• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제13권3호
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• pp.215-219
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• 2015

Cells in a culture process transform with time and produce many overlapping cells in their vicinity. We are interested in a separation algorithm for images of overlapping cells taken using a fluorescence optical microscope system during a cell culture process. In this study, all cells are assumed to have an ellipse-like shape. For an ellipse fitting-based method, an improved least squares method is used by decomposing the design matrix into quadratic and linear parts for the separation of overlapping cells. Through various experiments, the improved least squares method (numerically stable direct least squares fitting [NSDLSF]) is compared with the conventional least squares method (direct least squares fitting [DLSF]). The results reveal that NSDLSF has a successful separation ratio with an average accuracy of 95% for two overlapping cells, an average accuracy of 91% for three overlapping cells, and about 82% accuracy for four overlapping cells.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.238-244
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• 2013

에너지 분산형 X-선 형광(EDXRF) 분석에서 X-선 스펙트럼에 존재하는 컨티넘(continuum)의 추정 및 제거는 필수적이다. 이를 위해 일반적으로 사용되는 알고리즘들은 많은 주의가 필요하며 복잡하다. 보통 이 알고리즘들은 제약적이거나 컨티넘의 데이터나 모양에 대한 가설을 필요로 한다. 본 논문에서는 제안된 에너지 분산형 X-선 형광 스펙트럼을 위한 효율적인 배경(background) 보정 방법은 배경 모델링과 배경 보정으로 구성된다. 이 방법은 스펙트럼에서 백그라운드영역과 피크영역을 구분하는 기본 개념을 기반으로 하며 성능향상을 위하여 SNIP알고리즘을 사용한다. 스펙트럼으로부터 배경에 속하는 점들을 획득한 후 이를 기반으로 곡선 근사화를 통해 배경을 모델링한다. 이후 획득된 배경 모델을 원 스펙트럼에서 뺌으로써 배경이 보정된 스펙트럼을 얻는다. 제안된 방법은 상대적으로 적은 사전 지식을 요구하면서 기존의 몇몇 방법들에 비해 우수한 결과를 보여주었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1009-1012
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• 2008

섬유복합재료의 우수한 인장 성능은 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 함으로써 발현되기 때문에 섬유의 분산성이 복합재료의 성능에 결정적인 영향을 미치게 된다. 그러나 PVA(Polyvinyl alcohol) 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 경우 PVA 섬유와 매트릭스 사이의 낮은 명암비와 PVA의 비전도성 특징으로 인하여 섬유의 위치 및 분포 특성을 정량적으로 평가히는 방법은 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유 복합재료의 섬유 분포 특성 등을 평가할 때 가장 중요한 과정인 섬유의 검출에 대하여 검출 성능을 향상 시킬 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 형광 현미경을 사용하여 얻은 섬유 이미지를 유형별로 분류하고, 분류된 분류된 섬유 이미지의 특성에 따라 분수령 알고리즘(watershed algorithm)과 형태학적 재구성(morphological reconstruction)을 이용하여 보다 정확히 섬유를 검출하는 과정으로 구성된다. 이 과정에서 섬유 이미지를 총 5가지 유형으로 분류하였으며, 인공신경회로망을 분류기로 구축하였다. 또한 구축한 분류기를 통해 분류된 5가지 섬유 이미지 유형 중에서 잘못 검출된 섬유이미지를 분수령 알고리즘과 형태학적 재구성을 통하여 섬유를 정확히 검출할 수 있는 기법을 제안하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권3호
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• pp.176-181
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• 2023

During cancer treatment, the patient's response to drugs appears differently at the cellular level. In this paper, an image-based cell phenotypic feature quantification and key feature selection method are presented to predict the response of patient-derived cancer cells to a specific drug. In order to analyze the viability characteristics of cancer cells, high-definition microscope images in which cell nuclei are fluorescently stained are used, and individual-level cell analysis is performed. To this end, first, image stitching is performed for analysis of the same environment in units of the well plates, and uneven brightness due to the effects of illumination is adjusted based on the histogram. In order to automatically segment only the cell nucleus region, which is the region of interest, from the improved image, a superpixel-based segmentation technique is applied using the fluorescence expression level and morphological information. After extracting 242 types of features from the image through the segmented cell region information, only the features related to cell viability are selected through the ReliefF algorithm. The proposed method can be applied to cell image-based phenotypic screening to determine a patient's response to a drug.

• 한국정보기술학회 영문논문지
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• 제9권1호
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• pp.89-102
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• 2019

Collagen can be used in building artificial skin replacements for treatment of burns and towards the reconstruction of bone as well as researching cell behavior and cellular interaction. The strength of collagen in connective tissue rests on the characteristics of collagen fibers. 3D confocal imaging of collagen fibers enables the characterization of their spatial distribution as related to their function. However, the image stacks acquired with confocal laser-scanning microscope does not clearly show the collagen architecture in 3D. Therefore, we developed a new method to reconstruct, visualize and characterize collagen fibers from fluorescence confocal images. First, we exploit the tensor voting framework to extract sparse reliable information about collagen structure in a 3D image and therefore denoise and filter the acquired image stack. We then propose to segment the collagen fibers by defining an energy term based on the Hessian matrix. This energy term is minimized by a min cut-max flow algorithm that allows adaptive regularization. We demonstrate the efficacy of our methods by visualizing reconstructed collagen from specific 3D image stack.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.513-522
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• 2008

섬유복합재료의 우수한 인장 성능은 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 함으로써 발현되기 때문에 섬유의 분포 특성이 복합재료의 성능에 결정적인 영향을 미치게 된다. 그러나 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 경우 PVA 섬유와 매트릭스 사이의 낮은 명암비와 PVA의 비전도성 특징으로 인하여 섬유의 위치 및 분포특성을 정량적으로 평가히는 방법은 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 섬유 분포 특성 등을 평가할 때 가장 중요한 과정인 섬유의 검출에 대하여 검출 성능을 향상 시킬 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 형광 현미경을 사용하여 얻은 섬유 이미지를 유형별로 분류하고, 분류된 분류된 섬유 이미지의 특성에 따라 분수령 알고리즘 (watershed algorithm)과 형태학적 재구성 (morphological reconstruction)을 이용하여 보다 정확히 섬유를 검출하는 과정으로 구성된다. 이 과정에서 섬유 이미지를 총 5가지 유형으로 분류하였으며, 인공신경회로망(ANN)을 분류기로 활용하기 위하여 형상 특성을 나타내는 5가지 특징값 즉, $F_s$, $F_c$, $F_p$, $F_l$과 $F_{rl}$을 추출하였다. 추출된 특징값에 대한 데이터베이스를 구축하여 ANN을 학습하여 분류기를 구축함으로써 섬유의 유형을 자동으로 분류할 수 있도록 하였다. 또한 5가지 섬유 이미지 유형 중에서 잘못 검출된 섬유이미지를 분수령 알고리즘과 형태학적 재구성을 통하여 섬유를 정확히 검출할 수 있는 기법을 제안하였다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1998년도 추계학술대회
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• pp.66-69
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• 1998

Comparative Genomic Hybridization (CGH)은 세포 내 특정 DNA 서열 이상을 염색체상에 보여주는 중요한 분자 세포 유전학 기법이다. CGH 기법에서는 세포 분열 중기의 염색체에서 준비한 형광 비율 영상의 정량적 분석을 위해서 Digital 영상 처리 기술이 쓰여야 한다. 본 논문에서는 최근 연구 개발된 영상 처리 algorithm들이 어떻게 CGH 기법에 쓰이는 지를 소개하려 한다. 각 염색체의 형광 비율 profile를 평균하기 위해, 염색체 영상의 이원화, 염색체 영상 뼈대 변환(skeletonization), 뼈대 정보의 변수화와 영상 명암의 재추출을 통한 굽은 염색체 영상 펴기 등이 언구되었다. 개발된 algorithm 들은 바이오메드랩 사의 ChIPS 핵형 정렬 시스템에 구현했다.