In this paper the object recognition performance of a photon counting integral imaging system is quantitatively compared with that of a conventional gray scale imaging system. For 3D imaging of objects with a small number of photons, the elemental image set of a 3D scene is obtained using the integral imaging set up. We assume that the elemental image detection follows a Poisson distribution. Computational geometrical ray back propagation algorithm and parametric maximum likelihood estimator are applied to the photon counting elemental image set in order to reconstruct the original 3D scene. To evaluate the photon counting object recognition performance, the normalized correlation peaks between the reconstructed 3D scenes are calculated for the varied and fixed total number of photons in the reconstructed sectional image changing the total number of image channels in the integral imaging system. It is quantitatively illustrated that the recognition performance of the photon counting integral imaging system can be similar to that of a conventional gray scale imaging system as the number of image viewing channels in the photon counting integral imaging (PCII) system is increased up to the threshold point. Also, we present experiments to find the threshold point on the total number of image channels in the PCII system which can guarantee a comparable recognition performance with a gray scale imaging system. To the best of our knowledge, this is the first report on comparisons of object recognition performance with 3D photon counting & gray scale images.
In the present study, a large-area hybrid gamma imaging system was designed by adopting coded aperture imaging on the basis of a large-area Compton camera to achieve high imaging performance throughout a broad energy range (100-2000 keV). The system consisting of a tungsten coded aperture mask and monolithic NaI(Tl) scintillation detectors was designed through a series of Geant4 Monte Carlo radiation transport simulations, in consideration of both imaging sensitivity and imaging resolution. Then, the performance of the system was predicted by Geant4 Monte Carlo simulations for point sources under various conditions. Our simulation results show that the system provides very high imaging sensitivity (i.e., low values for minimum detectable activity, MDA), thus allowing for imaging of low-activity sources at distances impossible with coded aperture imaging or Compton imaging alone. In addition, the imaging resolution of the system was found to be high (i.e., around 6°) over the broad energy range of 59.5-1330 keV.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2012.10a
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pp.1019-1022
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2012
Integral imaging is a promising technology for 3D imaging and display. Many parameters affect the performance of 3D integral imaging systems. Enhanced system performance is acquired by optimization of these system parameters with respect to defined performance metrics. In this paper, we present an approach to optimize the performance of 3D integral imaging system in terms of performance metrics under fixed resource constraints. In this analysis, system parameters such as lens numerical aperture, pitch between image sensors, the number of image sensors, the pixel size, and the number of pixels are determined to optimize performance metrics. Wave optics is utilized to describe the imaging process.
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, Minho;Bae, Jae Keon;Hong, Bong Hwan;Kim, Kyeong Min;Lee, Wonho
Nuclear Engineering and Technology
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v.51
no.2
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pp.539-545
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2019
Yttrium-90 is a useful therapeutic radioisotope for tumor treatment because of its high-energy-emitting beta rays. However, it has been difficult to select appropriate collimators and main energy windows for Y-90 Bremsstrahlung imaging using gamma cameras because of the broad energy spectra of Y-90. We used a Monte Carlo simulation to investigate the effects of collimator selection and energy windows on Y-90 Bremsstrahlung imaging. We considered both MELP and HE collimators. Various phantoms were employed in the simulation to determine the main energy window using primary-to-scatter ratios (PSRs). Imaging performance was evaluated using spatial resolution indices, imaging counts, scatter fractions, and contrast-to-noise ratios. Collimator choice slightly affected energy spectrum shapes and improved PSRs. The HE collimator performed better than the MELP collimator on all imaging performance indices (except for imaging count). We observed minor differences in SR and SF values for the HE collimator among the five simulated energy windows. The combination of an HE collimator and improved-PSR energy window produced the best CNR value. In conclusion, appropriate collimator selection is an important component of Bremsstrahlung Y-90 photon imaging and main energy window determination. We found HE collimators to be more appropriate for improving the imaging performance of Bremsstrahlung Y-90 photons.
Wonju Lee;Ki Young Shin;Dong-Goo Kang;Minhye Chang;Young Min Bae
Current Optics and Photonics
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v.7
no.4
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pp.398-407
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2023
We explored a method to evaluate imaging performance for the optimal assembly of an endoscopic miniature lens and a sensor constituting an imaging module at the distal end of gastrointestinal endoscopy. For the assembly of the imaging module, the image sensor was precisely located at the focal plane when collimated light passed through the endoscopic lens. As another method, the distance between the lens and sensor was adjusted to obtain the highest focus index from images measured the star chart of the International Organization for Standardization (ISO) standard at various positions. We analyzed the slanted-edge modulation transfer function (MTF), corresponding depth of field, and number of line pairs for MTF 50% and 20% at each working distance within the range of 5-100 mm for imaging modules assembled in different ways. Assembly conditions of the imaging module with better MTF performance were defined for each working distance range of 5-30 mm and 30-100 mm, respectively. In addition to the MTF performance, the focus index of each assembled module was also compared. In summary, we examined the performance of imaging modules assembled with different methods within the suggested working distance and tried to establish the optimal assembly protocol.
Several different techniques currently exist for measuring display view angle performance. These include conoscopes, goniometric systems, and, most recently introduced to the market, instruments based on Imaging Sphere technology. This paper will compare measurement accuracy and speed of these various methodologies with different FPD types and even 3-D displays.
Extreme ultraviolet (EUV) pellicle is one of the most concerned research in the field of EUV lithography (EUVL). Imaging performance of EUV mask with pellicle should be investigated prior to high volume manufacturing (HVM) of EUVL. In this paper, we analyzed the relationship between standoff distance and imaging performance of EUV mask to verify the influences of relative standoff distance on imaging performance. As a result, standoff distance of EUV pellicle has no effect on imaging performance of EUV mask such as critical dimension (CD), normalized image log slope (NILS) and image contrast. Therefore, pellicle support structure can be flexibly designed and modified in diverse ways to complement the thermal limitation of EUV pellicle membrane.
A synthetic aperture radar (SAR) system is able to provide all-weather, day-and- night superior imaging capability of the earth surface, and thus is extremely useful in surveillance for both civil and military applications. In this paper, the X-band high resolution spaceborne SAR system design is demonstrated with the key design performance for a given mission and system requirements characterized by the small satellite system. The SAR multi-mode imaging technique is presented with a critical parameter assessment, and the standard mode results are analyzed in terms of the image quality performances. In line with the system requirement X-band SAR payload and ground reception/processing subsystems are designed and the major design results are presented with the key performance characteristics. This small satellite SAR system shows the wide range of imaging capability with high resolution, and proves to be an effective surveillance systems in the light weight, high performance and cost-effective points of view.
Qianghui Wang;Bing Zhou;Wenshen Hua;Jiaju Ying;Xun Liu;Lei Deng
Current Optics and Photonics
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v.8
no.3
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pp.282-299
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2024
Target detection (TD) is a research hotspot in the field of hyperspectral imaging (HSI). Traditional TD methods often mine targets from HSIs under a single imaging condition, without considering the influence of imaging conditions. In fact, the spectra of ground objects in HSIs are uncertain and affected by the imaging conditions (weather, atmospheric, light, time, and other angle conditions including zenith angle). Hyperspectral data changes under different imaging conditions. Therefore, the detection result for a single imaging condition cannot accurately reflect the effectiveness of the detection method used. It is necessary to analyze the performance of various detection methods under different imaging conditions, to find a more applicable detection method. In this paper, we study the performance of TD methods under various land-based imaging conditions. We first summarize classical TD methods and evaluation methods. Then, the detection effects under various imaging conditions are analyzed. Finally, the concepts of the stability coefficient (SC) and effective area under the curve (EAUC) are proposed to comprehensively evaluate the applicability of detection methods under land-based imaging conditions, in terms of both detection accuracy and stability. This is conducive to our selection of detection methods with better applicability in land-based contexts, to improve detection accuracy and stability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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