• 제목/요약/키워드: 3-D range image

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선박 자동계류를 위한 LiDAR기반 시각센서 시스템 개발 (A LiDAR-based Visual Sensor System for Automatic Mooring of a Ship)

  • 김진만;남택근;김헌희
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.1036-1043
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    • 2022
  • 본 논문은 자동계류 장치에 설치하여 선박의 접안 상황을 검출할 수 있는 시각 센서의 개발에 대하여 논하고 있다. 선박의 접안 시 사고방지를 위해 선박의 속도를 통제하고 위치를 확인하고 있음에도 불구하고 부두에서의 선박 충돌사고는 매년 발생하고 있으며, 이로 인한 경제적, 환경적 피해가 매우 크다. 따라서 부두에 접안하는 선박에 대한 안전성 확보를 위해 선박의 위치 및 속도 정보를 신속하게 확보할 수 있는 시각 시스템의 개발은 중요하다. 이에 본 연구에서는 선박의 접안 시 사람과 유사하게 영상을 통해 접안하는 선박을 관찰하고, 주변 환경에 따른 선박의 접안 상태를 적절하게 확인할 수 있는 시각센서를 개발하였다. 먼저, 개발하고자 하는 시각 센서의 적정성을 확보하기 위해 기존 센서로부터 제공되는 정보, 감지 범위, 실시간성, 정확도 및 정밀도 측면에서 센서 특성을 분석하였다. 이러한 분석 자료를 바탕으로 LiDAR형태의 3D시각 시스템의 개념 설계, 구동메커니즘 설계 및 모션 구동부의 힘과 위치 제어기 설계 등을 수행하여 대상물의 정보를 실시간으로 획득할 수 있는 3D 시각 모듈을 개발하였다. 최종적으로 시스템 구동을 위한 제어 시스템의 성능평가와 스캔 속도에 대한 성능을 분석하였고, 실험을 통해 개발된 시스템의 유용성을 확인할 수 있었다.

저층 경계면 연구용 Benthic chamber(BelcI) 개발 (The Development of a Benthic Chamber (BelcI) for Benthic Boundary Layer Studies)

  • 이재성;박경수;강범주;김영태;배재현;김성수;박정준;최옥인
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제15권1호
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    • pp.41-50
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    • 2010
  • 소형선박에서 운영이 가능한 연안용 benthic chamber(BelcI)를 개발했다. 운영상에 유연성이 큰 BelcI는 연안 저층 경계면 연구에 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 판단된다. BelcI는 몸체, 자동채수기, 교반기 및 전자제어부로 구성된다. 운영상에 유연성을 극대화하기 위해 몸체는 사각 셀 단위의 2단 구조로 설계했다. 센서신호의 증폭, 교반기 및 채수장치 제어회로를 초 전력 소모 회로로 구성하여 외부 전원장치를 제거했다. PIV(particle image velocimetry)기법으로 측정한 chamber 내부의 유체유통은 전형적인 radial-flow impeller의 특성을 나타냈다. chamber내 물의 혼합 시간은 약 30초로 추정되었으며, 바닥면에서 shear velocity($u^*$)는 약 $0.32\;cm\;s^{-1}$였다. 산경계층(DBL) 두께는 약 $180{\sim}230\;{\mu}m$였다. 현장에서 측정한 산소소모율은 약 $84\;mmol\;O_2\;m^{-2}\;d_{-1}$로 선상배양결과 보다 2배 이상 컸다. 저층 영양염 플럭스는 "질산+아질산"이 $0.18\;{\pm}\;0.07\;mmol\;m^{-2}\;d^{-1}$, 암모니움이 $2.3\;{\pm}\;0.5\;mmol\;m^{-2}\;d^{-1}$, 인산인이 $0.09\;{\pm}\;0.02\;mmol\;m^{-2}\;d^{-1}$, 규산규소가 $23\;{\pm}\;1\;mmol\;m^{-2}\;d^{-1}$로 추정되 었다.

UAV 기반 식생지수를 활용한 상록수 분포면적 분석 (The Analysis of Evergreen Tree Area Using UAV-based Vegetation Index)

  • 이근상
    • 지적과 국토정보
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    • 제47권1호
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    • pp.15-26
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    • 2017
  • 도시화에 따른 녹지의 감소로 서식처 피괴, 대기오염, 열섬효과 등 많은 환경문제들이 발생하고 있다. 최근에는 자연경관에 대한 관심이 높아지면서 겨울철에도 서식하는 상록수의 적정 관리가 중요하게 대두되고 있다. 본 연구에서는 UAV 기반 식생지수를 이용하여 상록수 분포면적을 분석하였다. 먼저 고정익 UAV에 RGB와 NIR+RG 카메라를 탑재하였으며 Pix4D SW 기반 GCP점을 활용하여 영상접합을 수행하였다. 그리고 취득한 정사영상으로부터 밴드계산 기능을 통해 NDVI와 SAVI 식생지수를 계산하였다. 식생지수 구간별 상록수 분포의 정확도를 평가하기 위해 검정점을 이용하였으며, 분석 결과 "NDVI > 0.5"와 "SAVI > 0.7" 구간에서 Kappa 계수가 각각 0.822와 0.816로 가장 높게 나타났다. GIS 공간분석을 통해 계산한 "NDVI > 0.5"와 "SAVI > 0.7" 구간에서의 상록수 분포면적은 각각 $11,824m^2$$15,648m^2$로 계산되었으며 이는 전체면적 대비 4.8%와 6.3%에 해당되는 비율이다. 이와 같이 도심지 환경, 대기오염, 기후변화, 열섬효과 등과 관련하여 식생을 분석하는 업무에서 UAV가 최신의 고해상도 정보를 제공해 줄 수 있으리라 판단된다.

쿼터니언을 이용한 반자동 카메라 캘리브레이션 (Semi-automatic Camera Calibration Using Quaternions)

  • 김의명
    • 한국측량학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.43-50
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    • 2018
  • 영상을 기반으로 하는 3차원 위치결정에서 카메라는 핵심적인 요소이며 이러한 카메라의 내부적인 특성을 제대로 결정하는 카메라 캘리브레이션 작업은 대상물의 3차원 좌표를 결정하기 위해서 필수적으로 선행되어야 할 과정이다. 본 연구에서는 캘리브레이션을 위한 체크보드의 크기와 형태에 영향을 받지 않고 반자동으로 카메라의 내부표정요소를 결정하는 방법론을 제안하였다. 제안한 방법론은 쿼터니언을 이용한 외부표정요소 추정, 캘리브레이션 타겟의 인식, 번들블록조정을 통한 내부표정요소 매개변수 결정으로 구성되어 있다. 체스보드 형태의 캘리브레이션 타겟을 이용하여 내부표정요소를 결정한 후 소규모 3차원 모형에 대한 3차원 위치를 결정하였으며 검사점을 이용한 정확도 평가를 통해서 수평위치와 수직위치 오차는 각각 약 ${\pm}0.006m$${\pm}0.007m$를 얻을 수 있었다.

근관치료시 Nd:YAG Laser 사용과 세척액에 따른 치근단 폐쇄효과의 비교 (THE EFFECTS OF ND:YAG LASER AND IRRIGANTS ON CANAL SEALING ABILITY)

  • 김진운;이희주;허복
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제26권4호
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    • pp.307-315
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    • 2001
  • The application of Nd:YAG laser and irrigants to the root surface can change its surface configurations. The purpose of this study was to investigate the effects of Nd:YAG laser and irrigants on the apical seal of obturated canals. In this study, 66 single rooted teeth were randomly assigned to 4 group of 14 teeth each. 8 teeth were served us positive and negative controls. The teeth were divided into 6 groups as follows. Group A: Nd:YAG laser, 5% NaOCl + Rc-prep Group B: Nd:YAG laser, Saline Group C: 5% NaOCl + Rc-prep Group D: Saline Group E: Positive control Group F: Negative control 66 teeth were instrumented using Maillefer ProFile$^{\circledR}$ (Orifice Shapers, .04 taper, .06 taper Dentsply, Switzerland). Two of each group were selected at random, and the canal wall surfaces were examined under a SEM. 12 teeth of each group were obturated using by lateral condensation technique. Specimens were immersed in india ink for 7days, decalcified by 10% nitric acid, dehydrated by 75. 80. 85, 90, 95 and 100% alcohol in order cleared by methyl salicylate and then measured of dye penetration with stereomicroscope($\times$15 magnification) and Image Pro plus. The data were analyzed statistically by one-way ANOVA test and Duncan's Multiple Range test. The results were as follows : 1. The mean leakage was 0.128$\pm$0.376 for group A, 0.237$\pm$0.325 for group B, 0.397$\pm$0.468 for group C, 0.586$\pm$0.402 for group D, and there were statistically significant differences between group A and group D, group B and group D. (p<0.05). 2. Group A had better sealing ability than Group C, but there was statistically no significant differences. (p>0.05). 3. Group B had better sealing ability than Group D and there was statistically significant difference. (p<0.05). 4 Group A had better sealing ability than Group B, but there was statistically no significant difference. (p>0.05). 5. Group C had better sealing ability than Group D, but there was statistically no significant difference. (p>0.05). 6. As a result of observation under SEM, Smear layers were removed in Group A, B. but Smear layers were partially removed and smear plugs were remained in Group C, Smear layers were not removed in Group D. To be specially, Melting of smear layer were showed in Group C. 7. These results suggests that the laser has a potential in reducing the apical microleakage of obturated canals.

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사진촬영으로 측정한 착용안경의 유발프리즘 (Induced Prisms of Wearing Glasses Measured by Photographing)

  • 신형섭;장준규
    • 한국안광학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.527-532
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    • 2014
  • 목적: 착용안경의 광학중심점과 동공중심의 일치여부를 사진촬영방법으로 확인하였으며, 불일치에 의해 유발되는 프리즘 영향을 연구하였다. 방법: 안경착용자 74명(148안), 평균나이 $29.19{\pm}12.22$세(19~55세)를 대상으로 안경을 착용한 상태에서 카메라 플래시를 터트리면서 안면사진을 촬영하였다. 촬영된 사진으로 각막반사상과 안경렌즈 광학중심점의 일치, 수평 및 수직오차를 측정하였으며, 불일치 편차로부터 안경테에 따라 유발되는 프리즘을 산출하였다. 결과: 양안수평오차는 금속테가 $1.55{\pm}1.70mm$, clings type 플라스틱테가 $1.71{\pm}2.21mm$, 플라스틱테가 $1.15{\pm}1.38mm$이었다. 수평방향의 유발된 프리즘이 허용오차를 벗어난 비율이 23.0%였으며, BI 프리즘 17.6%, BO 프리즘 5.4%이었다. 양안수직오차는 금속테가 $3.93{\pm}1.91mm$, clings type 플라스틱테가 $5.79{\pm}1.93mm$, 플라스틱테가 $6.01{\pm}2.94mm$이었다. 수직방향의 유발된 프리즘이 허용오차를 벗어난 비율은 44.6%였으며, 안경렌즈의 굴절력을 기준으로 -0.25${\leq}-3.00$에서 12.2%, -3.00${\leq}-12.00$에서 32.4%가 허용오차범위를 벗어났다. 결론: 수평방향에서 유도된 프리즘은 BI 프리즘이 많았다. 양안수직오차는 플라스틱테의 안경이 금속테의 안경보다 크게 나타났으며, 교정 굴절력이 높은 안경일수록 유발된 프리즘이 더 컸다. 사진촬영 방법으로 동공의 위치와 광학중심점을 동시에 측정할 수 있으며, 착용안경에서 유발되는 프리즘을 직접 평가할 수 있었다.

다중 영상으로부터 생성된 분할 기반 환경 모델들의 통합 (The Integration of Segmentation Based Environment Models from Multiple Images)

  • 류승택;윤경현
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제6권7호
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    • pp.1286-1301
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    • 2003
  • 본 논문은 현실감 여는 실시간 영상 기반 환경 탐색을 위해 영상 분할 기반 환경 모델링에 의한 시점 변경이 가능한 환경 탐색, 다중 환경 맵을 이용한 환경 모델의 통합 및 확장에 의한 환경 탐색 방법들을 제안한다. 영상 분할 환경 모델링 방법은 환경 맵에 적용하기 용이하며 환경의 특성에 따른 깊이값 추출 방법으로 손쉽게 환경 모델링이 가능하다. 또한, 시점이 이동되고 시차를 갖는 환경의 표현이 가능하다. 그러나, 환경 맵의 단일 해상도에 의해 발생하는 영상의 흐림 현상과 가리움에 의해 환경 맵에서 없는 정보가 나타날시 발생하는 구성된 3차원 환경 모델의 늘어짐 현상이나 정보의 부족으로 인한 영상의 구멍이 발생한다. 이러한 문제를 제거하기 위해서는 다중 환경맵에 바탕을 둔 3차원 환경 모델의 재구성이 필요하다. 본 연구에서는 세밀한 환경 모델링을 통한 시차 표현과 주변 환경의 자유로운 확장을 위해 대응선 기반 환경 모델 통합 방법을 사용한다. 다중 환경맵에 의한 환경 모델링 방법은 최적의 해상도를 갖는 상세한 환경 모델을 생성할 수가 있어 시점이 자유로운 고화질의 탐색 영상 생성이 가능하다.

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조명 및 법선벡터 지도 추정을 이용한 사실적인 가상 화장 시스템 (Virtual Make-up System Using Light and Normal Map Approximation)

  • 양명현;신현준
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.55-61
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    • 2015
  • 본 논문은 입력 영상에 자연스러운 가상 화장 효과를 빠르게 적용하기 위한 방법을 다룬다. 특히 얼굴의 굴곡과 조명에 따라 나타나는 자연스러운 음영 효과를 가상 화장에 적용함으로써 기존의 방법에 비해 자연스럽고 다양한 화장 효과를 얻기 위한 방법을 제안한다. 가상 화장 효과에 음영을 적용하기 위해서는 입력 영상의 조명 환경과 입력 영상의 얼굴 면의 각 화소에 대한 법선 벡터가 필요하다. 기존에 영상에서 조명 환경 및 법선 벡터를 생성하는 과정이 비교적 많은 계산량이 필요하므로 때문에 본 논문에서는 얼굴의 특징점을 찾는 단계적 자세 회귀 방법에 조명 환경을 근사하는 과정을 통합하고, 3차원 표준모델을 변환, 와핑하여 법선 벡터를 계산하는 과정을 통하여 빠르게 화장 효과를 합성하기 위한 방법을 제안한다. 실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 방법으로 근사한 조명 환경 및 법선 벡터는 시각적으로 자연스러운 가상 화장 효과를 표현할 수 있는 것을 보였다.

초고속 초음파 영상의 효과적인 데이터율 저감을 위한 적응 양자화 (Adaptive quantization for effective data-rate reduction in ultrafast ultrasound imaging)

  • 장도영;윤희철
    • 한국음향학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.422-428
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    • 2023
  • 초고속 초음파 영상은 탄성 영상, 초고속 도플러, 초해상도 영상과 같은 다양한 초음파 기반의 기능성 영상기술에 폭넓게 적용되고 있다. 하지만, 획득하는 데이터의 양이 많아 실시간 영상 재구성이나 3차원 또는 모바일 초음파 영상 응용으로의 확장이 제한된다. 본 논문은 적응 양자화 기법을 통해 초고속 초음파 영상으로 획득되는 대용량 Radio frequency(RF) 데이터의 전송 효율을 높이는 방법을 제안한다. 인체에서 반사된 초음파 신호는 높은 동적 범위를 가져 대부분의 현재 시스템에서 사용되는 고정 양자화 기법은 10 bits ~ 14 bits 이상의 높은 양자화 단계를 가진다. 양자화 단계 저감에 대한 화질 저하의 한계를 극복하기 위해, 본 연구는 영상 깊이에 따라 구간을 설정하고, 각 영역별 RF 데이터를 정규화하고 양자화하는 방안을 제안한다. 정량적인 검증을 위해, Field II 컴퓨터 모사 실험을 활용하여, 고정 양자화 방법과 제안하는 방법의 대조도 대 잡음 비, 공간 해상도 및 원본 대비 유사도를 비교하였다. 또한, 연구용 초음파 장비를 활용한 인체 모사 실험 및 인체 실험을 통해 최종 3-bit로 재구성한 영상에서도 제안하는 방법이 효과적으로 적용되는 것을 입증하였다.

흉부촬영(胸部撮影)에서 증감지(增感紙)-필름계의 선질변화(線質變化)에 따른 감도(感度)와 화질에 관(關)한 연구(硏究) (Image and Exposure Dose in Accordance with Radiation Quality on Plain Chest Radiography)

  • 김정민;김동현;임태랑;석전유치;전전미향;앵정달야
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제15권1호
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    • pp.65-78
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    • 1992
  • Routine chest radiography is generally imaged by high voltage technique but some radiological technologists use low voltage for imaging. High voltage is usually said between $120\;kV{\sim}140\;kV$. Some RTs like using heavy filtration but others seldom like using it. However which is better for use calcium tungustate film screen system or ortho system and high contrast film or wide latitude c-type film for the exculusive use of chest radiography. We could not make a decision which is ideal method for use. In my opinion any method is not always exellent for chest radiography. In my experiments that I had at Kaken hospital in Japan last year I expect to keep the balance between image quality and diagnostic range and to reduce radiation dose for patients. My experiments are as follows. 1. We have looked into system characteristics(speed and contrast) in accordance with kVp($80{\sim}140$) and added filter($no{\sim}1/16\;VL$) in three screen film systems(BX3+CRONEX4, SRO750+MGH, SRO750+MGL). 2. We have looked into skin dose and film dose with same D=1.8 lung field density in accordance with kVp($80{\sim}140$) and added filter($no{\sim}1/16\;VL$) in three screen film systems. 3. We have compared with the evaluation between correlation of physical image quality(MTF) and optical diagnostic capability. Result are follows. 1. Speed of BX3+CRONEX4 became higher in accodance with kVp and thickness of filter but speed of ortho system was not as like regular system. Thicker filter diminished the speed over 100 kV range in SRO750+MGL. In case of SRO750+MGH speed of 1/16VL filter was looked into lower than speed of 1/4VL filter. Sensitivity of ortho system depends on tube voltage and added filter. 2. Skin dose has been detected $225\;{\mu}Gy{\sim}66\;{\mu}Gy$ in BX3+CRONEX4 from 80 kV, no filter to 140 kV, 1/16VL filter. SRO750+MGH could reduce the patient dose $1/2{\sim}1/3$ level in comparison to that of BX3+CRONEX4. 3. The higher kV was the worse MTF became the thicker filter was the worse MTF became too. MTF of BX3+CRONEX4 was detected better than MTF of SRO750+MGH but SRO750+MGH's optical detectability of small lesion in lung field came out better than that of BX3+CRONEX4. Conclusion Recently routine chest radiography is generally imaged by high voltage but it seems to be there are some questions in using of film screen combination. In high voltage chest radiography the subject contrast will come down that means latitude become wider. In this case if we select the low contrast film screen system(C or L type) the film contrast will fall down extremly and detectability of small lesion will be deteriorated. Wide latitude C, L type film has a merit of high detectability on mediastinum. Furthermore high contrast film screen system has the advantage to keep the high contrast in low density region as like mediastinum and heart shadow. Therefore in low subject contrast high voltage chest radiography we would rather choose the high contrast film screen system(H type) I think. From a view point of patient dose detectability of mediastinum and lung field. The optimum technical facter was found out 120 kV, 1/16VL filter : BX3+CRONEX4, 140 kV, 1/4VL filter : SRO750+MGH, 100 kV, 1/4VL filter : SRO750+MGL.

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