• 제목/요약/키워드: density visualization

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X-ray Micro-Imaging 기법 소개 및 불투명 튜브 내부의 마이크로 버블 가시화 연구 (X-ray Micro-Imaging Technique and Its Application to Micro-Bubbles in an Opaque Tube)

  • 이상준;김석;백부근
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.31-34
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    • 2002
  • Imaging techniques using x-ray beam at high energies (>6KeV) such as contact radiography, projection microscopy, and tomography have been used to nondestructively discern internal structure of objects in material science, biology, and medicine. This paper introduces the x-ray micro-imaging method using 1B2 micro-probe line of PAL (Pohang Accelerator Laboratory). Cross-sectional information on low electron density materials can be obtained by probing a sample with coherent synchrotron x-ray beam in an in-line holography setup. Living organism such as plants, insects are practically transparent to high energy x-rays and create phase shift images of x-ray wave front. X-ray micro-images of micro-bubbles of $20\~120\;{\mu}m$ diameter in an opaque tube were recorded. Clear phase contrast images were obtained at Interfaces between bubbles and surrounding liquid due to different decrements of refractive index.

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Visualization of Extracellular Vesicles of Prokaryotes and Eukaryotic Microbes

  • Kim, Ki Woo
    • Applied Microscopy
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    • 제48권4호
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    • pp.96-101
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    • 2018
  • The release of nanoscale membrane-bound vesicles is common in all three domains of life. These vesicles are involved in a variety of biological processes such as cell-to-cell communication, horizontal gene transfer, and substrate transport. Prokaryotes including bacteria and archaea release membrane vesicles (MVs) (20 to 400 nm in diameter) into their extracellular milieu. In spite of structural differences in cell envelope, both Gram-positive and negative bacteria produce MVs that contain the cell membrane of each bacterial species. Archaeal MVs characteristically show surface-layer encircling the vesicles. Filamentous fungi and yeasts as eukaryotic microbes produce bilayered exosomes that have varying electron density. Microbes also form intracellular vesicles and minicells that are similar to MVs and exosomes in shape. Electron and fluorescence microscopy could reveal the presence of DNA in MVs and exosomes. Given the biogenesis of extracellular vesicles from the donor cell, in situ high-resolution microscopy can provide insights on the structural mechanisms underlying the formation and release of microbial extracellular vesicles.

수목의 대기오염 개선효과 예측을 지원하는 3D 시각화 도구 (A 3D Visualization Tool for Supporting Forecasting of Air Cleaning Effect based on Tree Density Map")

  • 전해준;지현태;박재완;김성기
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
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    • pp.1609-1611
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    • 2013
  • 녹색 도시 조성의 주요 요소인 수목(tree)을 대상으로 도시 대기오염 개선수준을 평가하는 연구가 활발하다. 그러나 측정을 통해 수집된 데이터는 수목의 종류와 밀도에 따라 실시간으로 직관적인 도시 대기오염 개선 정도를 판단하는 데 애로가 있다. 본 연구는 이 문제를 해결하는 데 일조하는 소프트웨어 도구를 제시한다. 본 연구에서 개발한 소프트웨어 도구는 대기환경을 개선할 지역별 대기환경측정 정보를 이용하여 3 차원 모델링과 Google Map 서비스를 매쉬업(mash-up)하여 가상으로 수목을 심고 이에 따른 도시 대기오염 개선효과를 시각화한다. 본 연구결과는 도시대기환경 개선을 위한 정책개발과 예산수립에 일조할 것이다.

Cone beam형 전산화단층영상과 치근단방사선영상의 치근단 병소에 대한 정량적인 분석 (Quantitative analysis of periapical lesions on cone beam computed tomograph and periapical radiograph)

  • 김진화;이완;김경수;노영채;김대석;이병도
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제39권1호
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    • pp.41-49
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    • 2009
  • Purpose: To detect the progression of experimentally induced periapical lesions on periapical radiograph and cone beam computed tomograph (CBCT) by quantitative analysis. Materials and Methods: After the removal of coronal pulps from premolars of two Beagle dogs, the root canals of premolars were exposed to oral environment during one week and then sealed for 70 days. Digital periapical radiographs and CBCTs were taken at baseline and every 7 days for 77 days after pulp exposure. We examined occurrence and areas of periapical bone resorption. Three comparative groups of CBCT radiographs were prepared by average projection of thin slabs with different bucco-lingual thicknesses (0.1, 3.0, and 8.0 mm) using a 3D visualization software. Radiographic densities were compensated by image normalization. Digital images were processed with mathematical morphology operations. The radiographic density and morphological features of periapical lesions were compared among three groups of CBCT in different time points. Results: In the CBCT group with 0.1 mm thickness, radiographic density (p<0.05) and trabecular bone area (p<0.01) were significantly decreased at the fifth week. However, in the CBCT groups with 3 mm and 8 mm thickness and periapical radiographs, none of densitometric and morphological features showed any significant differences in different time points. Radiographic density of periapical lesion showed increasing tendency at the eleventh week after pulp exposure. Conclusion: Radiographic detection of periapical lesions was possible at the fifth week after pulp contamination by quantitative method and was affected by buccolingual bone thickness.

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밀도구배강도를 이용한 초임계 전단동축 제트 분석 (Analysis of Supercritical Shear Coaxial Jet Using Density Gradient Magnitude)

  • 이건웅;김도헌;손민;한조영;구자예
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.59-66
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    • 2013
  • 액체질소와 기체아르곤을 이용해 단일 제트와 동축 제트의 아임계 및 초임계 분무 특성을 관찰하였다. 분무의 가시화에는 shadowgraph 기법이 사용되었으며, 실험결과 분석을 위해 밀도구배강도 이미지가 사용되었다. 아임계 조건에서는 단일제트에 비해 동축제트가 제트 계면의 굴곡이 더 심해짐을 알 수 있었다. 초임계 조건에서는 동축제트의 초임계 질소가 단일제트에 비해 빠르게 확산되는 것을 확인하였다. 평균 이미지에서 제트 축방향 거리에 따른 제트 직경을 도출하였으며 초임계 조건에서는 동축 분무의 제트 직경이 더 빠르게 감소하였다.

감성을 평가하기 위한 생체신호 분석 시스템에 관한 연구 (A Study of Biosignal Analysis System for Sensibility Evaluation)

  • 이지형;김경호
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권12호
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    • pp.19-26
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    • 2010
  • 본 논문에서는 일상생활 속에서 무자각적으로 생체신호를 측정하고 분석하여 감성을 평가할 수 있는 임베디드 시스템에 관하여 연구하였다. 지속적으로 변화하는 감성을 일관적이며 신뢰성이 높은 생리적인 방법으로 평가하기 위해 심전도(ECG:Electrocardiogram), 맥파(PPG:Photoplethysmography)의 두 가지 생체신호를 측정하고, 무선전송(Bluetooth) 장치를 이용하여 측정한 생체신호를 실시간으로 노트북PC로 전송하여 분석하였다. 생체신호의 분석방법은 고속 퓨리에 변환(FFT:Fast Fourier Transform)과 전력 스펙트럼 밀도(PSD:Power Spectrum Density)를 이용한 주파수 분석방법으로 두 생체신호의 특정 주파수 대역이 가지는 자율신경계의 활성도의 비율을 분석하여 비교 연구하였다. 또한 보다 빠르고 정확한 감성을 평가하기 위하여 분석 알고리즘의 연산을 최소화 하였으며 그래프를 이용한 분석결과의 시각화를 하였다. 본 논문에서는 무자각적인 생체 신호 측정 시스템을 이용하여 다양한 상황에서 생체신호를 측정하고, 개발한 분석 알고리즘으로 분석한 결과의 차이를 연구하여 정확도 및 신뢰도를 기준으로 감성을 평가하기 위한 분석 시스템을 평가하였다.

폴리비닐알코올 젤의 집속초음파에 의한 온도분포 변화 (Thermal distribution change in polyvinyl alcohol gel caused by focused ultrasound)

  • 김정순;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.576-584
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    • 2020
  • 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA)젤을 온도가시화용 생체모의매질로 사용하기 위한 기초적인 정보를 얻기 위하여, PVA의 농도를 바꾸어가며 집속초음파에 의한 온도변화 특성을 조사하였다. 기본적인 음향 특성을 조사하기 위하여 PVA농도에 따른 음속, 감쇠계수, 밀도 등이 측정되었고 열역학적 특성인 열전도도, 열용량이 측정되었다. 30 ℃ 이상에서 변색되는 시온필름을 사용하여 집속초음파에 의해 상승되는 초점부근의 온도 변화의 범위를 관찰하였으며 기록된 이미지의 화상처리를 통하여 변색범위의 면적을 도출하였다. PVA의 농도가 2 wt%~16 wt%의 범위에서 증가할수록 젤 내부에서 30 ℃ 이상으로 상승하는 영역은 선형적으로 증가함을 보였고 집속초음파 트랜스 듀서에 인가하는 파워가 증가할수록 변색영역이 증가함을 확인하였다. 이들 결과는 유한요소법을 사용한 시뮬레이션 결과와도 좋은 일치를 보였다.

광도 보간과 적응형 중간복셀 삽입법을 이용한 효율적인 비균등 볼륨 렌더링 (An Efficient Anisotropic Volume Rendering using an Intensity Interpolation and Adaptive Intermediate Voxel Insertion Method)

  • 김태영;신병석
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제30권11호
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    • pp.655-662
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    • 2003
  • 3차원 의료영상처리와 같은 볼륨 가시화 분야에서는 균등한 볼륨보다 비균등한 볼륨이 많이 사용된다. 비균등한 볼륨은 3차원 직교공간에서 세축방향의 공간 해상도가 같지 않은 것을 가리킨다. 본 논문에서는 인접한 두 슬라이스상에 있는 복셀에서의 광도를 보간하여 중간 복셀의 광도를 직접 계산하는 효율적인 비균등한 볼륨 렌더링 방법을 제안한다. 기존의 밀도 보간법과 달리 여기서는 중간 슬라이스를 만들기 위해 전처리 과정을 거치지 않으며, 생성된 중간 슬라이스를 저장하기 위한 기억공간도 필요 없다. 이와 더불어 광도 보간법으로 공간 주파수가 높은 영역을 렌더링 할 때 발생할 수 있는 과도한 흐려짐 현상을 막기위해 적응형 중간 복셀 삽입법을 제안한다. 이 방법을 활용하면 일정한 화질을 유지하면서 렌더링 속도를 향상시킬 수 있다.

볼륨기반 X-선 스캔영상의 3차원 형상화 연구 (A Study on Stereo Visualization of the X-ray Scanned Image Based on Volume Reconstruction)

  • 이남호;박순용;황영관;박종원;임용곤
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.1583-1590
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    • 2011
  • 기존 방사선 검색장치는 2차원 방사선 스캔 영상을 사용하기 때문에 정확성이 낮다는 것이 문제점으로 지적되어왔다. 본 연구에서는 컨테이터 X-선 검색 영상에 대한 스테레오 영상처리 기술의 적용 가능성을 분석하였다. 일반적 방사선 검색장치에 라인 센서 하나만을 추가하여 새롭게 고안한 스테레오 영상획득 장치로부터 검사 오브젝트의 좌우 시차 정보를 달리하는 두 장의 이차원 방사선 스캔영상을 획득하였다. 획득 영상에 대해서 매칭 알고리즘을 이용하여 3차원 오브젝트 복원하는 과정을 진행하였다. 오브젝트의 투과밀도 정보인 방사선 영상의 특성상 일반 스테레오 영상처리 알고리즘 적용은 한계가 발생하였다. 이를 극복하기 위해 먼저 이차원 영상의 에지정보에 기반한 3차원 영상복원을 시도하였다. 또한 새로운 볼륨복원 방식의 3차원 복원 알고리즘을 제안하였고, 실험을 통해 오브젝트 검색에서 개선된 형상복원 방법임을 확인하였다. 제안된 기술은 제한된 스캔환경에서 CT나 MRI 적용이 어려운 오브젝트에 대해 응용이 가능할 것이다.

이상 유동 수치해석을 이용한 기포 구동 생물 반응기 내부 최적 구조에 관한 연구 (Study on optimum structure of air-lift bio-reactor using numerical analysis of two-phase flow)

  • 김산;정지홍;이재원;손동기;고한서
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.24-31
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    • 2019
  • Recently, an air-lift bio-reactor operated by micro bubbles has been utilized to product hydrogen fuel. To enhance the performance, characteristics of hydrodynamics inside the bio-reactor were analyzed using a numerical simulation for two-phase flow. An Eulerian model was employed for both of liquid and gas phases. The standard k-ε model was used for turbulence induced by micro bubbles. A Population Balance Model was employed to consider size distribution of bubbles. A hollow cylinder was introduced at the center of the reactor to reduce a dead area which disturbs circulation of CO bubbles. An appropriate diameter of the draft tube and hollow cylinder were optimized for better performance of the bio-reactor. The optimum model could be obtained when the cross-sectional area ratio of the hollow cylinder to the reactor, and the width ratio of the riser to the downcomer approached 0.4 and 3.5, respectively. Consequently, it is expected that the optimum model could enhance the performance of the bio-reactor with the homogeneous distribution and higher density of CO, and more effective mixing.