In this paper, we propose a new method based on SA(simulated annealing) with a fast algorithm for 3D image reconstructrion from the coded apereture images. The reconstructed images can be significantly improved by SA and to large computation cost of SA can be significantly reduced by the fast algorithm.
Journal of information and communication convergence engineering
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제12권2호
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pp.83-88
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2014
The simultaneous suppression of sidelobes and the sharpening of the central peak in the process of diffraction pattern detection based on asymmetric apodization have been investigated. Asymmetric apodization is applied to a semicircular array of two-dimensional (2D) aperture functions, which is a series of 'coded-phase arrays of semicircular rings randomly distributed over the central circular region of a pupil function' and is similar to that used in the field of diffractive optics. The point spread function (PSF) of an imaging system with asymmetric apodization of the discrete type has been found to possess a good side with suppressed sidelobes, whereas its bad side contains enhanced sidelobes. Further, the diffracted field characteristics are obtained in the presence of these aperture functions. Asymmetric apodization is helpful in improving the performance of the optical gratings or 2D arrays used in real-time imaging techniques.
We developed a compact gamma camera based on a modified uniformly redundant array coded aperture to investigate the position of a $UO_2$ pellet emitting characteristic X-rays (98.4 keV) and ${\gamma}-rays$ (185.7 keV). Experiments using an only-mask method and an antimask subtractive method were conducted, and the maximum-likelihood expectation maximization algorithm was used for image reconstruction. The images obtained via the antimask subtractive method were compared with those obtained using the only-mask method with regard to the signal-to-noise ratio. The reconstructed images of the antimask subtractive method were superior. The reconstructed images of the characteristic X-rays and the ${\gamma}-rays$ were combined with the obtained image using the optical camera. The combined images showed the precise position of the $UO_2$ pellet. According to the self-absorption ratios of the nuclear material and the minimum number of effective events for image reconstruction, we estimated the minimum detection time depending on the amount of nuclear material.
When gamma-camera sensor modules, which are key components of radiation imagers, are derived from the coupling between scintillators and photosensors, the light collection efficiency is an important factor in determining the effectiveness with which the instrument can identify nuclides via their derived gamma-ray spectra. If the pixel area of the scintillator is larger than the pixel area of the photosensor, light loss and cross-talk between pixels of the photosensor can result in information loss, thereby degrading the precision of the energy estimate and the accuracy of the position-of-interaction determination derived from each active pixel in a coded-aperture based gamma camera. Here we present two methods to overcome the information loss associated with the loss of photons created by scintillation pixels that are coupled to an associated silicon photomultiplier pixel. Specifically, we detail the use of either: (1) light guides, or (2) scintillation pixel areas that match the area of the SiPM pixel. Compared with scintillator/SiPM couplings that have slightly mismatched intercept areas, the experimental results show that both methods substantially improve both the energy and spatial resolution by increasing light collection efficiency, but in terms of the image sensitivity and image quality, only slight improvements are accrued.
We report the development of a gamma-ray imaging device, named Large-Area Hybrid Gamma Imager (LAHGI), featuring high imaging sensitivity and good imaging resolution over a broad energy range. A hybrid collimation method, which combines mechanical and electronic collimation, is employed for a stable imaging performance based on large-area scintillation detectors for high imaging sensitivity. The system comprises two monolithic position-sensitive NaI(Tl) scintillation detectors with a crystal area of 27 × 27 cm2 and a tungsten coded aperture mask with a modified uniformly redundant array (MURA) pattern. The performance of the system was evaluated under several source conditions. The system showed good imaging resolution (i.e., 6.0-8.9° FWHM) for the entire energy range of 59.5-1330 keV considered in the present study. It also showed very high imaging sensitivity, successfully imaging a 253 µCi 137Cs source located 15 m away in 1 min; this performance is notable considering that the dose rate at the front surface of the system, due to the existence of the 137Cs source, was only 0.003 µSv/h, which corresponds to ~3% of the background level.
Kim, Beomjun;Heo, Daerak;Moon, Woonchan;Hahn, Joonku
Current Optics and Photonics
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제5권5호
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pp.514-523
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2021
Methods for absolute depth estimation have received lots of interest, and most algorithms are concerned about how to minimize the difference between an input defocused image and an estimated defocused image. These approaches may increase the complexity of the algorithms to calculate the defocused image from the estimation of the focused image. In this paper, we present a new method to recover depth of scene based on a sharpness-assessment algorithm. The proposed algorithm estimates the depth of scene by calculating the sharpness of deconvolved images with a specific point-spread function (PSF). While most depth estimation studies evaluate depth of the scene only behind a focal plane, the proposed method evaluates a broad depth range both nearer and farther than the focal plane. This is accomplished using an asymmetric aperture, so the PSF at a position nearer than the focal plane is different from that at a position farther than the focal plane. From the image taken with a focal plane of 160 cm, the depth of object over the broad range from 60 to 350 cm is estimated at 10 cm resolution. With an asymmetric aperture, we demonstrate the feasibility of the sharpness-assessment algorithm to recover absolute depth of scene from a single defocused image.
UFFO Burst Alert & Trigger telescope (UBAT) is one of major instruments of UFFO-Pathfinder. The UBAT aims at 10 arcmin resolution localization of Gamma Ray Bursts with X-ray coded mask technique. It has $400mm{\times}400mm$ coded mask aperture, hopper, shielding and detector module with effective area of $191cm^2$. The detector module consists of an assembly of 36 64-ch MAPMTs and $25mm{\times}25mm$ pixellated YSO crystal array, and associated analog and digital electronics of about 2500 channels. We performed a vibration test using a dummy MAPMT with the detector module structure to measure the indused stress applied onto the MAPMT. We designed a sub-structure on the detector module to avoid the resonance that would otherwise deforms the detector module structure. A finite element analysis confirms the reduction of the load acceleration down to 12g. The experimental results are to be reported. Consequently, it proves that the MAPMT arrays of the flight UBAT detector module structure would survive in the space launch environment.
Compton imaging is the main method for locating radioactive hot spots emitting high-energy gamma-ray photons. In particular, this imaging method is crucial when the photon energy is too high for coded-mask aperture imaging methods to be effective or when a large field of view is required. Reconstruction of the photon source requires advanced Compton event processing algorithms to determine the exact position of the source. In this study, we introduce a novel method based on a Deep Learning algorithm with a Convolutional Neural Network (CNN) to perform Compton imaging. This algorithm is trained on simulated data and tested on real data acquired with Caliste, a single planar CdTe pixelated detector. We show that performance in terms of source location accuracy is equivalent to state-of-the-art algorithms, while computation time is significantly reduced and sensitivity is improved by a factor of ~5 in the Caliste configuration.
A dual-particle imager (DPI) is configured in a hand-held form factor, then one can efficiently and conveniently deploy the DPI to detect the presence of special nuclear materials (SNM) and identify any isotopic variations that differ from their natural abundances. Here we show that by maximizing the areal coupling between a pixelated scintillator array and the partitioned photosensor readout such as a silicon photomultiplier (SiPM), the information utilization of the gamma-ray and neutron information in the radiation field can be enhanced, thus enabling one to rapidly acquire spatial maps of the distributions on gamma-ray and neutron emitters.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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