목적 : 기존의 시각 자극과 관련한 뇌기능 연구가 일반적인 이차원 시각 자극을 이용한 데 반하여 본 논문에서는 삼차원 스트레오스코픽 비젼에 의한 시각 자극을 이용한 뇌기능 영상 연구를 수행하였다. 본 연구를 통하여 삼차원 시각처리와 관련한 뇌의 기능 영역 및 특징을 이차원 시각 자극 결과와 비교 검토하였다. 대상 및 방법 Anaglyph(이차원 그림을 칼라 코딩한 후 왼쪽과 오른쪽에 서로 다른 색깔의 렌즈를 사용하여 스트레오스코픽 비젼을 구현)를 이용하여 삼차원 시각 자극을 주었으며, 이와 비교를 위하여 동일한 영상으로 이차원 시각 자극을 구현하였다. 건강한 volunteer들에 대하여 삼차원 및 이차원 시각 자극에 대한 뇌기능 영상을 3.0 Tesla MRI 시스템에서 얻었다. 결과 : 삼차원 시각 자극에 의하여 활성화된 뇌의 영역은 이차원 시각 자극과 동일하게 후두엽으로 나타났으며, 삼차원 시각 자극에 의한 활성영역이 이차원 시각 자극에 의한 영역 보다 약 $18\%$ 더 넓게 나타났다. 결론 : 사람은 양 눈을 사용하여 삼차원 물체를 인식한다. 삼차원 물체 인식은 스테레오스코픽 비젼에 기인하는데, anaglyph 를 이용하여 삼차원 시각 자극에 대한 뇌기능 영상을 3.0 Tesla MRI 시스템에서 수행하였다. 삼차원 시각 자극에 의하여 활성화된 뇌의 영역은 이차원 시각 자극과 동일하게 후두엽으로 나타났으나, 활성영역이 이차원 자극에 비하여 약 $18\%$ 더 넓게 나타났다. 이것은 삼차원 영상 처리가 이차원 영상 처리에 비하여 왼쪽 영상과 오른쪽 영상의 차이에서 거리 정보를 추출하는 삼차원 시각 처리 기능이 추가됨에 따라 뇌의 처리 영역이 넓어진 것으로 판단된다. 이러한 삼차원 시각 자극 뇌기능 영상은 가상현실이나 3-D 디스플레이, 3-D 멀티미디어 콘텐츠 연구 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
본 논문에서는 이동물체의 궤적을 인식하기 위하여 Condensation 알고리즘을 이용하였고, 인식된 궤적을 추적하기 위해서 퍼지추론을 이용한 퍼지제어기를 사용하였다. Condensation 알고리즘은 사전분포(prior distributions)를 통해서 사후분포(posterior distributions)를 얻는 베이지안 조건확률(Bayesian conditional probabilities)을 기반으로 한다. 추적시스템은 요(raw)운동과 롤(roll)운동을 통해 3차원 공간을 추적한다. 추적 시스템으로는 2링크 매니플레이터를 사용하였고, 매니플레이터의 관절각 ${\theta}_1$은 $0^{\circ}$ 에서 $360^{\circ}$ 까지 회전할 수 있으며, 관절각 ${\theta}_2$는 $0^{\circ}$ 에서 $180^{\circ}$ 까지 회전할 수 있다. 속도를 가진 움직이는 물체 궤적을 Condensation 알고리즘을 이용하여 거의 에러 없이 인식함을 보였고, 추적 시스템으로 하여, 공간상에서 주어진 궤적에 대해 시뮬레이션를 통해 제안한 알고리즘의 타당성을 입증하였다.
다시점 디스플레이는 관찰자의 위치에 따라 적절한 시점의 영상을 제공할 수 있어 시청자에게 입체적인 효과를 줄 수 있는 가장 실용적인 기술로 여겨진다. 하지만 대부분의 다시점 디스플레이는 평면 형태로서 시청자가 전방의 제한된 시야각 내에서만 입체 영상을 볼 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 시청 영역을 360도로 확장하여 완전 시차 시차를 제공하는 구 대칭성을 가지는 볼 렌즈를 적용한 광학계로 구성된 구형 디스플레이를 제안하였다. 제안한 시스템에서 각각의 프로젝션 렌즈는 소형 모듈화하여 어레이로 구성할 수 있으며 모듈 어레이를 볼 렌즈 주위에 구면으로 배치하여 수직, 수평 시차를 제공할 수 있다. 적용된 광학 모듈을 통해 볼 렌즈 내부 중앙에 이미지가 결상되고, 사용자는 디스플레이의 시야창을 통해 선명한 영상을 시청할 수 있다. 따라서 볼 렌즈의 구면 수차를 극복하여 넓은 시야 부피를 제공하는 360도 완전 시차 디스플레이의 실현 가능성을 실험적으로 확인하였다.
2개의 시분할 8시점 영상 채널을 공간적으로 시역을 결합시킴에 의해 16시점 3차원 영상 시스템을 설계했다. 각각의 8시점 채널을 빛의 3원색(빨강, 초록 그리고 파랑)에 대응하는 빛을 발산하는 3개의 CRT들을 한 개의 채널로 결합해주는 이색 빔 분할기(dichroic beam splitter)로 이루어져 있고 각각의 CRT는 8시점의 영상을 시간분할 방식에 의해 표시하며, 각 채널별 영상은 투사광학계를 통과하여 1$\times$0.8$m^2$ 크기의 홀로그래픽 스크린에 투영된다. 이 시스템을 위한 최적 투사광학계를 설계하기 위해 시스템에 적용 가능한 3개의 서로 다른 투사광학계에 대해 그 특성을 광학 설계 프로그램인“ DEMOS ”를 사용하여 시험했다. 설계 시스템의 최적 투사광학계는 각 채널별 영상을 양면 반사경(two-folded mirror)에 의해 결합하여 16개의 띠형 액정 셔터로 구성된 한 개의 LCD 셔터를 통해 투사용 대물렌즈로 입사시키는 구조를 가지는 것이 최적임을 보였다. 단 이 구조에서 셔터는 투사용 대물렌즈의 입력개구(entrance pupil)에 위치해야하며, 양면 반사경의 접혀진 선은 이 셔터의 중심과 맞닿아 대칭이 되도록 위치해야 한다.
육군의 화력장비 정비교육 중 특기병 교육은 실습용 장비가 부족하고 많은 교육생으로 실습기회가 적고 정비실습 시 안전사고 발생위험이 높아 실질적인 실습이 제한적이고 반복 실습이 어렵기 때문에 교육적 효과가 미비한 게 현실이다. 따라서 실제와 같은 체험훈련으로 교육성과를 높이는 훈련시스템이 필요하다. 본 연구에서는 시공간을 초월하여 훈련비용을 낮추고 실제와 같은 체험훈련을 할 수 있으며, 표준 정비매뉴얼이 반영되고 팀워크를 이루어 훈련할 수 있는 가상훈련시스템을 제안한다. 가상훈련시스템은 시공간을 초월하여 비용을 낮추고 실제와 같은 훈련이 가능한 시스템으로 본 연구에서 제안한 3차원 디스플레이 시스템인 HMD를 이용한 1인칭 시점의 가상훈련시스템은 육군 화력장비 정비교육에 적합한 시스템이며 확장성이 좋기 때문에 다른 장비와 타군의 정비교육에도 활용되어 군의 정비능력 향상에 크게 도움이 될 것으로 기대한다.
Kim, Kwang Hyeon;Lee, Haenghwa;Sohn, Moon-Jun;Mun, Chi-Woong
한국의학물리학회지:의학물리
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제32권2호
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pp.40-49
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2021
Purpose: This study aimed to develop a surface-guided radiosurgery system customized for a neurosurgery clinic that could be used as an auxiliary system for improving the accuracy, monitoring the movements of patients while performing hypofractionated radiosurgery, and minimizing the geometric misses. Methods: RGB-D cameras were installed in the treatment room and a monitoring system was constructed to perform a three-dimensional (3D) scan of the body surface of the patient and to express it as a point cloud. This could be used to confirm the exact position of the body of the patient and monitor their movements during radiosurgery. The image from the system was matched with the computed tomography (CT) image, and the positional accuracy was compared and analyzed in relation to the existing system to evaluate the accuracy of the setup. Results: The user interface was configured to register the patient and display the setup image to position the setup location by matching the 3D points on the body of the patient with the CT image. The error rate for the position difference was within 1-mm distance (min, -0.21 mm; max, 0.63 mm). Compared with the existing system, the differences were found to be as follows: x=0.08 mm, y=0.13 mm, and z=0.26 mm. Conclusions: We developed a surface-guided repositioning and monitoring system that can be customized and applied in a radiation surgery environment with an existing linear accelerator. It was confirmed that this system could be easily applied for accurate patient repositioning and inter-treatment motion monitoring.
전징기관은 내이에 존재하며 유연한 동작과 몸의 자세 그리고 운동을 조절한다. 이 기관은 회진 가속도를 감지하는 세반고리관과 선형 가속을 감지하는 이석기관으로 구성된다. 이러한 기관의 생체 신호로부터 의사는 사람이 환자인지를 판단한다. 이 신호의 데이터를 얻기 위해서 회전의자 한쪽을 들어올려 최대 30도까지 기울인 상태에서, 회전제어하게 되는데, 이 경우 부하의 불균형으로 인한 불평형 부하를 제거하고, 생체신호의 측정을 위하여 robust제어가 요구된다. 본 연구에서는 자세조절기능에 대한 이석기관의 역할을 추구하기 위하여 탈수직축 회전자극기를 개발하였으며, 공간을 차지하고 다양한 시각패턴을 만들지 못하는 기존 시각자극시스템의 단점을 해결하기 위하여 HMD를 이용한 시각자극 시스템을 개발하였다. 더구나 노이즈에 취약한 아날로그 신호인 ENG신호의 전송문제를 해결하기 위하여 근거리 R/F 무선시스템으로 개발하였다. 이상의 제안된 시스템을 제작하고 실험한 결과를 보고하였다.
집적 영상 기술은 잘 알려진 3D 영상 기록 및 디스플레이 기술이다. 집적 영상에서 사용되는 대용량 데이터는 3D 영상을 저장하고 전송하기 위한 압축 기법을 요구한다. 기존의 압축 방법에서는 동일한 기록 시스템을 사용한 다할 지라도 요소 영상의 데이터 크기가 3D 물체의 위치, 조명과 렌즈 배열 등의 다양한 기록 조건에 따라 크게 달라진다. 본 논문에서는 기록 조건에 따른 요소 영상 특성의 의존성을 줄이기 위하여 집적 영상에서 요소 영상의 분할 영역을 이용한 압축 기법이 제안된다. 제안된 기법은 각 3D 물체의 픽업 위치에 따른 요소 영상의 지역적 유사성을 고려하여 향상된 압축률을 보여준다. 제안된 기법의 효율성을 보이기 위하여, 다양한 요소 영상들이 픽업되었고 표준 MPEG-4를 이용하여 압축이 진행되었다. 실험을 통하여 제안된 압축 기법이 기존의 압축 방식에 비하여 9%의 압축률 향상을 보였다.
본 논문에서는 프로젝션 테이블(the projection table)과 프로젝션 월(the projection wall)을 이용하여 수평 및 수직형 가상 공간을 구축하고, 이러한 가상 환경에서 삼차원 건물을 사용자의 시점에 따라 입체적으로 가시화하는 시스템을 구현하였다. 수평형 디스플레이 장비인 프로젝션 테이블은 위에서 내려다 보는 형태의 뷰잉 프러스텀(viewing frustum)을 갖기 때문에 책상이나 테이블에서의 작업을 재현하거나 bird-eye view가 필요한 응용분야에서 효과적으로 사용되어진다. 반면에 수직형 디스플레이 장비인 대형 프로젝션 월은 정면에서 바라보는 형태의 뷰잉 프러스텀을 갖기 때문에 가상 공간을 네비게이션 할 때 보다 효과적으로 사용되어진다. 본 논문에서는 주요 객체는 세밀한 삼차원 모델로 생성하고 배경은 영상을 이용함으로써 사용자와 가상 객체간의 빠른 상호작용을 제공하도록 하였으며, 모델과 영상이 합성된 결과를 상이한 가상환경에서 사용자의 위치 및 시점과 연동하여 입체적으로 보여줌으로써 사용자의 현실감을 증진시키도록 하였다.
This paper describes on the real-time monitoring of dredging information for grab bucket dredger equipped with winch control sensors and differential global positioning system(DGPS) using electronic chart display and information system(ECDIS). The experiment was carried out at Gwangyang Hang and Gangwon-do Oho-ri on board M/V Kunwoong G-16. ECDIS system monitors consecutively the dredging's position, heading and shooting point of grab bucket in real-time through 3 DGPS attached to the top bridge of the dredger and crane frame. Dredging depth was measured by 2 up/down counter fitted with crane winch of the dredger. The depth and area of dredging in each shooting point of grab bucket are displayed in color band. The efficiency of its operation can be ensured by adjusting the tidal data in real-time and displaying the depth of dredging on the ECDIS monitor. The reliance for verification of dredging operation as well as supervision of dredging process was greatly enhanced by providing three-dimensional map with variation of dredging depth in real time. The results will contribute to establishing the system which can monitor and record the whole dredging operations in real-time as well as verify the result of dredging quantitatively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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