• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.65-74
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• 2021

빠르게 증가하는 노후 터널을 효율적으로 관리하기 위하여 최근 영상장비를 이용한 점검 방법론들이 많이 제안되고 있다. 하지만 기존의 방법론들은 대부분 국한된 영역에서 검증을 수행하였을 뿐 아니라, 다른 물체들이 존재하지 않는 깨끗한 콘크리트 표면에서 검증되어 실제 현장에 대한 적용성을 검증하기 어려웠다. 따라서 본 논문에서는 이러한 한계를 극복하기 위하여 비균열 물체 학습에 기반한 6단계 터널 균열 탐지 딥러닝 모델 개발 프레임워크를 제안한다. 제안된 프레임워크는 터널에서 취득된 이미지 내 균열 탐색, 픽셀 단위 균열 라벨링, 딥러닝 모델 학습, 비균열 물체 수집, 비균열 물체 재학습, 최종 학습 데이터 구축의 총 6단계로 이루어진다. 제안된 프레임워크를 이용하여 개발된 균열 탐지 딥러닝 모델 개발을 수행하였으며, 일반 균열 1561장, 비균열 206장으로 개별 물체 세분화(Instance Segmentation) 모델인 Cascade Mask R-CNN을 학습시켰다. 학습된 모델의 현장 적용성을 검토하기 위하여 전선, 전등 등을 포함하는 약 200m 길이의 실제 터널에서 균열 탐지를 수행하였다. 실험 결과 학습된 모델은 99% 정밀도와 92%의 재현율을 나타내며 뛰어난 현장 적용성을 나타내었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1177-1185
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• 2022

상·하수도 시스템은 사람들에게 안전하고 깨끗한 물을 공급해주는 사회기반시설이며, 특히 상·하수도 관로는 지중에 매설되어 있기 때문에 시스템의 결함검출이 매우 어렵다. 이러한 이유로 상·하수도 관로의 진단은 관로 내부에 카메라 및 드론을 통한 촬영을 하여 사후에 촬영된 영상을 바탕으로 시스템 진단하는 등의 사후 결함검출로 제한되기 때문에, 작업자의 업무 효율 증대와 진단의 신속성을 위해서는 관로의 실시간 탐지기술이 필요하다. 최근 첨단장비 및 인공지능 기법을 활용한 시설물 진단 기술이 개발되고 있지만, 인공지능기반 결함검출 기술은 결함 데이터의 종류 및 형태, 수가 검출 성능에 영향을 주기 때문에 다양한 학습데이터가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 상·하수도 관로의 결함검출 시 탐지 성능 향상을 위해 다양한 결함 시나리오를 3D 프린트를 이용하여 구현하고 이를 수집된 결함 데이터와 함께 학습데이터로 사용한다. 이후 수집된 이미지는 위험도에 따른 분류 및 객체의 라벨링 등의 전처리 작업이 수행되고 실시간 결함탐지를 수행한다. 제안된 기법은 상·하수도시스템 결함검출 시 실시간 피드백을 제공함으로써, 작업자의 진단 누락 가능성을 최소화하며 기존의 상·하수도관 진단업무 처리능력을 향상할 수 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.31-37
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• 2024

본 연구에서는 컴퓨팅 자원이 제한된 환경에서도 효율적으로 동작 가능한 머신비전 기반의 보행자 신호 검출 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘은 제한된 자원에서도 높은 효율성을 발휘하며, 주변 조명 등의 영향을 최소화하기 위해 HSV 색공간 기반의 영상처리, 이진화, 모폴로지 연산, 라벨링 등의 단계를 순차적으로 적용하여 빛 번짐과 같은 현상에 대응할 수 있도록 설계되었다. 특히, 이 알고리즘은 비교적 단순한 형태로 구성되어 임베디드 시스템 환경에서 부담 없이 동작할 수 있도록 고려되었다. 이를 통해 낮은 컴퓨팅 자원을 보유한 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있는 구조를 갖췄다. 또한, 제안된 보행등은 보행신호 검출 기능뿐만 아니라 IoT 기능을 탑재하여 무선으로 웹서버와 연동되는 기능을 갖췄다. 이에 따라 보행등 설치자 및 제어권자들은 웹 서버를 통해 신호등의 상태를 모니터링하고 제어할 수 있는 편의성을 제공받을 수 있다. 더불어, 50W급 LED 보행등을 효과적으로 제어할 수 있는 구현이 완료되었다. 이러한 제안된 시스템은 자원 제한 환경에서의 신속하고 효율적인 보행자 신호 검출 및 제어 시스템으로, 실제 도로 환경에서의 적용 가능성을 고려하고 있다. 이를 통해 보다 안전하고 지능적인 도로 교통 시스템의 구축에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.205-212
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• 2024

본 연구는 건조부각을 유탕기에 투입하기 전 로봇에 장착된 진공 그리퍼를 활용하여 건조 반제품(건조부각)을 이송하기 위한 선별 작업에서 그리핑 성공률을 향상시기키 위한 수단으로 건조부각의 앞면(고명이 있는)과 뒷면(고명이 없는) 표면을 판별하는 딥러닝 모델을 제안한다. 획득한 건조부각 440개의 RGB 영상을 기반으로 데이터 증강 기법을 적용한 후 건조부각 영역 및 표면 정보 라벨링을 진행하였다. 데이터 전처리 과정을 거친 건조부각 데이터를 기반으로 영역 검출을 위해 딥러닝 모델은 YOLO-v5을 적용하였다. 그 결과 건조부각 앞면 영역 검출의 mAP와 mIoU 값은 각각 0.98와 0.96으로 나타났으며, 뒷면의 경우 각각 1.00과 0.95로 나타났다. 앞면과 뒷면 2개의 클래스에 대하여 이진분류한 결과는 average 98.5%, recall 98.3%, precision 98.6%, F1-score 98.4%로 나타났다. 본 연구 결과를 통하여 RGB 영상을 활용한 건조부각의 표면 정보에 대한 분류가 가능하며, 추후 유탕 전 건조부각 표면 선별공정의 로봇-자동화 시스템 개발에 활용될 가능성을 확인하였다.

• 대한핵의학회지
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• 제34권5호
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• pp.393-402
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• 2000

목적: 유방신티그라피에서 많이 쓰이고 있는 방사성의약품인 MIBI 또는 TF을 이용한 유방신티그라피를 얻고 유방 종양의 감별 진단 성적을 비교하고자 시행하였다. 대상 및 방법: 114명의 환자에서 조직학적 확진을 한 123측 유방과 임상추적검사를 통하여 정상유방으로 확진한 86측 유방을 대상으로 하였다. MIBI 또는 TF을 740 MBq 정맥 주사하고 5분, 1시간 또는 3시간에 양측면과 전면 영상을 얻었으며 그룹간 환자의 연령, 종양의 크기에는 유의한 차이가 없었다. 두 명의 관찰자가 임상정보없이 유방신티그라피를 일차 판독 후, 다시 종괴의 위치에 대한 정보를 알고 이차 판독을 하였다. 유방신티그라피에서 임상정보 유무와 관찰자에 따른 판독의 일치도을 평가하고, MIBI와 TF의 유방신티그라피의 진단 성적을 영상획득시간, 유방종괴의 크기와 위기에 따라 유의한 차이가 있는지 비교하였다. 결과: 두 관찰자간 판독일치율은 MIBI와 TF 모두 좋았으나 TF 3시간째는 좋지 않았다. 일차 판독의 예민도는 MIBI 81.6%, 80.0%, 60.9%로 3시간 영상이 5분 영상에 비해 유의하게 낮았으며(p<0.05), TF은 88.9%, 80.6%, 42.9%으로 3시간 영상의 예민도가 5분, 1시간 영상에 비해 모두 유의하게 낮았다(p<0.05). 특이도는 MIBI는 81.5%, 90.0%, 82.9%이며 TF은 96.7%, 100%, 90.0%로 TF 5분 영상의 특이도가 MIBI에 비해 유의하게 높았다.(p<0.01 MIBI vs. TF at 5 min). 한편 조직학적 검사로 확인된 123예만을 대상으로, 종양이 위치한 유방을 구한 이차 판독의 예민도는 MIBI는 각각 86.8%, 86.7%, 78.3%이며 TF은 88.9%, 93.5%, 57.1%로 MIBI와 TF 모두 3시간 영상의 예민도가 5분 영상에 비해 유의하게 낮았으며(p<0.05), 특이도는 MIBI이 60.0%, 53.8%, 75.0%, TF은 86.7%, 100%, 100%로 유의한 차이가 없었다. 크기가 1cm 이하의 작은 종양에서 모두 예민도가 낮았으나 크기에 따른 특이도는 MIBI와 TF사이에 유의한 차이가 없었다. 위치에 따른 예민도와 특이도는 MIBI와 TF사이에 유의한 차이가 없었다. 결론: 이 연구결과에서 유방 종양을 감별하는데 있어서 MIBI와 TF 유방신티그라피의 진단 성적은 비슷하며, 지연영상은 진단의 예민도나 특이도를 향상시키지 못하였다. 임상적 정보없이 구한 유방신티그라피의 특이도와 방사성의악품 표지의 간편성을 고려할 때 유방신티그라피에서 TF을 사용하는 것이 MIBI에 비해 나을 것으로 생각된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제40권4호
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• pp.218-227
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• 2006

목적 : 헤르페스 심플렉스 1형 바이러스 티미딘 키나제(Herpes simplex virus type 1 thymidine kinase. HSV1-tk) 유전자는 보고 유전자로서 필요한 조건뿐만 아니라 별도의 치료 유전자를 따로 이입할 필요가 없다는 장점을 가지고 있어 유전자 영상과 치료에서 가장 널리 사용되는 유전자이다. 본 연구에서는 간암세포주에서 HSV1-tk 보고 유전자 발현을 비침습적 PET 영상으로 평가하는데 있어서 $9-(4-[^{18}F]Fluoro-3-hydroxymethylbutyl)$guanine ($[^{18}F]FHBG$)의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : $[^{18}F]FHBG$는 triester로부터 8단계를 거쳐 합성하였다. $[^{18}F]FHBG$는 전구체로 N2-monomethoxytrityl-9-[4-(tosyl)-3-monomethoxytritylmethylbutyl]guanine를 사용하고 kyptofix [2.2.2.]를 이용한 친핵성 반응으로 $120^{\circ}C$에서 20분 동안 반응한 후에 1 N HCl로 보호기를 제거함으로써 합성하였다. HSV1-tk 보고 유전자가 이입되어 있는 세포주인 MCA-tk와 이입되지 않은 MCA 세포주를 이용하여 in vitro 상에서의 $[^{18}F]FHBG$의 섭취 및 방출 실험을 실시하였으며 섭취량과 발현량의 상관성 평가를 위해 세포수 백분율에 따른 섭취실험을 실시하였다. In vivo 상에서의 평가를 위하여 피하 종양 형성 동물모델을 이용하여 microPET생체영상을 획득하였다. 결과: 합성된 $[^{18}F]FHBG$를 역상 HPLC를 사용하여, 머무름 시간 16-18분에서 분리하였다. 반감기를 고려한 방사화학적 수율은 20-25%, 방사화학적 순도는 95% 이상이었으며 비방사능은 55.0 $GBq/{\mu}\;mol$ 이상이었다. HSV1-tk 유전자가 이입된 MCA-tk 세포에서는 특이적인 $[^{18}F]FHBG$의 집적이 발생하였으며 대조군인 MCA에서는 거의 집적이 이루어지지 않았다. 또한, 방출 실험에서 방출 후 1시간 경과까지 86% 이상의 $[^{18}F]FHBG$가 세포내에 잔류하였다. MCA-tk 세포주의 비율이 증가함에 따라 $[^{18}F]FHBG$의 섭취량도 직선적 상관관계($R^2=0.995$)에 따라 증가하여 기질의 섭취량이 유전자 발현량을 잘 반영하고 있음이 확인되었다. MicroPET을 이용한 생체영상에서도 MCA와 MCA-tk 에서 확연한 집적의 차이를 보여주었다. 결론: 간암세포주에서 HSV1-tk 유전자의 발현 정도와 지속성 그리고 위치를 확인하기 위한 비침습적 PET 영상을 위한 기질로서 $[^{18}F]FHBG$는 매우 유용할 것으로 기대된다.