• Current Optics and Photonics
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• 제8권2호
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• pp.183-191
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• 2024

High-resolution retinal imaging based on adaptive optics (AO) is important for early diagnosis related to retinal diseases. However, in practical applications, closed-loop AO correction takes a relatively long time, and traditional open-loop correction methods have low accuracy in correction, leading to unsatisfactory imaging results. In this paper, a SH-U-net-based open-loop AO wavefront correction method is presented for a retinal AO imaging system. The SH-U-net builds a mathematical model of the entire AO system through data training, and the Root mean square (RMS) of the distorted wavefront is 0.08λ after correction in the simulation. Furthermore, it has been validated in experiments. The method improves the accuracy of wavefront correction and shortens the correction time.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.321-325
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• 2004

Retinopathy of Prematurity (ROP) is a common retinal neovascular disorder of premature infants. It can be characterized by inappropriate and disorganized vessel. This paper present a method for blood vessel detection on infant retinal images. The algorithm is designed to detect the retinal vessels. The proposed method applies a Lapalacian of Gaussian as a step-edge detector based on the second-order directional derivative to identify locations of the edge of vessels with zero crossings. The procedure allows parameters computation in a fixed number of operations independent of kernel size. This method is composed of four steps : grayscale conversion, edge detection based on LOG, noise removal by adaptive Wiener filter & median filter, and Otsu's global thresholding. The algorithm has been tested on twenty infant retinal images. In cooperation with the Digital Imaging Research Centre, Kingston University, London and Department of Opthalmology, Imperial College London who supplied all the images used in this project. The algorithm has done well to detect small thin vessels, which are of interest in clinical practice.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.614-616
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• 2021

세계는 안구 질병 치료, 시력 회복 서비스, 훈련된 안과 전문의의 부족 등 안과 측면에서 어려움에 직면해 있다. 안구 병리를 조기에 발견하고 진단하면 시각 장애를 예방할 수 있다. 하지만 기존의 망막 영상 공개 데이터 세트는 임상에서 발견되는 다양한 질병으로 구성되어 있지 않기 때문에 다양한 안구 질환을 분류하는 방법을 개발하기가 어렵다. 본 연구는 2021 ISBI challenge에서 공개된 데이터 세트인 Retinal Fundus Multi-disease Image Dataset (RFMiD) 을 이용하여 안구 질환을 분류하는 방법을 제안한다. 본 연구의 목표는 망막 이미지를 정상, 비정상 범주로 선별하기 위한 강력하고 일반화 가능한 모델을 개발하는 것이다. 제안된 모델의 성능은 수신자 조작 특성 곡선 아래 면적 점수로 비공개 테스트 데이터 세트에 대해 0.9782의 값을 보여준다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권2호
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• pp.151-155
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• 2014

Although various ophthalmic imaging methods, including fundus photography and optical coherence tomography, have been applied for effective diagnosis of ocular diseases with high spatial resolution, most of them are limited by shallow imaging penetration depth and a narrow field of view. Also, many of those imaging modalities are optimized to provide microscopic anatomical information, while functional or cellular information is lacking. Compared to other ocular imaging modalities, photoacoustic imaging can achieve relatively deep penetration depth and provide more detailed functional and cellular data based on photoacoustic signal generation from endogenous contrast agents such as hemoglobin and melanin. In this paper, array-based ultrasound and photoacoustic imaging was demonstrated to visualize pigmentation in the eye as well as overall ocular structure. Fresh porcine eyes were visualized using a real-time ultrasound micro-imaging system and an imaging probe supporting laser pulse delivery. In addition, limited photoacoustic imaging field of view was improved by an imaging probe tilting method, enabling visualization of most regions of the retina covered in the ultrasound imaging.

• 대한안과학회지
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• 제59권12호
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• pp.1160-1165
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• 2018

목적: 증상이 있는 후유리체박리 환자에서 망막열공을 진단하기 위한 초광각안저촬영기의 눈방향전환 촬영술의 유용성을 알아보고자 하였다. 대상과 방법: 비문증 또는 광시증으로 내원하여 후유리체박리를 진단받은 환자의 의무기록을 후향적으로 조사하였다. 초광각안저촬영술의 눈방향전환 촬영 사진 4장을 이용하여 독립적으로 망막열공을 확인하였고, 눈방향전환 초광각안저촬영술의 망막열공 진단에 대한 민감도와 특이도를 구하였다. 결과: 총 94명의 94안이 연구에 포함되었다. 산동 후 시행한 안저검사에서 42안(45%)이 망막열공을 진단받았다. 망막열공 진단에 대한 눈방향전환 초광각안저촬영술의 민감도는 98% (95% 신뢰구간 88-100%), 특이도는 98% (95% 신뢰구간 90-100%)였다. 전체 망막열공 58개 중에 눈방향전환 초광각안저촬영술에서 상측 28개(97%)와 하측 10개(100%), 비측 6개(100%), 이측 13개(100%)의 망막열공이 확인되었다. 결론: 눈방향전환 초광각안저촬영술은 증상이 있는 후유리체박리 환자에서 망막열공을 진단하는 데 유용하다. 그렇지만 모든 증례에서 산동 후 안저검사를 대체할 수는 없었다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2007년도 동계학술발표회 논문집
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• pp.44-45
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• 2007

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제49권1호
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• pp.88-96
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• 2012

3차원 영상(3D image)이란 영상 매체를 통해서 현실세계와 동일하게 인식하는 방법으로 인간의 시각 특성을 이용하여 실제로 자연에서 보고 느끼는 현실감, 깊이감을 그대로 표현해 내는 기술을 이야기 한다. 이러한 3D 영상을 디스플레이와 프린트매체 모두에 사용되기 위해 적용되는 영상처리 기법이 anaglyph를 이용한 3D 영상 처리이다. Anaglyph는 주로 적-청 안경을 사용해서 한쪽에는 적색영상을 인지하고, 한쪽에는 청색영상을 인지하도록 하며, 이 때 적색과 청색 영상의 깊이감을 조절하여 영상이 3D로 인식 되도록 하는 기술이다. Anaglyph기법은 간단하게 영상을 생성할 수 있고, 또한 필터의 구현이 쉬운 반면, 좌 우 영상의 밝기차이로 발생하는 망막 경합 현상을 야기하여 사람이 3D를 인지하는 동안 눈에 피로감을 가중 시킨다. 따라서 본 연구에서는 두 영상의 밝기차이를 줄여 망막 경합을 최소화 하는 영상처리 방법을 제안한다. 또한 밝기 차를 줄이면서 나타나는 색 왜곡 현상과 채도 저하 현상을 보상하여 결과 영상의 화질을 향상시킨다. 밝기를 보상하는 방법은 원본 영상의 밝기와 좌 우 영상의 밝기의 평균을 취하여 밝기 비율을 유지하면서 두 영상의 밝기 차이가 줄여진다. 그 결과, 밝기 차에서 나타나는 망막경합을 최소화 하면서, 또한 필터의 사용으로 인해 나타나는 밝기 저하 현상을 보상한다. 밝기의 향상으로 인해나타나는 채도 저하 현상은 디스플레이의 색역의 가장자리(boundary)의 변화에 비례하여 채도를 향상시킴으로써 밝기에 비례한 채도 향상이 이루어져 보다 원본에 가까운 색을 관찰할 수 있다. 또한 밝기 보상과정에서 좌 우 영상의 색이 섞이는 현상에 대해 필요한 요소 외에는 절단(Clipping) 방법을 적용하여, 각 영상에 필요한 요소만을 취함으로써 더욱 원본에 가까운 영상을 재현한다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제15권3호
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• pp.293-299
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• 2011

In this study, we demonstrated Fourier-domain/swept-source optical coherence tomography (FD/SS-OCT) at a center wavelength of 800 nm for in vivo human retinal imaging. A wavelength-swept source was constructed with a semiconductor optical amplifier, a fiber Fabry-Perot tunable filter, isolators, and a fiber coupler in a ring cavity. Our swept source produced a laser output with a tuning range of 42 nm (779 to 821 nm) and an average power of 3.9 mW. The wavelength-swept speed in this configuration with bidirectionality is 2,000 axial scans per second. In addition, we suggested a modified zero-crossing method to achieve equal sample spacing in the wavenumber (k) domain and to increase the image depth range. FD/SS-OCT has a sensitivity of ~89.7 dB and an axial resolution of 10.4 ${\mu}m$ in air. When a retinal image with 2,000 A-lines/frame is obtained, an acquisition speed of 2.0 fps is achieved.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.541-543
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• 2022

In recent years, retinal disorders have become a serious health concern. Retinal disorders develop slowly and without obvious signs. To avoid vision deterioration, early detection and treatment are critical. Optical coherence tomography (OCT) is a non-invasive and non-contact medical imaging technique used to acquire informative and high-resolution image of retinal area and underlying layers. Disease signs are difficult to detect because OCT images have many areas which are not related to any disease. In this paper, we present a deep learning-based method to perform multi-label classification on a long-tailed OCT dataset. Our method first extracts the region of interest and then performs the classification task. We achieve 98% accuracy, 92% sensitivity, and 99% specificity on our private OCT dataset. Using the heatmap generated from trained convolutional neural network, our method is more robust and explainable than previous approaches because it focuses on areas that contain disease signs.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권2호
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• pp.151-160
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• 2022

Fundus images can reflect ocular diseases and systemic diseases such as glaucoma, diabetes mellitus, and hypertension. Thus, research on fundus-detection equipment is of great importance. The fundus camera has been widely used as a kind of noninvasive detection equipment. Most existing devices can only obtain two-dimensional (2D) retinal-image information, yet the fundus of the human eye also has spectral characteristics. The fundus has many pigments, and their different distributions in the eye lead to dissimilar tissue penetration for light waves, which can reflect the corresponding fundus structure. To obtain more abundant information and improve the detection level of equipment, a snapshot nonmydriatic fundus imaging spectral system, including fundus-imaging spectrometer and illumination system, is studied in this paper. The system uses a microlens array to realize snapshot technology; information can be obtained from only a single exposure. The system does not need to dilate the pupil. Hence, the operation is simple, which reduces its influence on the detected object. The system works in the visible and near-infrared bands (550-800 nm), with a volume less than 400 mm × 120 mm × 75 mm and a spectral resolution better than 6 nm.