• 제목/요약/키워드: Metric Reconstruction

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Super-Resolution Reconstruction of Humidity Fields based on Wasserstein Generative Adversarial Network with Gradient Penalty

  • Tao Li;Liang Wang;Lina Wang;Rui Han
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권5호
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    • pp.1141-1162
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    • 2024
  • Humidity is an important parameter in meteorology and is closely related to weather, human health, and the environment. Due to the limitations of the number of observation stations and other factors, humidity data are often not as good as expected, so high-resolution humidity fields are of great interest and have been the object of desire in the research field and industry. This study presents a novel super-resolution algorithm for humidity fields based on the Wasserstein generative adversarial network(WGAN) framework, with the objective of enhancing the resolution of low-resolution humidity field information. WGAN is a more stable generative adversarial networks(GANs) with Wasserstein metric, and to make the training more stable and simple, the gradient cropping is replaced with gradient penalty, and the network feature representation is improved by sub-pixel convolution, residual block combined with convolutional block attention module(CBAM) and other techniques. We evaluate the proposed algorithm using ERA5 relative humidity data with an hourly resolution of 0.25°×0.25°. Experimental results demonstrate that our approach outperforms not only conventional interpolation techniques, but also the super-resolution generative adversarial network(SRGAN) algorithm.

PET/CT 장비와 영상 재구성 차이에 따른 EQ PET을 이용한 표준섭취계수의 평가 (Evaluation of Standardized Uptake Value applying EQ PET across different PET/CT scanners and reconstruction)

  • 윤석환;김병진;문일상;이홍재
    • 핵의학기술
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    • 제22권1호
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    • pp.35-42
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    • 2018
  • 양전자 방출 단층촬영에서 정량적 평가에 통상적으로 쓰이는 표준섭취계수(SUV : Standardized Uptake Value)는 종양의 병소와 병기의 진단 그리고 치료 성적 평가에 있어서 사용되고 있는 유용한 지표이다. 하지만 SUV는 환자의 체격, 검사까지의 시간, 부분용적 효과, 관심영역의 설정, 검사장비, 영상재구성 차이 등에 따라 변화 되므로 다양한 인자의 영향을 고려하여야만 한다. 그 중에서도 PET/CT 장비와 영상의 재구성 방법의 차이에 의한 SUV의 차이를 SIEMENS 사의 EQ PET을 이용하여 방사능의 차이를 보정 할 수 있게 되었다. 그러므로 본 연구에서는 phantom 실험과 FDG PET 임상영상의 SUVmax를 비교 하여 EQ PET을 적용함으로써, SUV의 변화를 평가 하고 EQ PET의 유용성에 대해서 검증해보고자 하였다. 본원의 3대의 PET/CT 장비인 Biograph true point 40, Biograph mCT 40, Biograph mCT 64 장비를 이용하여 $^{18}F-FDG$를 주입 한 NEMA IEC body phantom 영상을 획득 한 후 OSEM3D+PSF, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF+TOF의 알고리즘을 이용하여 영상을 재구성 하였다. 각각 재구성된 영상에서 관심영역의 방사능 농도를 측정한 후, EARL에서 권고하는 NEMA IEC body phantom의 방사능 농도의 회복계수 값을 비교하여 서로 다른 PET system 간에 방사능 농도의 차이를 줄일 수 있는 EQ filter 값을 산출 하였다. 산출한 EQ Filter 값을 장비와 영상 재구성에 따라 적용하여 팬텀의 회복계수와 61명의 폐암환자의 FDG PET 영상에서 종양의 SUVmax를 비교 분석 하였다. 3대의 PET/CT 장비에서 영상의 재구성 알고리즘을 달리하여 획득한 phantom의 영상의 6개구의 평균 변동계수는 EQ PET 적용 전 후의 값은 OSEM3D 재구성 영상에서 각각 0.05, 0.04 OSEM3D+TOF 재구성 영상에서는 각각 0.04, 0.03, OSEM3D+PSF 재구성 영상에서는 각각 0.04, 0.03, OSEM3D+PSF+TOF 재구성 영상에서는 각각 0.03, 0.02 값을 보여 EQ PET 적용 후 팬텀의 6개 구의 평균 변동계수는 감소하였다. 임상 영상 비교 에서는 폐암환자 종양의 SUVmax는 OSEM3D, OSEM3D+TOF, OSEM3D+PSF, OSEM3D+PSF+TOF 순으로 증가하였으며, EQ PET 적용 후 재구성 영상에 대한 SUVmax는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p=1.000). PET/CT 영상에서 서로 다른 PET/CT 장비와 영상의 재구성 방법의 차이에 의해 발생하는 방사능 농도의 차이를 EQ PET을 이용하여 측정함으로서 장비와 영상 재구성별 방사능 농도의 편차가 감소되었다. PET 영상에서 정량적 평가에 이용되는 SUV의 편차를 줄일 수 있어 종양의 병소와 병기의 진단, 그리고 치료 성적평가의 정량적 평가 신뢰도가 향상 될 것으로 사료된다.

이식건에 따른 관절경하 전방 십자 인대 재건술의 비교 -자가 골-슬개건-골과 동종 아킬레스건의 비교- (Comparison Study of Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Using Bone-Patella Tendon-Bone Autograft and Achilles Tendon Allograft)

  • 서중배;정홍근;김명호;박희곤;유문집;변우섭;이주홍
    • 대한관절경학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.132-136
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    • 2005
  • 목적: 전방 십자 인대 파열 환자를 대상으로 자가 골-슬개건-골과 동종 아킬레스 건을 이용해 관절경적 재건술을 시행하고 이식건에 따른 임상 경과를 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 2002년 8월부터 2004년 4월까지 본원에서 전방 십자 인대 손상 환자를 대상으로 관절경적 재건술을 시행한 83례 중 1년 이상 추시가 가능했던 60 명의 환자를 대상으로 하였다. 제 I 군(32례)은 자가 골-슬개건-골 이식물을 이용하고, 제 II 군(28례)은 동종 아킬레스건 이식술을 이용하여 재건술을 시행하였다. 수술시 평균 환자의 나이는 33.5 세였고, 평균 추시 기간은 18 개월(12 개월${\sim}$30 개월)이었다. 환자의 주관적 평가로 수술 후 1년째 Lysholm knee scoring scale을 사용하였고 객관적 평가로 KT-2000TM arthrometer(MED metric, USA)를 사용하였다. Chi-square 경향 분석, 독립적 T 검정 방법으로 비교 분석하였고, 통계 프로그램은 SPSS 10.0 version을 이용하였다. 결과: 수술 후 1년째 KT-2000 arthrometer에서는 30 Ibs부하시 정상측과 비교하여 술 후 자가 골-슬개건-골군에서 1.53 mm, 동종 아킬레스건군에서 1.38 mm의 차이를 보여 만족스러운 결과를 보였다. 최종 Lysholm knee scoring scale을 이용한 평가 결과는 자가 골-슬개건-골군이 평균 93.9점(good), 동종 아킬레스 건군이 94.8점(good)이었으나 통계적 의미는 없었다. 결론: 저자들의 경우 Lysholm 점수, KT-2000 관절 계측 결과 등은 동종 아킬레스건군에서 자가 골-슬개건-골군과 비교하여 통계학적인 의미는 없었다. 전방 십자 인대 재건술시 이식건의 선택은 환자 개개인의 특성과 상황에 따라 달라져야 할 것으로 생각되며, 동종 아킬레스건도 임상적으로 좋은 결과를 보여 선택적으로 자가 이식건의 대체물로 사용될 수 있으리라 사료된다.

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자가 또는 동종 이식물을 이용한 후방 십자 인대 재건술 후의 결과 (The Result of the Arthroscopic Reconstruction of Posterior Cruciate Ligament with Autogenous or Allogenous Graft)

  • 전재균;김의순;최보열;윤창훈;이정웅;선두훈;문명상
    • 대한관절경학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.74-79
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    • 2001
  • 목 적 : 후방 십자 인대 손상의 치료로서 관절경적 후방 십자 인대 재건술을 시행하여 임상 결과를 분석하고자 하였으며, 특히 추시상 후방 불안정의 재발 여부와 자가 골-슬개건-골을 이용하여 재건한 경우 및 동종 이식물을 이용한 결과를 비교 분석하였다. 대상 및 방법 : 1994년 1월부터 1999년 5월까지 본원에서 수술 치료한 총 34례의 후방 십자 인대 손상의 환자 중에서 전외측 다발만을 관절경적으로 재건술을 시행하고 12개월 이상 최종 추시가 가능했던 25례 중 자가 반건양건을 이용한 1례를 제외한 24례를 대상으로 하였으며, 24례 중 자가 골-슬개건-골을 이용하여 재건한 경우를 제 I군(11례), 동종 아킬레스 건을 이용하여 재건한 경우를 제 II군(7례), 동종 골-슬개건-골을 이용하여 재건한 경우를 제 III군(6례)으로 하였다. 평가 방법은 24례 모두를 International Knee Documentation Committee(IKDC) knee ligament standard evaluation form, Lysholm knee scoring scale을 이용하여 세 집단을 비교하였으며 전 후방 안정도의 측정을 위해서 $KT-2000^{TM}$ knee ligament arthrometer MED metric, USA(KT-2000)를 사용하였다. Kruskal-Wallis test와 Mann-Whitney U(Wilcoxon Rank Sum) 검정법을 이용하여 세 집단을 비교 통계 분석하였다. 결과 : IKDC 최종 평가상 B(거의 정상)이상은 전체 24례 중 11례$(46\%)$로 만족스러운 결과는 아니었고, KT-2000으로 측정시 양측 비교하여 6mm 이상 차이가 나는 경우는 제 I군 4례$(36\%)$, 제 II군 2례$(29\%)$, 제 III군 2례$(33\%)$에서 후방 불안정성을 보였다. Lysholm knee scoring scale을 이용한 평가 결과는 제 I군이 평균 78점 (fair), 제 II군이 75점(fair), 제 III군이 76점(fair)이었다. 재료에 따른 각 군간의 객관적, 주관적 결과의 차이는 보이지 않았다. 결론 : 후방 십자 인대 손상시 불안정의 정도가 심하지 않은 단독 손상을 제외하고는 관절경적 재건술이 보편화 되는 추세이나, 보다 정확한 수술 술기와 동반 손상에 대한 치밀한 치료 계획이 요구되며, 새로운 시도와 그에 따른 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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부채살 SPECT 데이터를 위한 정칙화된 기댓값 최대화 재구성기법 개발 (Development of Regularized Expectation Maximization Algorithms for Fan-Beam SPECT Data)

  • 김수미;이재성;이수진;김경민;이동수
    • 대한핵의학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.464-472
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    • 2005
  • 목적: 부채살 단일광자단층촬영(SPECT)은 공간분해능과 민감도를 개선하는 것으로 알려져 있다. 보다 정확한 영상을 얻고 인체에 대한 SPECT의 영상화 과정을 정확하게 묘사하기 위하여 평행 데이터로 재배열하는 과정 없이 직접 부채살 데이터를 이용하여 재구성하는 알고리즘이 필요하다. 본 연구는 다양한 부채살 재구성 알고리즘을 구현하였고 각 방법의 성능을 비교하였다. 대상 및 방법: 선추적법을 적용하여 부채살 투사기와 이로부터 얻은 데이터를 직접 재구성할 수 있는 FBP, EM, OS-EM과 MAP-EM OSL 알고리즘을 구현하였다. OSL 알고리즘의 경우에는 membrane과 thin plate prior를 사용하였다. 직접 부채살 데이터를 재구성하는 방법의 성능을 평가하기 위해 양방향 최근접 이웃, 양방향 1차와 양방향 3차 보간법을 사용하여 재배열된 평행 데이터를 얻었고 이 데이터를 기존의 평행 데이터에 대한 EM 알고리즘을 사용하여 재구성하였다. Hoffman 두뇌와 Shepp/Logan 팬텀으로부터 얻은 잡음 없는 데이터와 잡음 있는 데이터는 각 방법으로 재구성하였으며 퍼센트 오차를 계산하여 각 재구성된 영상을 비교하였다. 결과: Thin-plate 사전 분포함수를 사용한 OSL 방법이 가장 낮은 오차를 가지며 잡음으로 인한 결과 영상의 불안정성을 효과적으로 제어함을 확인할 수 있었다. 부채살 데이터를 평행 데이터로 재배열시 양방향 1차 보간법이 정확성과 계산 시간 측면에서 가장 효율적인 방법임을 확인하였다. 재배열된 평행 데이터의 EM결과에 비해 직접 부채살 데이터를 재구성하여 얻은 결과영상이 더 정확하게 재구성되었다. 결론: 본 연구에서는 평행 데이터로 재배열한 경우에 비하여 보다 정확한 영상을 재구성하는 직접 부채살 재구성 알고리즘을 구현하였으며 이는 정량적으로 월등히 개선된 결과를 제공함을 확인하였다.

전방 십자 인대 파열후 자가 슬개건을 이용한 재건술군과 부분 손상후 보존적 치료군의 비교 (Comparison between Conservative Treatment of partial ACL Rupture and Reconstructive Surgery with BPTB Autograft in ACL Rupture)

  • 이동철;이수호;김동한
    • 대한정형외과스포츠의학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.131-137
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    • 2002
  • 목적: 전방십자인대부분파열후보존적치료군과완전파열후자가슬개건을이용한재건술군간의기능적평가, 활동도및전방안정성을비교평가하고자하였다.대상및방법: 전방십자인대손상으로진단되고관절경으로진단치료한38명의환자를대상으로2년이상추시하였으며전방십자인대50$\%$이하파열된부분손상군1 2명(평균연령: 38.3세), 완전파열후자가슬개건을이용한재건술군26명(평균연령: 25.3세)을대상으로하였다. 객관적인안정성은KT-2000 Arthrometer를이용하여15lb와20lb전방전위부하로측정하였으며,기능평가는Lysholm score, 활동도는Tegner activity score를이용하여분석하였다.결과: Lysholm의기능평가는부분손상군은88.5, 재건술군은89.3이었고, Tegner의활동도는부분손상군5.3, 재건술군5.1이었다( P<0.05 ) .전방안정성에서평균전방전위는20lb 부하하에부분손상군에서건측에비해1.7$\pm$1.4 mm, 재건술군에서는건측에비해2.3$\pm$1.9 mm였으며(P<0.05), 15lb 부하하에서는부분손상군은건측에비해1.2$\pm$1.0 mm, 재건술군에서는건측에비해1.4$\pm$1.5 mm였다(P<0.05). 합병증으로관절부종, 불안정성, 전방슬관절동통이었다. 불안정성은부분손상군에서흔한합병증이었다.결론: 양군에서임상결과들은비슷하였으며, Lysholm의기능평가는양호하였고, Tegner 활동도상태는양군에서평균적으로신체적인적당한활동(조깅, 규칙적인자전거타기)은유지되어50$\%$이하의부분손상군에대한보존적치료는양호한결과가나타난것으로사료되었다.

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상관관계를 활용한 집적 영상의 깊이 추출 방법 (Depth Extraction of Integral Imaging Using Correlation)

  • 김영준;조기옥;김철수;조명진
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.1369-1375
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    • 2016
  • 본 논문에서는 요소 영상간의 상관관계를 위상필터를 이용하여 구하고 집적 영상 기술에서 이를 활용하여 깊이정보를 추출하는 시스템을 제안한다. 집적 영상 기술은 수동 광원을 사용하여 렌즈 배열을 통해 3차원 물체의 광선정보를 2차원 영상 획득 장치로 기록하고 이를 동일한 렌즈 배열을 통해 3차원 영상을 디스플레이 하는 3차원 영상 시스템 기술이다. 렌즈 배열을 통해 획득된 2차원 영상들은 서로 다른 원근감을 가지는 요소 영상이다. 이 영상들과 물체와의 상관관계를 구하여 깊이정보를 추출할 수 있다. 그리고 요소 영상으로 컴퓨터 재생을 하여 다시 필터를 이용한 상관관계를 구하게 되면 더욱 정확한 깊이정보를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 제안된 기술을 검증하기 위해 광학적 실험을 수행하고 상관관계의 지표로써 Peak Side lobe Ratio (PSR)을 구하였다.

현대 밀리터리 룩에 나타난 전환적 디자인 발상 유형과 특성 (The Types and Characteristics of Transformational Design Ideas in Contemporary Military Look)

  • 가설교;김현주;윤지영
    • 디지털융복합연구
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    • 제20권1호
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    • pp.265-275
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    • 2022
  • 본 연구의 목적은 최근 여성 패션 컬렉션에 나타난 밀리터리 룩의 전환적 디자인 발상 사례를 분석하여 유형화하고 특성을 도출하는 것이다. 연구 방법은 밀리터리 룩에 관한 이론적 고찰과 패션 컬렉션 사례 분석의 순서로 진행하였다. 연구 결과는 사례 분석을 통해 총 6개의 전환적 디자인 발상 유형으로 분류되었다. 디자인의 구조 변화로 탈중심 유형, 확장과 축소의 유형, 소재 전체 변화, 혹은 일부 소재의 전환, 마지막으로 스타일링에 해당하는 이질적 조화와 유기적 결합에 따른 유형이다. 분류된 유형을 분석한 결과 총 3개의 특성이 도출되었는데, 첫째 구조적 요소의 재구성, 둘째 믹스매치의 매터리얼 확장, 셋째 스타일링의 감성적 융합이다. 뉴 밀리터리 룩의 전환적 발상 유형 연구를 통해 창의적인 디자인 발전의 원동력이 되며, 패션디자인 전반에 걸친 시대적 현황과 변화를 읽을 수 있는 기초 연구가 되기를 바란다.

영상유도 방사선 치료를 위한 디지털 단층영상합성법의 촬영조건 최적화에 관한 연구 (Optimizing Imaging Conditions in Digital Tomosynthesis for Image-Guided Radiation Therapy)

  • 윤한빈;김진성;조민국;장선영;송영재;김호경
    • 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.

l$_1$-norm을 이용한 움직임 인공물의 고속 보정 (Fast Motion Artifact Correction Using l$_1$-norm)

  • 조상영;김응엽;김동현
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제13권1호
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    • pp.22-30
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    • 2009
  • 목적 : 자기공명영상화는 보통 긴 스캔 시간으로 인해 환자의 움직임이 큰 문제가 된다. 이러한 환자의 움직임을 보정하기 위한 한가지 방법인 영상의 엔트로피(entropy)를 이용한 후처리 방법은 다른 추가 데이터 획득 없이 효과적으로 움직임 인공물을 줄일 수 있음을 보였다. 하지만 이 방법의 가장 큰 문제는 처리 시간이 매우 길다는데 있다. 본 연구에서는 움직임 보정 처리시간을 줄이는 방법을 제안한다. 대상 및 방법 : 전체적인 보정 시간을 줄이기 위한 첫 번째 방법은, 퓨리에 변환의 분리성을 이용하여 전체적인 퓨리에 변환시간을 줄일 수 있다. 영상의 엔트로피 기준을 대신해 영상의 전체 화소의 합(pixel sum)을 움직임 보정의 기준으로 이용하여 영상 기준을 계산하는 시간을 절반 이하로 줄일 수 있다. 마지막으로 부분 퓨리에 재구성 방법을 조합하여 움직임의 영향을 보정하는 k-공간의 데이터 량을 줄임으로써 전체적인 처리 시간을 큰 폭으로 줄일 수 있다. 결과 : 제안한 방법을 사용하여 보정한 영상의 품질은 엔트로피를 이용한 보정 방법과 거의 흡사했으며, 대신 전체적인 처리 시간을 2차원 영상에서 15%로, 3차원 영상에서 30%로 줄일 수 있었다. 결론 : 제안한 방법을 병렬 영상화 기법 등과 결합하여 영상 보정 시간을 더욱 줄일 수 있을 것으로 기대한다. 제안하는 방법은 다른 보정 기법을 사용할 수 없을 때, 영상에서 움직임의 영향을 줄이는 방법으로 유용할 것으로 기대한다.

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