근축회절 이론에서는 횡배율이 달라도 파장과 수치구경이 같으면 항상 동일하게 회절한다. 하지만 수치구경이 큰 광학계에서는 비근축 회절효과에 의하여 횡배율에 따라 회절 특성이 변화하게 된다. 이 연구에서는 높은 수치구경을 가지는 무수차 광학계에서 나타나는 비근축 회절효과를 주요면의 만곡이라는 관점에서 해석하고, 배율이 다른 무수차 원추곡면경의 결상에서 비근축회절효과에 의한 MTF의 변화를 살펴보았다.
최근 국내에서는 원거리에 있는 응급환자에 대한 원격의료서비스를 제공하기 위한 이동형 응급 의료 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 응급구조 차에 탑재 할 수 있는 이동형 디지털 X선 촬영 장치를 구축하고 시스템으로부터 획득한 영상에 대하여 영상 성능평가의 주요인자인 MTF (modulation transfer function), NPS (noise power spectrum) 및 DQE (detective quantum efficiency)를 정량화함으로써 응급상황 시 임상적으로 효용성 있는 영상의 획득 가능성을 평가하는 것이었다. 이동형 X선 장치(Mobix-1000; LISTEM, Wonju, Korea)와 디지털 X선 detector 시스템 (Alpha-R4000; Teleoptic PRA, Kyiv, Ukraine)으로 구축된 영상시스템에 대하여 성능평가를 수행하였다. 측정결과로 10% MTF는 2.4 cycles/mm를 나타내었고, DQE (0)는 조건선량 0.19, 0.5 그리고 1.3 mR에 따라 각각 54%, 55%, 그리고 76%로 측정되었다. 본 연구에서 획득한 영상평가 결과는 연구 중인 이동형 디지털 X선 촬영 장치의 응급 원격 의료에의 사용가치를 확인 할 수 있는 기초자료로서 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
GEONHO HWANG;CHANG HOON SONG;TAE KYUNG LEE;HOJUN NA;MYUNGJOO KANG
Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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제27권1호
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pp.56-74
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2023
In order to obtain practical and high-quality satellite images containing high-frequency components, a large aperture optical system is required, which has a limitation in that it greatly increases the payload weight. As an attempt to overcome the problem, many multi-aperture optical systems have been proposed, but in many cases, these optical systems do not include high-frequency components in all directions, and making such an high-quality image is an ill-posed problem. In this paper, we use deep learning to overcome the limitation. A deep learning model receives low-quality images as input, estimates the Point Spread Function, PSF, and combines them to output a single high-quality image. We model images obtained from three rectangular apertures arranged in a regular polygon shape. We also propose the Modulation Transfer Function Loss, MTF Loss, which can capture the high-frequency components of the images. We present qualitative and quantitative results obtained through experiments.
대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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pp.53-56
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2008
Generally, the quality of satellite images is expressed by GSD (Ground Sample Distance), MTF (Modulation Transfer Function) and SNR (Signal to Noise Ratio). However, these factors are technology-oriented and do not explain interpretability of satellite images. We need a standardized index which shows standard of interpretability. In this study, we estimated NIIRS (National Imagery Interpretability Rating Scale) through the GIQE (General Image Quality Equation) which is able to judge image interpretability with the standardized index. Traditionally, NIIRS has been determined manually by specialized image analysts. We used the GIQE in order to reduce inefficiency and high costs cause by manual interpretation and to produce accurate NIIRS. For monitoring image degradation, we estimated GIQE physical parameters from image analysis and carried out time series analysis about the quality of the KOMPSAT-1 images. On all of the tests, we were able to identify the image degradation due to the changing time. This indicates that NIIRS derived from GIQE will be used for image degradation indicator.
최근에 광학을 기초로 한 산업계에서 중요시 되는 문제는 촛점을 자동으로 맞추는 문제다. 대부분 오토콜리케터(autocollimater)를 사용하여 수동으로 사람이 그 초점을 판별하여 맞추는 것이 현실이다. 하지만 산업계에서 이러한 작업을 필요로 하는 부분이 급성장하고 있으며 대량생산을 위해서는 자동화가 필수적으로 되어가고 있다. 특히 카메라 렌즈의 경우 최근 자동카메라의 급수요현상으로 조립시 카메라의 촛점을 맞추는 작업은 가장 기본적이고 정교한 작업이 되고 있다. 초점을 맞추는 것은 렌즈의 절대좌표를 지정하는 것으로 렌즈의 구동은 이 점을 기준으로 움직이게 된다. 본 논문에서는 초첨을 자동으로 맞추기 위한 작업으로 MTF(modulation transfer function)의 방법을 사용하였다. 일반적인 방법은 CCD(charge coupled device)를 사용하여 빛의 조도의 값을 비교하여 최대값이 나올때를 기준으로 하였으나, 모든 픽셀에 대한 계산을 행해야 하므로 시간이 오래 걸리게 되고 광원의 변화에 따라 민감하게 변화하는 단점을 가지고 있다. 그러나 MTF를 사용하면 아주 간단한 장치를 사용하고, 신호의 처리를 용이하게 하여 초첨의 거리를 쉽게 판단할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
In this paper, we propose efficient design and construction of an infrared wide angle optical system with low distortion utilizing a high resolution detector for automobile application. The operational convenience and the recognition ability have been improved significantly by applying the high resolution uncooled thermal detector with wide angle optical design. The active ahtermalization mechanism is implemented so that the adjustment of the optical component of the system is to be made automatically according to the temperature change by motorized control. The modulation transfer function (MTF) is about 50% at the Nyquist frequency close the diffraction limit. The distortion is less than 5% at the edge field. As a result, a high-resolution uncooled thermal optical system with wide field of view (FOV) is assembled, aligned and its performance is tested successfully.
SAC is a compact electro-optical camera for imaging in visible-NIR spectral ranges. SAC provides highresolution images over the wide geometric and spectral ranges: 10 m ground sample distance (GSD) and 50 km swath width in the spectral ranges of 520 ${\sim}$ 890 nm. SAC is designed to produce high quality images: modulation transfer function (MTF) of more than 15 %; signal-to-noise ratio (SNR) of more than 100. The missions of SAC incorporate various imaging operations: multi-spectral imaging; super swath-width imaging with cameras in parallel; along-track stereo imaging with slanted 2 cameras.
NIIRS(National Imagery Interpretability Rating Scale)는 영상의 판독력을 설명하는 품질 지표로 고해상도 위성영상의 품질을 나타내는데 널리 사용되어 왔다. 이는 MTF(Modulation Transfer Function), SNR(Signal to Noise Ratio), 또는 GSD(Ground Sampling Distance)와는 달리 객관적이고, 직관적으로 영상의 전반적인 품질을 설명할 수 있다는 점에서, 그 활용도가 매우 크다고 할 수 있다. NIIRS는 전문 판독가에 의해 육안으로 직접 측정되거나, 영상의 에지 분석(Edge analysis)을 통해 정확하게 추정할 수 있다. 일반적으로 에지 분석에는 품질 측정을 위해 특별히 제작된 인공의 표적이 사용된다. 이 인공표적의 일례로 특정 크기의 반사율 차이를 가지는 흑백 패턴의 천막 형태가 있으며, 이러한 인공표적은 인공위성의 촬영경로 상에 설치되어 진다. 이 때문에 인공표적을 이용하는 방식은 표적의 설치와 관련하여 많은 비용이 지출될 뿐 아니라, 수시로 수행될 수 없다는 문제점을 가지게 된다. 이에 본 논문에서는 영상에서 쉽게 관측될 수 있는 자연표적들로부터 정확한 NIIRS 추정이 가능한 새로운 방식의 에지 분석법을 제안하였다. 이 방법은 임의의 성질을 가지는 자연표적의 특성을 반영하기 위해 알고리즘의 강인성이 강조되었으며, 다양한 실험들을 통해 성능이 평가되었다. 실험 결과는 제안 알고리즘이 기존 방식의 대안으로서 충분히 활용 가능함을 보여 주었다.
위성용 전자광학탑재체는 제한된 소모전력 및 우주방사선과 같은 사용 환경에 의해 설계부터 특별한 요구사항을 가지고 있으며, 획득 영상의 품질은 주로 GSD (Ground Sampled Distance), 신호대잡음비(SNR, Signal to Noise Ratio), MTF (Modulation Transfer Function)에 따라 좌우된다. 영상센서의 출력신호에 포함된 잡음 감소를 통한 신호대잡음비 개선을 위하여, 센서에 추가된 프리픽셀(Pre-pixel) 및 다크픽셀(Dark-pixel)을 사용하여 CDS (Corrective Double Sampling) 방식을 통해 영상센서의 잡음 성분을 포함한 오프셋 신호(Offset Signal)를 제거하는 아날로그 신호처리(ASP, Analog Signal Processor) 방법을 제안한다. 또한 센서 제어시스템에서는 영상의 불균일성 처리를 위해 제어시스템의 출력 포트별 게인(Gain), 오프셋, 및 센서의 화소별 특성을 반영한 다양한 방식에 의한 보정 방법이 적용된다. 본 논문에서는 이상 설명한 여러 가지 잡음 개선방법을 시스템 설계 및 운영에 적용하여 위성탑재용 전자광학카메라의 신호대잡음비 향상 방법을 제안하고, 실험을 통해 검증한다.
본 논문에서는 정지궤도복합위성 기상탑재체의 보정 과정 및 영상 복사성능 품질 측정 방법에 대한 사항들을 기술하였다. MTF(Modulation Transfer Function), SNR(Signal-To-Noise Ratio), NEdT(Noise Equivalent Delta Temperature) 및 Dynamic Range 등 위성용 가시광선 및 적외선 센서의 복사성능과 관련된 품질 측정을 위한 주요 파라미터들에 초점을 맞추었다. 지상시험과정에서 측정한 이들 파라미터들의 기준 값들을 발사 후 궤도상 시험기간에 측정한 값들을 비교 검토하는 작업이 영상품질 측정의 핵심적인 과정이다. 천리안위성의 궤도상 시험기간 동안 이루어진 기상탑재체의 영상 품질 분석 과정의 사례들을 바탕으로 마련된 정지궤도 복합위성의 기상탑재체 영상의 복사성능 검정 방법에 대한 논의도 기술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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