• 한국방사선학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.203-209
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• 2022

전산화단층촬영장치 (Computed Tomography, CT)의 화질을 유지하면서 방사선량을 낮추기 위한 대표적인 방법 중에 하나는 모델기반 반복 재구성법 (Model-Based Iterative Reconstruction, MBIR)을 사용하는 것이다. 본 연구에서는 MBIR의 대표적인 모델로 잘 알려진 고급 모델 반복 재구성법 (Advanced Modeled Iterative Reconstruction, ADMIRE)의 강도를 조절하여 영상의 화질을 평가하고자 하였다. 연구는 팬텀을 사용하여 수행되었고, ADMIRE의 강도를 1에서부터 5까지 1 단위로 조절하면서 CT 영상을 획득하였다. 정량적 평가는 변동 계수 (coefficient of variation, COV)와 대조도 대 잡음비 (contrast to noise ratio, CNR)를 활용한 노이즈 레벨과 natural image quality evaluator (NIQE)와 blind/referenceless image spatial quality evaluator (BRISQUE)의 블라인드 품질 평가를 수행하였다. 결과적으로 노이즈 레벨 및 블라인드 품질 평가 결과에서 모두 ADMIRE의 강도가 높아질수록 우수한 결과가 도출되었다. 특히, COV와 CNR은 ADMIRE 1에 비하여 5에서 각각 1.89 및 1.75배 향상됨을 확인하였고, NIQE와 BRISQUE는 재구성 강도 1에 비하여 5에서 각각 1.35 및 1.22배 향상됨이 증명되었다. 결론적으로 ADMIRE의 재구성 강도는 CT 영상의 노이즈 레벨 및 전체적인 화질 평가에 큰 영향을 끼친다는 것을 증명하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권11호
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• pp.2594-2600
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• 2020

A gamma camera system using radionuclide has a functional imaging technique and is frequently used in the field of nuclear medicine. In the gamma camera, it is extremely important to improve the image quality to ensure accurate detection of diseases. In this study, we designed a blind-deconvolution framework after a noise-reduction algorithm based on a non-local mean, which has been shown to outperform conventional methodologies with regard to the gamma camera system. For this purpose, we performed a simulation using the Monte Carlo method and conducted an experiment. The image performance was evaluated by visual assessment and according to the intensity profile, and a quantitative evaluation using a normalized noise-power spectrum was performed on the acquired image and the blind-deconvolution image after noise reduction. The result indicates an improvement in image performance for gamma camera images when our proposed algorithm is used.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.301-306
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• 2021

전산화단층촬영장치 (Computed tomography, CT)의 의료 방사선량을 낮추기 위한 방법으로 주석필터의 사용을 통해 직접적으로 환자의 선량을 낮추는 방법이 있다. 그러나 주석필터의 사용으로 바뀐 X선 스펙트럼으로 인해 기존의 영상과 다른 인상의 영상으로 나타나기 때문에 질병 진단에 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 흉부 저선량 CT에서 주석필터의 적용 및 high pitch에 따른 영상평가를 진행함으로써 주석필터 사용 시 영상의 변화 양상을 살펴보았다. 본 연구에서는 비교를 위해 총 3개의 그룹으로 나누어 영상을 획득하였다. Group 1은 주석필터를 사용하지 않았으며, 기존에 사용하던 pitch인 0.8의 영상을 획득하였다. Group 2는 주석필터를 사용하였고, pitch는 0.8이며 Group 3은 주석필터를 사용하였으며 pitch는 2.5이다. 영상의 화질을 비교하기 위해 no-reference 기반으로 사용되는 블라인드 품질 평가 인자 중 natural image quality evaluator (NIQE)와 blind/referenceless image spatial quality evaluator (BRISQUE)를 사용하였다. 그 결과 NIQE 수치는 Group 1, Group 3, Group 2 의 순서대로 낮게 나타났다. BRISQUE 수치는 Group 3, Group 2, Group 1 의 순서대로 낮게 나타났다. 이를 통해 흉부 저선량 CT에서 주석필터 및 high pitch 기술의 영상의 우수성을 확인함으로써 특히 호흡 조절이 어려운 흉부 저선량 CT 환자에 있어서 더 정확한 영상에 대한 기대감을 가질 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.623-628
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• 2019

본 연구의 목적은 시간 분해능이 향상된 비지역적 평균 (fast non local means, FNLM) 노이즈 제거 알고리즘을 모델링하여 광학 현미경 영상에서의 적용 가능성을 확인하는 것이다. 이를 위해 실제 흰쥐 (mouse)의 첫째어금니 치아를 사용하여 영상을 획득한 후 기존에 널리 사용되고 있는 노이즈 제거 알고리즘과 제안하는 FNLM 알고리즘을 각각 적용하여 비교하였다. 정량적 평가는 대조도 대 잡음비 (contrast to noise ratio, CNR), 변동계수 (coefficient of variation, COV), 그리고 최근에 개발된 no reference 기반의 방법인 natural image quality evaluator (NIQE)와 Blind/referenceless image spatial quality evaluator (BRISQUE)를 사용하였다. 결과적으로 모든 정량적 평가 인자에서 제안하는 FNLM 노이즈 제거 알고리즘이 가장 우수한 값을 나타내었다. 특히나 치아의 전체적인 형태학적 영상을 분석할 수 있는 NIQE와 BRISQUE 인자는 원본영상에 비하여 각각 1.14와 1.12배 향상됨을 확인할 수 있었다. 결론적으로 소동물 치아 광학 현미경 영상에서의 FNLM 노이즈 제거 알고리즘의 유용성 및 가능성을 증명하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제47권3호
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• pp.175-182
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• 2024

Advanced modeled iterative reconstruction (ADMIRE) represents a repetitive reconstruction method that can adjust strength and kernel, each of which are known to affect computed tomography (CT) image quality. The aim of this study was to quantitatively analyze the noise and spatial resolution of CT images according to ADMIRE control factors. Patient images were obtained by applying ADMIRE strength 2 and 3, and kernel B40 and B59. For quantitative evaluations, the noise level, spatial resolution, and overall image quality were measured using coefficient of variation (COV), edge rise distance (ERD), and natural image quality evaluation (NIQE). The superior values for the average COV, ERD, and NIQE results were obtained for the ADMIRE reconstruction conditions of ADMIRE 2 + B40, ADMIRE 3 + B59, and ADMIRE3 + B59. NIQE, which represents the overall image quality based on no-reference, was about 6.04 when using ADMIRE 3 + B59, showing the best result among the reconstructed image acquisition conditions. The results of this study indicate that the ADMIRE strength and kernel chosen for use in ADMIRE reconstruction have a significant impact on CT image quality. This highlights the importance of adjusting to the control factors in consideration of the clinical environment.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권12호
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• pp.4591-4596
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• 2023

Single-photon emission computed tomography SPECT image reconstruction methods have a significant influence on image quality, with filtered back projection (FBP) and ordered subset expectation maximization (OSEM) being the most commonly used methods. In this study, we proposed newly-designed adaptive non-blind deconvolution with a structural similarity (SSIM) index that can take advantage of the FBP and OSEM image reconstruction methods. After acquiring brain SPECT images, the proposed image was obtained using an algorithm that applied the SSIM metric, defined by predicting the distribution and amount of blurring. As a result of the contrast to noise ratio (CNR) and coefficient of variation evaluation (COV), the resulting image of the proposed algorithm showed a similar trend in spatial resolution to that of FBP, while obtaining values similar to those of OSEM. In addition, we confirmed that the CNR and COV values of the proposed algorithm improved by approximately 1.69 and 1.59 times, respectively, compared with those of the algorithm involving an inappropriate deblurring process. To summarize, we proposed a new type of algorithm that combines the advantages of SPECT image reconstruction techniques and is expected to be applicable in various fields.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권11호
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• pp.4043-4064
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• 2021

Night-time image quality evaluation is an urgent requirement in visual inspection. The lighting environment of night-time results in low brightness, low contrast, loss of detailed information, and colour dissonance of image, which remains a daunting task of delicately evaluating the image quality at night. A new blind quality assessment metric is presented for realistic night-time scenario through a comprehensive consideration of contrast, texture, and colour in this article. To be specific, image blocks' color-gray-difference (CGD) histogram that represents contrast features is computed at first. Next, texture features that are measured by the mean subtracted contrast normalized (MSCN)-weighted local binary pattern (LBP) histogram are calculated. Then statistical features in Lαβ colour space are detected. Finally, the quality prediction model is conducted by the support vector regression (SVR) based on extracted contrast, texture, and colour features. Experiments conducted on NNID, CCRIQ, LIVE-CH, and CID2013 databases indicate that the proposed metric is superior to the compared BIQA metrics.

• 한국임상수의학회지
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• 제39권3호
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• pp.114-120
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• 2022

The purpose of this study is to examine the status of quality control using multipurpose phantom of ultrasound equipment used in hospital of veterinary college in South Korea by using ATS-539 multipurpose phantom so as to examine quantitative and objective new image evaluation method. Specialists discussed and analyzed multipurpose phantom images acquired by using convex transducer of 10 ultrasound imaging devices, currently used in 9 veterinary colleges, at 4.0-6.0 MHz. Total 8 items that can be measured with ATS-539 multipurpose phantom including dead zone, vertical and horizontal measurement, axial/lateral resolution, sensitivity, focal zone, functional resolution and gray scale/dynamic range were evaluated. For qualitative evaluation, valid decisions were made based on dead zone, axial/lateral resolution, and gray scale/dynamic range which are resolution index, and coefficient of variation (COV) and blind referenceless image spatial quality evaluator (BRISQUE) were found to increase objectivity. As a result of experiment, all the targeted ultrasonic devices were found appropriate from qualitative evaluation items of dead zone, axial/lateral resolution, and gray scale/dynamic range. In other evaluation items, they were found to be appropriate from focal zone and vertical measurement of quantitative evaluation while inappropriate from horizontal measurement, sensitivity, and functional resolution. COV value was 0.12 ± 0.04, and BRISQUE value was 47.77 ± 2.77, both analysis results show that the noise level of all ultrasonic devices was located within tolerance range. Upon image examination using ATS-539 multipurpose phantom, they were 100% appropriate with inspection standards of dead zone, axial/lateral resolution, and gray scale/dynamic range, and besides, focal zone and functional resolution can be used as evaluation items. In the field of veterinary medicine, 8 standard items using ATS-539 multipurpose phantom and image evaluation items using COV and BRISQUE can be used as standards for quality control of ultrasonography machine.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.153-158
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• 2021

치주질환의 조기 진단률 및 예측 정확도 향상을 위한 X-선 영상 분석은 매우 중요한 분야이다. 이러한 치과 X-선 영상의 화질 개선을 위한 인공 지능 기반의 알고리즘 개발 및 적용에 관한 연구는 전 세계적으로 널리 수행 중이다. 따라서 본 연구의 목표는 치주질환 예측을 위한 치과 X-선 영상에서의 초해상화 알고리즘의 모델링 및 적용 가능성에 관하여 평가하는 것이다. 초해상화 알고리즘은 convolution layer와 ReLU를 기반으로 구성하였고, 저해상도 영상을 2배로 업샘플링 한 영상을 입력으로 사용하였다. 딥러닝 훈련을 위해 사용한 치과 X-선 데이터는 1,500장을 사용하였다. 영상의 정량적 평가는 2가지 영상의 비교를 통해 유사도를 측정할 수 있는 인자인 root mean square error와 structural similarity를 사용하였다. 이와 더불어 최근에 개발된 no-reference 기반으로 사용되는 natural image quality evaluator 와 blind/referenceless image spatial quality evaluator를 추가적으로 분석하였다. 결과적으로 기존에 사용되던 bicubic 기반의 업샘플링 기법을 사용하였을 때에 비하여 제안하는 방법이 치과 X-선 영상에서 평균적으로 유사도와 no-reference 기반의 평가 인자가 각각 1.86 그리고 2.14배 향상됨을 확인하였다. 결론적으로 치주질환의 예측을 위한 초해상화 알고리즘의 치과 X-선 영상에서의 유용성을 증명하였고 향후 다양한 분야에서의 적용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권10호
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• pp.5095-5111
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• 2019

A multi-rotor Unmanned Aerial Vehicle (UAV) system is developed to solve the manhole cover detection problem for the infrastructure maintenance in the suburbs of big city. The visible light sensor is employed to collect the ground image data and a series of image processing and machine learning methods are used to detect the manhole cover. First, the image enhancement technique is employed to improve the imaging effect of visible light camera. An imaging environment perception method is used to increase the computation robustness: the blind Image Quality Evaluation Metrics (IQEMs) are used to percept the imaging environment and select the images which have a high imaging definition for the following computation. Because of its excellent processing effect the adaptive Multiple Scale Retinex (MSR) is used to enhance the imaging quality. Second, the Single Shot multi-box Detector (SSD) method is utilized to identify the manhole cover for its stable processing effect. Third, the spatial coordinate of manhole cover is also estimated from the ground image. The practical applications have verified the outdoor environment adaptability of proposed algorithm and the target detection correctness of proposed system. The detection accuracy can reach 99% and the positioning accuracy is about 0.7 meters.