• 한국광학회지
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• 제18권4호
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• pp.246-255
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• 2007

부양영상시스템은 광학계를 통하여 입력영상 또는 물체의 상을 표시소자의 최종면으로부터 떨어진 특정 공간 내에 재생하는 장치이다. 재생된 입력영상은 표시소자와 관찰자 사이의 공간상에 위치하며 관찰자에게 가상의 입체효과를 제공한다. 입체부양영상시스템은 입체영상 및 입체상을 입력영상으로 하여 재생된 부양영상 내에 돌출 및 후퇴방향의 입체효과를 부과하여 기존의 입체영상 표시소자보다 효과적인 깊이감을 제공한다. 일반적으로 입체영상으로 쓰이는 입력영상의 크기 및 시차량은 광학계를 통하지 않는 입체영상 표시소자에 최적화되어 있다. 따라서 광학계를 통하여 입체상을 재생할 경우, 관찰자에게 재생된 입력영상의 크기 및 시차량은 광학계의 최종배율에 따라 축소 또는 확대된다. 그러나 관찰자와 디스플레이의 최종 면 사이의 관찰거리는 불변이므로 광학계를 통하여 재생된 입체부양영상은 관찰자에게 최종배율과 다른 깊이감을 제공한다. 본 논문은 삼중 프렌넬 렌즈로 이루어진 광학계에서 입체부양영상용 입력영상의 시차량을 광학계의 최종배율에 비례하도록 보정하고, 관찰자에게 올바른 깊이감을 제공하는 방법 및 결과를 제시하였다. 이 광학계는 부양영상의 부양 심도 및 영상의 질 향상을 위하여 사용되었고, 입력영상으로는 19인치 무안경식 입체영상 표시소자를 통하여 재생된 입체영상이 사용되었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권1호
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• pp.27-32
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• 2019

We present an autofocus tracking system implemented by the digital refocusing of digital holographic microscopy (DHM) and the tunability of an electrically tunable lens (ETL). Once the defocusing distance of an image is calculated with the DHM, then the focal plane of the imaging system is optically tuned so that it always gives a well-focused image regardless of the object location. The accuracy of the focus is evaluated by calculating the contrast of refocused images. The DHM is performed in an off-axis holographic configuration, and the ETL performs the focal plane tuning. With this proposed system, we can easily track down the object drifting along the depth direction without using any physical scanning. In addition, the proposed system can simultaneously obtain the digital hologram and the optical image by using the RGB channels of a color camera. In our experiment, the digital hologram is obtained by using the red channel and the optical image is obtained by the blue channel of the same camera at the same time. This technique is expected to find a good application in the long-term imaging of various floating cells.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 1998년도 추계학술대회논문집:21세기에 대비한 지능형 통합항만관리
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• pp.211-221
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• 1998

A digital image processing technique which is able to get the velocity vector distribution of a surface of the spilled oil in the ocean without contacting the flow itself. This technique is based upon the PIV(Particle Imaging Velocimetry) technique and its system mainly consists of a high sensitive camera, a CCD camera, an image grabber, and a host computer in which an image processing algorithm is adopted for velocity vector acquisition. For the acquisition of the advective velocity vector of floating matters on the ocean, a new multi-frame tracking algorithm is proposed, and for the acquisition of the diffusion velocity vector distribution of the spilt oil onto the water surface, a high sensitive gray-level cross-correlation algorithm is proposed.

• 한국항만학회지
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• 제12권2호
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• pp.291-302
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• 1998

A digital image processing technique which is able to be used for getting the velocity vector distribution of a surface of the spilt oil in the ocean without contacting the flow itself. This technique is based upon the PIV(Particle Imaging Velocimetry) technique and its system mainly consists of a high sensitive camera, a CCD camera, an image grabber, and a host computer in which an image processing algorithm is adopted for velocity vector acquisition. For the acquisition of the advective velocity vector of floating matters on the ocean, a new multi-frame tracking algorithm is proposed, and for the acquisition of the diffusion velocity vector distribution of the spilt oil onto the water surface, a high sensitive gray-level cross-correlation algorithm is proposed.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권spc호
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• pp.11-17
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• 2022

본 논문에서는 해상 위험유해물질(Hazardous Noxious Substances, HNS) 사고의 효과적인 대응을 위해 개발된 부유식 무인이동체기반 광역탐지 및 모니터링 시스템의 운용 시나리오 설계와 실험 검증 내용을 보인다. 광역탐지 및 모니터링 시스템은 장시간 운용이 가능하되 제한적 이동이 가능한 무계류형 부이 형태를 갖는 부유식 무인이동체 플랫폼을 기반으로 개발되었으며 임무 수행에 필요한 열화상 카메라, 레이더, 부유 및 대기 HNS의 탐지를 위한 센서가 탑재되었다. 실험 검증 과정에서는 탐지 센서 성능을 야외 환경에서 실험적으로 검증하기 위해 이동식 가스 유출 시스템(Portable Gas-exposure System, PGS)을 추가로 설치하였다. 무인 시스템의 원격 및 자율 운용을 위해 전체 운용 소프트웨어는 로봇운영체제(Robot Operating System, ROS) 프레임워크를 기반으로 통합되었다. 내수면 및 실해역에서의 실험을 통해 개발된 시스템의 운용 및 활용 가능성을 실험적으로 검증하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제7권1호
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• pp.12-21
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• 2003

목적 : 기존의 일반적인 스펙트로미터보다 향상된 성능을 가진 새로운 스펙트로미터를 설계 및 제작하였다. 대상 및 방법 : 초당 10억번의 부동 연산 능력을 갖춘 TMS320C6701 DSP를 이용하여 연속적으로 변하는 복잡한 경사자계파형을 실시간으로 계산하여 출력할 수 있고, 선택 단면을 interactive하게 조절할 수 있는 스펙트로미터를 설계, 제작하였다. 설계된 스펙트로미터는 DSP 기반의 디지털 제어부와 파형을 만들고 변조 및 복조를 수행하는 아날로그부로 구성되어 있다 RF 신호의 변조 및 복조는 디지털 기술을 사용하여 정밀도와 안정성을 높였다. 고속 병렬영상을 위하여 하나의 측정 보드당 4채널까지 측정할 수 있도록 하였고, 고속 DSP를 이용하여 빠른 재구성이 가능하도록 하였다. 결과 : 제작된 스펙트로미터를 1.5 테슬라 전신자기공명영상 시스템에 장착하여 다양한 방법으로 성능을 시험하였다. 디지털 변조/복조 방식에서 요하는 정밀한 위상 제어를 확인할 수 있었고, phase array 코일 영상을 통하여 다중 채널 측정시스템의 성능을 검증할 수 있었다. 개발된 스펙트로미터를 기존의 상품화된 스펙트로미터와 비교해 볼때 보다 정밀한 위상 제어가 가능한 것으로 나타났다. 결론 : Interactive하게 영상의 단면을 선택하고, 실시간 계산에 의한 파형출력은 나선주사 심장영상과 같은 첨단의 영상기법에 요구되는 스펙트로미터의 기능이다 또한 다채널 측정시스템도 병렬영상을 위한 필수적인 기능이다. 본 논문에서는 초당 10억번의 부동소수점 연산이 가능한 TMS320C6701 디지털신호처리기를 사용하여 이러한 기능들을 가진 스펙트로미터를 설계, 제작하였다. 디지털 방식의 변조/복조 기술을 채택하여 정밀한 위상제어가 가능하였다. 개발된 스펙트로미터를 FSE, GE, angiography 등 다양한 영상방법에 적용하여 성능을 확인하였으며, 기존의 제품보다 뛰어난 화질의 영상을 얻을 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1180-1187
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• 2018

본 논문은 수족관에서 유사 3D 플로팅 홀로그램로 구현되는 전래동화를 배경으로 물고기 로봇과 관람객이 상호 교감하는 수중무대를 구현한다. 색상인식 알고리즘을 이용하여 관람객과 수중로봇의 개체 위치인식을 수행하였고, 관람객과 전래동화의 개체를 추종하기 위한 위치 추종 알고리즘을 제안하였다. 본 실험장치는 수중로봇 제어를 위한 물고기로봇, 카메라, KIOSK와 수중영상을 연출하기 위한 빔 프로젝트로 구성된다. 본 실험은 전래동화와 수중로봇을 기반으로 관람객과 상호 교감하는 수중무대 구현을 국립부산과학관에서 수행한 결과 성능이 우수함을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권3호
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• pp.281-290
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• 2010

최근 디지털 단층영상합성법을 영상유도 방사선 치료에 활용하기 위한 연구가 활발히 시도되고 있다. 적은 수의 투사영상으로 삼차원 영상재구성이 가능하기 때문에 환자에 대한 피폭선량을 줄일 수 있으며, 환자의 움직임을 최소화할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나 단층영상의 화질이 스캔 각도(${\beta}_{scan}$) 및 사용한 투사영상의 수 등 촬영조건에 크게 의존하는 단점이 있다. 본 연구에서는 필터링 후 역투사법을 이용한 디지털 단층영상합성의 구현에 대해 자세히 논하였으며, 이에 대한 최적 촬영조건에 대해 살펴 보았다. 이를 위해 시스템 성능을 신호 대 잡음비, 잔상퍼짐함수, 연산횟수를 조합한 이득함수로 정의하였으며, 다양한 촬영조건에 대해 실험을 통해 각 지표를 구한 후 평가하였다. 평가 결과 및 분석으로부터 큰 단위 스캔 각도(${\Delta}{\beta}$)로 60도 이상의 넓은 범위에 걸쳐 스캔을 할수록 높은 화질의 단층영상을 얻을 수 있다는 결론을 얻었다. 대략적으로 시스템 성능이 $\sqrt{{\Delta}{\beta}}{\times}{\beta}^{2.5}_{scan}$에 비례하였다. 만약 각 평가지표에 명확한 가중치를 부여할 수 있다면 보다 엄밀하고 구체적인 촬영조건을 구할 수 있을 것이다.

• 천문학회지
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• 제49권3호
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• pp.93-107
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• 2016

Augmenting the Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) microlensing campaigns with intensive observations from a ground-based network of wide-field survey telescopes would have several major advantages. First, it would enable full two-dimensional (2-D) vector microlens parallax measurements for a substantial fraction of low-mass lenses as well as planetary and binary events that show caustic crossing features. For a significant fraction of the free-floating planet (FFP) events and all caustic-crossing planetary/binary events, these 2-D parallax measurements directly lead to complete solutions (mass, distance, transverse velocity) of the lens object (or lens system). For even more events, the complementary ground-based observations will yield 1-D parallax measurements. Together with the 1-D parallaxes from WFIRST alone, they can probe the entire mass range M ≳ M_⊕. For luminous lenses, such 1-D parallax measurements can be promoted to complete solutions (mass, distance, transverse velocity) by high-resolution imaging. This would provide crucial information not only about the hosts of planets and other lenses, but also enable a much more precise Galactic model. Other benefits of such a survey include improved understanding of binaries (particularly with low mass primaries), and sensitivity to distant ice-giant and gas-giant companions of WFIRST lenses that cannot be detected by WFIRST itself due to its restricted observing windows. Existing ground-based microlensing surveys can be employed if WFIRST is pointed at lower-extinction fields than is currently envisaged. This would come at some cost to the event rate. Therefore the benefits of improved characterization of lenses must be weighed against these costs.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권5호
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• pp.443-450
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• 2009

목적: 기존의 영상 재구성은 간소화된 투사 물리 모델을 사용하고 있다. 하지만 3D 재구성과 같은 실제적인 물리 모델은 시간이 많이 걸려서 임상에서 모든 데이터에 적용하기 힘들고, 복잡한 물리모델을 설명하기 위해 큰 메모리를 사용하면 한대의 일반적인 재구성 머신으로는 불가능하다. 개인 컴퓨터들에서도 큰 규모의 기술을 가능하게 하기위해, 병렬 연산을 이용한 빠른 재구성의 현실적인 분산메모리 모델을 제시한다. 대상 및 방법: 실제로 구현하는 가능성을 보기 위해 가상 컴퓨터들을 이용하여 선행 연구를 진행하였고, 다양한 가능성을 테스트하기 위해 상용서비스를 하고 있는 슈퍼컴퓨터(Tachyon)에서 성능 테스트를 하였다. 가장 많이 사용되는 2D 투사 영상과 실제적인 물리 모델인 3D 응답라인을 이용한 기댓값 최대화 알고리즘을 테스트하였다. 스터디 중 특정 반복횟수 이후에 속도가 최대 6배까지 느려지는 현상이 발견되어 컴파일러 최적화를 통해 병렬 효율의 극대화를 꾀하였다. 결과: Linux에서 MPICH와 NFS를 이용하여, 여러 컴퓨터에서 하나의 프로그램으로 분산 연산이 가능하였다. 병렬 연산을 했을 때 동일한 반복 연산에서 재구성된 영상간의 차이가 실수의 유효숫자(6bit) 정도임을 확인하였다. 2배의 연상장치를 사용했을 때 1.96배의 좋은 병렬화 효율을 보여주었다. 반복 연산 횟수가 증가함에 따라 느려지는 현상은 SSE를 이용한 Vectorization 방법을 사용했을 때 해결할 수 있었다. 결론: 이번 연구를 통해 일반 컴퓨터들을 이용한 현실적인 병렬 컴퓨터 시스템을 구성하여, 작은 메모리의 단일 일반 컴퓨터로는 불가능한 간단화 할 수 없는 복잡한 물리 과정도 영상 재구성 방법에 사용 가능하게 되었다.