, cellular arrangement shows a strongly preferred direction of water diffusion, i.e., the diffusion is anisotropic. The degree of anisotropy is often represented using diffusion anisotropy indices (relative anisotropy(RA), fractional anisotropy(FA), volume ratio(VR)). In this study, FA images were obtained using different gradient schemes(N=6, 11, 23, 35. 47). Mean values and the standard deviations of FA were then measured at several anatomic locations for each scheme. The results showed that both mean values and the standard deviations of FA were decreased as the number of gradient directions were increased. Also, the standard error of ADC measurement decreased as the number of diffusion gradient directions increased. In conclusion, different gradient schemes showed a significantly different noise performance and the schem with more gradient directions clearly improved the quality of the FA images. But considering acquisition time of image and standard deviation of FA, 23 gradient directions is clinically optimal.

• Fire Science and Engineering
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• v.23 no.5
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• pp.96-102
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• 2009

Forest fire ignition and spread characteristics are needed as basic data in fire management. Slope aspect of ignition point, spread direction, and wind direction at that time were analyzed and regression equations were proposed for predicting burned area, fire perimeter, head spread rate, and flank spread rate using combustion time using 101 forest fires broken out between 2007 and 2009 spring. 57% forest fires of investigated numbers were ignited in south, southwest, and southeast aspects and 68% of forest fires were spreaded to east, southeast, and northeast influenced by westerly wind. About 11.8ha forest was burned and 0.5km fire perimeter increase was predicted per hour. Head and flank spread rate were calculated 0.13km and 0.05km, respectively.

• Water for future
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• v.29 no.4
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• pp.187-198
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• 1996

A numerical model for unsteady dispersion of horizontal line source in turbulent shear flow is developed. A fractional step finite difference method is used which splits the unsteady two-dimensional advective diffusion equation into the longitudinal advection and the vertical diffusion equations, and solves them alternately for half time intervals by the Holly-Preissmann scheme and the Crank-Nicholson scheme, respectively. The developed numerical model is verified using a semi-analytic solution for steady dispersion in turbulent shear flow. Dispersion of an instantaneous plane source in turbulent shear flow is analyzed using the model. The degree of mixing at the same dimensionless time is almost the same regardless of the friction factor, and the travel distance required to reach a certain degree of mixing is inversely proportional to the square root of the friction factor.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.7 no.2
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• pp.21-29
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• 2007

Anisotropic diffusion is one of the widely used techniques in the field of image segmentation. In the conventional anisotropic diffusion [1]-[6], usually 4-neighborhood directions are used: north, south, west and east, except the image diagonal directions, which results in the loss of image details and causes false contours. Existing methods for image segmentation using conventional anisotroplc diffusion can't preserve contour information, or noises with high gradients become more salient as the umber of times of the diffusion increases, resulting in over-segmentation when applied to watershed. In this paper, to overcome the shortcoming of the conventional anisotropic diffusion method, a new arusotropic diffusion method based on diagonal edges is proposed. And a method of watershed segmentation is applied to the proposed method. Experimental results show that the process time of the proposed method including diagonal edges over conventional methods can be up to 2 times faster and the Circle image quality improvement can be better up to $0.45{\sim}2.33(dB)$. Experiments also show that images are segmented very effectively without over segmentation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.103-103
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• 2015

유류유출사고와 같이 하천 수표면의 흐름에 따라 이동 확산하는 부유성 오염물질의 혼합해석을 위해 많은 연구자들은 입자추적모형을 사용한 혼합모의를 수행해왔다. 입자추적모형에서 오염물질의 혼합은 평균 유속 분포에 의한 결정론적인 이동과 난류유동에 의한 무작위적인 혼합으로 나타내며, 난류혼합에 의한 수평확산은 난류확산계수로 조절한다. 따라서 표면흐름에 의한 난류확산계수의 산정을 위해 많은 연구자들은 부유성 입자를 이용한 실내실험을 수행하여 수평확산계수를 산정했고(Engelund, 1969; Cederwall, 1971), 최근에는 GPS의 발전으로 인해 해양영역에서 GPS를 장착한 표면부자를 활용한 확산실험을 통해 수평확산계수를 산정한 바 있다(Kjellson and $D{\ddot{o}}{\ddot{o}}s$, 2012; Alpers 등, 2013). 하천수질오염사고의 약 43.5%가 유류유출에 의한 것이며(환경부, 2013), 이에 따라 표면흐름에 의한 오염물질 혼합해석이 필요하나, 하천에서 수평확산계수 산정을 위한 현장실험연구는 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 본류에서 GPS부자를 이용한 입자추적실험을 수행하여 표면흐름에 의한 확산계수를 산정했다. GPS부자를 이용한 입자추적실험은 낙동강의 강정고령보 하류와 구미보 하류의 각각 세 지점에서 수행되었다. GPS부자는 바람에 의한 교란을 최소화하기 위해 지름 10 cm의 구형으로 제작하였으며 시범테스트를 통해 입자의 주 궤적 변화가 크지 않은 지점에 GPS부자를 투입했다. GPS부자는 오염물질의 사고유출을 가정하여 한 지점에 투입했고 GPS부자 사이의 간섭을 최소화하기 위해 25 ~ 35개의 GPS부자를 이용했다. 표면흐름에 의해 이동하는 부자의 위치는 GPS에 시계열로 저장됐고 ADCP를 이용하여 실험당시의 수리량을 측정했다. 입자위치의 시계열자료로부터 GPS부자의 확산범위의 시간변화를 계산했고 단순 모멘트법을 이용하여 종, 횡 방향 확산계수를 계산했다. 그 결과, 종 방향 확산계수는 $0.003{\sim}0.041m^2/s$로 계산되었고 횡 방향 확산 계수는 $0.001{\sim}0.012m^2/s$로 계산되어, 흐름방향의 유속성분에 의한 확산이 지배적인 것으로 나타났다. 지류 합류부에서는 이송이 지배적인 혼합이 발생되었고(Pe>1) Pe의 증가에 따라 수평확산계수가 감소되었다. 25~35개 GPS부자 궤적의 앙상블 평균으로부터 계산한 Integral time scale은 모멘트법으로부터 계산한 종, 횡 방향 확산계수와 비례하는 것으로 나타나, Taylor(1921)의 이론과 일치했다. 또한 실험수로에서 수행된 기존연구결과와 비교한 결과, 하폭 대 수심비, 마찰항의 증가에 따라 수평확산계수가 증가하는 경향을 나타내었다.

• Proceedings of the KSMRM Conference
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• 2003.10a
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• pp.60-63
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• 2003

확산 텐서 영상은 기존의 x, y, z 세 방향으로 가해지는 화산 경사자장 외에 추가 자장을 걸어준 뒤 계산을 통하여 얻어지는데 기존의 세 방향 경사 자장을 이용한 확산 강조 영상만으로는 스핀의 방향성을 표현하는데 한계가 있고 이를 극복하기 위해 도입된 개념이다 (1-3). 최근 그 임상적 응용이 증가되고 있으며 그 분야는 허혈성 뇌질환에서부터 퇴행성 질환 및 선천성 이상에 이르기까지 광범위하게 적용되고 있으나 그 임상적 의미는 아직 불분명하며 활발한 연구가 이루어지고 있는 단계이다.