• 제목/요약/키워드: high-speed imaging

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합성구경 기반의 교차어레이를 이용한 실시간 3차원 초음파 영상화 기법 : I. 구형파 송신 방법 (Real-Time 3D Ultrasound Imaging Method Using a Cross Array Based on Synthetic Aperture Focusing: I. Spherical Wave Transmission Approach)

  • 김강식;송태경
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.391-401
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    • 2004
  • 이차원 위상 어레이 변환자를 이용하는 실시간 3차원 영상 시스템은 많은 수의 채널 수를 가지기 때문에 고 비용의 매우 복잡한 빔집속부를 사용하여야 한다. 또한 각 주사선에 대해 초음파를 매번 송수신해야 하므로 볼륨 레이트 또한 낮게 된다. 이를 해결하기 위해 기존에 제안된 교차어레이를 이용한 3차원 영상화 기법은 실시간 3차원 영상을 위한 고속 주사가 가능하고 측방향으로는 동적집속이 가능하지만, 고도방향으로는 송신집속깊이를 제외하고는 고도방향의 해상도가 저하된다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 본 논문에서는 합성구경 기반의 교차 어레이를 사용한 3차원 영상화 기법을 제안한다. 제안한 방법에서는 고도방향으로 놓인 일차원 송신어레이의 각 변환소자를 한번에 하나씩 순차적으로 송신하고, 반사된 신호들을 측방향으로 놓인 일차원 수신어레이의 모든 변환소자를 이용하여 수신하게 된다. 수신시 측방향으로는 동적집속, 고도방향으로는 합성구경 기법을 이용하여 빔을 집속함으로써 모든 영상 점에 대해 측방향과 고도방향 모두 동적집속된 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제안한 방법은 고도방향으로 합성구경 기법을 이용함으로써 송신어레이 변화소자 개수만큼의 초음파 송수신 과정을 통해 관심 영역의 입제영상을 임의의 요구되는 단면영상 수를 이용하여 구성할 수 있다. 제안한 방법을 통해 기존의 고정집속 기반의 교차어레이를 이용한 3차원 영상화 기법과 비교하여 측방향으로는 동일하고 고도방향으로는 훨씬 우수한 해상도의 영상을 획득할 수 있음을 컴퓨터 모사실험을 통해 점증하였다. 또한 동반논문에서는 제안한 방법에 비해 송신전력과 고도방향 해상도를 더욱 향상시킬 수 있는 선형파면 기반의 합성구경 기법을 제안한다.

Picture archiving and communications systems development and performance results

  • Nam, Ji-Seung;Ralph Martinez
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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    • pp.1796-1800
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    • 1991
  • Picture Archiving and Communication Systems(PACS) provide an integration of digital imaging information in a hospital, which encompasses various imaging equipment, viewing workstations, database archive systems, and a high speed fiber optic network. One of the most important requirements for integration is the standardization of communication protocols to connect devices from different vendors. Since 1985, the ACR-NEMA standard provides a hardware interface, a set of software commands, and a consistent set of data formats for point-to-point interconnection of medical equipment. However, it has been shown to be inadequate for PACS networking environments, because of its point-to-point nature and its inflexibility to allow other services and protocols in the future. Based on previous experience of PACS developments in The University of Arizona, a new communication protocol for PACS networks has been suggested to the ACR-NEMA Working Group VI. The defined PACS protocol is intended to facilitate the development of PACS's capable of interfacing with other hospital information systems. Also, it is intended to allow the creation of diagnostic information data bases which can be interrogated by a variety of distributed devices. A particularly important goal is to support communications in a multivendor environment. The new protocol specifications are defined primarily as a combination of the International Organization for Standardization / Open Systems Interconnection (ISO/OSI) protocols and the data format portion of ACR-NEMA standard. This paper addresses the specification and implementation of the proposed PACS protocol into network node. The protocol specification, which covers Presentation, Session, Transport, and Network layers, is summarized briefly. The implementation has natural extentions to Global PACS environments. The protocol implementation is discussed based on our implementation efforts in the UNIX Operating System Environment. At the same time, results of performance evaluation are presented to demonstrate the implementation of defined protocol. The testing of performance analysis is performed on the PACS prototype node.

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의료용 화상정보 처리 시스템 개발 (Development of Hospital Image Management and Communication System)

  • 이준하;이상학;신현진
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제4권2호
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    • pp.59-67
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    • 1993
  • 의용화상 정보처리 시스템은 화상정보가 필림형태로 표현되어 판독, 관리되는 것에 의해 생기는 시, 공간적인 단점을 해소하고 의료정보를 체계화 시키는 데 목적을 두고 있다. 기존방식의 단점을 해소하고 계통을 체계화하기 위해 화상데이타를 디지탈화하여 저장, 검색, 표시 및 전송하는 시스템에서, 본 연구는 의용화상 데이타 베이스 구성을 위한 데이타의 수집 부분에서 프레임 그래버를 채택, 효율적인 화상데이타 저장공간의 확보 및 LAN을 사용하여 화상데이타의 전송시간 단축을 할 수 있는 화상데이타 압축을 위해서는 JEPG의 DCT압축모델을 채택하였고 시스템의 손쉬운 운용방법을 위해 그래픽 사용자 인터페이스에 의한 컴퓨터의 사용자 인터페이스에 대하여 연구하였다. 압축 화상 데이타를 LAN을 통하여 전송함으로써 전송시간 단축과 기존의 선로를 사용함으로써 추가비용을 절감하고 화상 데이타베이스를 크라이언트 서어버 개념에 의한 관리로 인하여 기존의 진료정보 시스템 체계에 혼란을 주지않고 필요에 따라 화상정보를 획득할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 화상워크스테이션 상에서의 이미지 처리에 대한 부분 즉, 다화면 표시, 길이 계산, 면전 계산 및 3차원 영상 재구성등의 작업과 사용자의 인터페이스등은 계속 연구되어야 할 과제이다.

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CT와 MRI 영상을 이용한 간담도계 간접볼륨렌더링 (Indirect Volume Rendering of Hepatobiliary System from CT and MRI Images)

  • 진계환;이태수
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제1권2호
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    • pp.23-30
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    • 2007
  • 본 논문에서는 CT(Computed Tomography)와 MRI(Magnetic Resonance Imaging)을 이용하여 획득한 2차원의 복부영상을 영역분할, 문턱치법 등의 전처리과정을 거쳐 3차원영상을 생성하는 방법을 제시함으로써 가상내시경(Virtual Endoscopy)에 응용하고자 한다. 3차원영상 가시화 방법으로는 개인용 컴퓨터에서 이용되는 범용의 그래픽가속기를 이용하여 빠른 속도로 렌더링을 할 수 있는 장점을 가지는 표면볼륨기법을 이용하였다. 여기에 이용한 알고리즘은 계산량이적은 Marching Cubes 이다. 그리고 워크스테션이나 전용의 프로그램이 없더라도 웹 브라우저 상에서 실행되는 가상현실모델링언어(VRML, Virtual Reality Modeling Language)양식의 3차원 영상을 생성하는 방법을 제시한다. CT의 3차원 영상 파일의 노드 수와 삼각형 수 및 크기는 각각 85,367, 174,150, 10,124이었고, MRI의 3차원 영상 파일의 노드 수와 삼각형 수 및 크기는 각각 34,029, 67,824, 3,804이었다.

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Low-dose CT Image Denoising Using Classification Densely Connected Residual Network

  • Ming, Jun;Yi, Benshun;Zhang, Yungang;Li, Huixin
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권6호
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    • pp.2480-2496
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    • 2020
  • Considering that high-dose X-ray radiation during CT scans may bring potential risks to patients, in the medical imaging industry there has been increasing emphasis on low-dose CT. Due to complex statistical characteristics of noise found in low-dose CT images, many traditional methods are difficult to preserve structural details effectively while suppressing noise and artifacts. Inspired by the deep learning techniques, we propose a densely connected residual network (DCRN) for low-dose CT image noise cancelation, which combines the ideas of dense connection with residual learning. On one hand, dense connection maximizes information flow between layers in the network, which is beneficial to maintain structural details when denoising images. On the other hand, residual learning paired with batch normalization would allow for decreased training speed and better noise reduction performance in images. The experiments are performed on the 100 CT images selected from a public medical dataset-TCIA(The Cancer Imaging Archive). Compared with the other three competitive denoising algorithms, both subjective visual effect and objective evaluation indexes which include PSNR, RMSE, MAE and SSIM show that the proposed network can improve LDCT images quality more effectively while maintaining a low computational cost. In the objective evaluation indexes, the highest PSNR 33.67, RMSE 5.659, MAE 1.965 and SSIM 0.9434 are achieved by the proposed method. Especially for RMSE, compare with the best performing algorithm in the comparison algorithms, the proposed network increases it by 7 percentage points.

전산 열해석 및 적외선 열화상을 이용한 볼베어링의 동적 하중에 따른 진단 계측에 관한 연구 (On Diagnosis Measurement under Dynamic Loading of Ball Bearing using Numerical Thermal Analysis and Infrared Thermography)

  • 홍동표;김호종;김원태
    • 비파괴검사학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.355-360
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    • 2013
  • 본 연구에서는 적외선 열화상 카메라를 통하여 베어링의 온도변화를 분석하고, FEM 수치해석을 통하여 모델러에 대한 정상상태에서의 시뮬레이션을 통해 베어링의 열적분포를 해석하였다. 전산 열해석을 위한 유한요소 해석과 열화상 실험을 서로 비교분석하였고 유한요소 전산해석을 통하여 열화상 실험의 정확도를 확인하였다. 본 연구를 통하여 적외선 열화상 실험은 실시간으로 베어링의 상태를 감시할 수 있어 다른 진단방식보다 많은 장점을 가지고 있다. 또한 작업 현장에서 베어링 파손 상태 유무 확인과 파손 방지를 위해서 현장 작업조건을 적용한 유한요소 해석 결과를 비롯하여, 하중조건 회전속도조건, 볼 손상조건, 내외륜 손상조건 등에 따라, 열화상 카메라로 실시간으로 베어링을 감시하면 베어링의 파손을 진단 검출할 수 있다.

오목 렌즈 함수를 이용한 초 고해상도 Computer generated hologram 생성 기법 (Extremely High-Definition Computer Generated Hologram Calculation Algorithm with Concave Lens Function)

  • 이창주;최우영;오관정;홍기훈;최기홍;전상훈;박중기;이승열
    • 방송공학회논문지
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    • 제25권6호
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    • pp.836-844
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    • 2020
  • 아날로그 홀로그램과 동등 이상의 대면적과 넓은 시야각을 가진 Computer generated hologram(CGH)을 생성하기 위해서는 매우 많은 픽셀 수가 요구된다. 이로 인해 고해상도의 CGH를 생성하기 위해서는 높은 성능의 연산장치를 바탕으로도 오랜 연산 시간이 필요한 문제점이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 미리 계산된 저해상도 CGH를 배열한 후 평행이동된 오목 렌즈 함수를 곱해주는 것을 통하여 고해상도 CGH를 생성하는 기법을 제안한다. Point cloud 방식으로 기록된 0.1기가픽셀의 CGH를 계산하고, 여기에 제안된 기법을 도입하여 2.5기가픽셀의 CGH를 매우 빠른 속도로 생성할 수 있었으며, 이렇게 생성된 CGH를 실험을 통하여 기록한 이미지상이 정상적으로 복원되는 것을 확인하였다.

SMIA CCP2 직렬 인터페이스를 가지는 고기능 이미지 센서를 위한 데이터 프로토콜 변환 시스템의 구현 (Implementation of Data Protocol Conversion System for High-end CMOS Image Sensors Equipped with SMIA CCP2 Serial Interface)

  • 김남호;박현상
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.753-758
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    • 2009
  • LVDS에 기반을 둔 초고속 저전력 직렬 인터페이스인 SMIA(Standard Mobile Imaging Architecture) CCP2(Compact Camera Port 2) 규격을 채택한 CMOS 이미지 센서들이 개발되면서, 기존의 CMOS 이미지 센서들과 직접 연결되었던 장비들이 사용할 수 없게 되고 있다 본 논문에서는 SMIA CCP2 규격의 직렬데이터 신호를 범용 10-비트 병렬 신호로 변환하는 시스템을 제안하고. 이의 구현 방안을 제시한다. 제안한 데이터 프로토콜 변환 시스템은 de-serializer 1개와 저가의 FPGA로 구성되어 소형 PCB로 구현되어, 장비와 이미지 센서 사이를 추가 공간 없이 용이하게 접속할 수 있다. 또한 SMIA CCP2 규격에서 제시된 최대 속도인 650Mbps의 속도로 데이터를 변환하는 것이 가능하기 때문에 범용 프로토콜 변환 시스템으로서의 활용성도 매우 높을 것으로 기대된다.

THE LUMINOSITY-LINEWIDTH RELATION AS A PROBE OF THE EVOLUTION OF FIELD GALAXIES

  • GUHATHAKURTA PURAGRA;ING KRISTINE;RIX HANS-WALTER;COLLESS MATTHEW;WILLIAMS TED
    • 천문학회지
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    • 제29권spc1호
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    • pp.63-64
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    • 1996
  • The nature of distant faint blue field galaxies remains a mystery, despite the fact that much attention has been devoted to this subject in the last decade. Galaxy counts, particularly those in the optical and near ultraviolet bandpasses, have been demonstrated to be well in excess of those expected in the 'no-evolution' scenario. This has usually been taken to imply that galaxies were brighter in the past, presumably due to a higher rate of star formation. More recently, redshift surveys of galaxies as faint as B$\~$24 have shown that the mean redshift of faint blue galaxies is lower than that predicted by standard evolutionary models (de-signed to fit the galaxy counts). The galaxy number count data and redshift data suggest that evolutionary effects are most prominent at the faint end of the galaxy luminosity function. While these data constrain the form of evolution of the overall luminosity function, they do not constrain evolution in individual galaxies. We are carrying out a series of observations as part of a long-term program aimed at a better understanding of the nature and amount of luminosity evolution in individual galaxies. Our study uses the luminosity-linewidth relation (Tully-Fisher relation) for disk galaxies as a tool to study luminosity evolution. Several studies of a related nature are being carried out by other groups. A specific experiment to test a 'no-evolution' hypothesis is presented here. We have used the AUTOFIB multifibre spectro-graph on the 4-metre Anglo-Australian Telescope (AAT) and the Rutgers Fabry-Perot imager on the Cerro Tolalo lnteramerican Observatory (CTIO) 4-metre tele-scope to measure the internal kinematics of a representative sample of faint blue field galaxies in the red-shift range z = 0.15-0.4. The emission line profiles of [OII] and [OIII] in a typical sample galaxy are significantly broader than the instrumental resolution (100-120 km $s^{-l}$), and it is possible to make a reliable de-termination of the linewidth. Detailed and realistic simulations based on the properties of nearby, low-luminosity spirals are used to convert the measured linewidth into an estimate of the characteristic rotation speed, making statistical corrections for the effects of inclination, non-uniform distribution of ionized gas, rotation curve shape, finite fibre aperture, etc.. The (corrected) mean characteristic rotation speed for our distant galaxy sample is compared to the mean rotation speed of local galaxies of comparable blue luminosity and colour. The typical galaxy in our distant sample has a B-band luminosity of about 0.25 L$\ast$ and a colour that corresponds to the Sb-Sd/Im range of Hub-ble types. Details of the AUTOFIB fibre spectroscopic study are described by Rix et al. (1996). Follow-up deep near infrared imaging with the 10-metre Keck tele-scope+ NIRC combination and high angular resolution imaging with the Hubble Space Telescope's WFPC2 are being used to determine the structural and orientation parameters of galaxies on an individual basis. This information is being combined with the spatially resolved CTIO Fabry-Perot data to study the internal kinematics of distant galaxies (Ing et al. 1996). The two main questions addressed by these (preliminary studies) are: 1. Do galaxies of a given luminosity and colour have the same characteristic rotation speed in the distant and local Universe? The distant galaxies in our AUTOFIB sample have a mean characteristic rotation speed of $\~$70 km $s^{-l}$ after correction for measurement bias (Fig. 1); this is inconsistent with the characteristic rotation speed of local galaxies of comparable photometric proper-ties (105 km $s^{-l}$) at the > $99\%$ significance level (Fig. 2). A straightforward explanation for this discrepancy is that faint blue galaxies were about 1-1.5 mag brighter (in the B band) at z $\~$ 0.25 than their present-day counterparts. 2. What is the nature of the internal kinematics of faint field galaxies? The linewidths of these faint galaxies appear to be dominated by the global disk rotation. The larger galaxies in our sample are about 2"-.5" in diameter so one can get direct insight into the nature of their internal velocity field from the $\~$ I" seeing CTIO Fabry-Perot data. A montage of Fabry-Perot data is shown in Fig. 3. The linewidths are too large (by. $5\sigma$) to be caused by turbulence in giant HII regions.

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단일 명령 복수 데이터 연산과 순차적 메모리 참조를 이용한 효율적인 최대 휘소 투영 볼륨 가시화 (Efficient Maximum Intensity Projection using SIMD Instruction and Streaming Memory Transfer)

  • 계희원
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.512-520
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    • 2009
  • 최대 휘소 투영(MIP) 볼륨 가시화는 의료기기 등에서 생성된 삼차원 영상 데이터로부터 관찰자가 바라보는 방향으로 최대값을 추출하여 영상을 생성하는 가시화 기법이다. MIP는 조영된 혈관 같은 높은 밀도의 구조를 가려짐 없이 드러내어 의료 영상 등에서 많이 사용된다. 본 연구는 두 단계의 가속화 방법을 제안하여 상용 CPU에서 고속으로 MIP를 수행할 수 있도록 한다. 먼저, 기존 MIP 알고리즘이 다수의 조건 분기 명령으로 구성된다는 것에 착안하여, 상용 CPU에서 제공하는 단일 명령 복수 데이터(single instruction multiple data: SIMD) 연산으로 조건 분기 명령을 제거한다. 많은 시간이 소요되는 조건 분기 명령을 제거하여 가시화 속도가 향상된다. 또한 본 연구는 메모리 참조가 순차적으로 발생하도록 알고리즘을 구성한다, 기존 가시화 방법에서 영상과 객체의 메모리 참조가 무작위로 발생하여 발생하던 속도 저하 문제를 완화시킨다. 두 가지 제안 방법을 통해 기존의 쉬어-왑 볼륨 가시화 기법에 비해 7배 이상의 성능 향상을 얻는다.

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