• 한국광학회지
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• 제15권5호
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• pp.423-428
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• 2004

320${\times}$240 배열의 중적외선 대역(3.7 $\mu\textrm{m}$∼4.8 $\mu\textrm{m}$) MCT(HgCdTe) 검출기를 이용하여 분해능과 신뢰도가 대폭 향상된 소형$.$고성능의 적외선 열상센서를 설계, 제작하였다. 개발된 열상센서는 1∼20배의 고배율 줌 광학계로 설계하고 미세주사 기법을 적용하여 640${\times}$480의 화소를 재현하여 항공기의 항법 보조로부터 표적획득에 이르기까지 다양한 활용이 가능하다. 적용된 적외선 줌 광학계는 릴레이 형태의 재결상계로 설계되었으며 미세주사 장치의 개발로 7.6 cycles/mrad 까지 분해가 가능하며 최저배율에서 40$^{\circ}$${\times}$30$^{\circ}$의 초광각(super wide field of view)의 시계를 갖는다. 또한 불균일 보정기법과 히스토그램 가변방식의 결합을 통한 첨단 열 영상처리 기법을 제안하여 열상센서에 적용함으로써 고성능의 실시간 디지털 영상처리를 가능케 하였다. 본 신호처리기의 개발을 통해 획득된 열영상의 최소분해가능 온도차는 고배율에서 0.05K(＠1cycles/mrad) 이하의 우수한 결과를 보였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권5호
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• pp.1417-1427
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• 2019

In this study, we evaluated the performance of a commercial pixelated cadmium zinc telluride (CZT) detector for spectroscopy and identified its feasibility as a Compton camera for radiation monitoring in a nuclear power plant. The detection system consisted of a $20mm{\times}20mm{\times}5mm$ CZT crystal with $8{\times}8$ pixelated anodes and a common cathode, in addition to an application specific integrated circuit. The performance of the various radioisotopes $^{57}Co$, $^{133}Ba$, $^{22}Na$, and $^{137}Cs$ was evaluated. In general, the amplitude of the induced signal in a CZT crystal depends on the interaction position and material non-uniformity. To minimize this dependency, a drift time correction was applied. The depth of each interaction was calculated by the drift time and the positional dependency of the signal amplitude was corrected based on the depth information. After the correction, the Compton regions of each spectrum were reduced, and energy resolutions of 122 keV, 356 keV, 511 keV, and 662 keV peaks were improved from 13.59%, 9.56%, 6.08%, and 5%-4.61%, 2.94%, 2.08%, and 2.2%, respectively. For the Compton imaging, simulations and experiments using one $^{137}Cs$ source with various angular positions and two $^{137}Cs$ sources were performed. Individual and multiple sources of $^{133}Ba$, $^{22}Na$, and $^{137}Cs$ were also measured. The images were successfully reconstructed by weighted list-mode maximum likelihood expectation maximization method. The angular resolutions and intrinsic efficiency of the $^{137}Cs$ experiments were approximately $7^{\circ}-9^{\circ}$ and $5{\times}10^{-4}-7{\times}10^{-4}$, respectively. The distortions of the source distribution were proportional to the offset angle.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
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• pp.791-793
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• 2006

In the satellite camera, the incoming light source is converted to electronic analog signals by the electronic component for example CCD (Charge Coupled Device) detectors. The analog signals are amplified, biased and converted into digital signals (pixel data stream) in the video processor (A/Ds). The outputs of the A/Ds are digitally multiplexed and driven out using differential line drivers (two pairs of wires) for cross strap requirement. The MSC (Multi-Spectral Camera) in the KOMPSAT-2 which is a LEO spacecraft will be used to generate observation imagery data in two main channels. The MSC is to obtain data for high-resolution images by converting incoming light from the earth into digital stream of pixel data. The video data outputs are then MUXd, converted to 8 bit bytes, serialized and transmitted to the NUC (Non-Uniformity Correction) module by the Hotlink data transmitter. In this paper, the video data streams, the video data format, and the image data processing routine for satellite camera are described in terms of satellite camera control hardware. The advanced satellite with very high resolution requires faster and more complex image data chain than this algorithm. So, the effective change of the used image data chain and the fast video data transmission method are discussed in this paper

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.33-39
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• 2018

In this paper, We studied the possibility of SoC(System On Chip) design using infrared image processing IP(Intellectual Property). And, we studied NUC(Non Uniformity Correction), BPR(Bad Pixel Recovery), and CEM(Contrast Enhancement) processing, the infrared image processing algorithm implemented by IP. We showed the logic and timing diagram implemented through the hardware block designed based on each algorithm. Each algorithm was coded as RTL(Register Transfer Level) using Verilog HDL(Hardware Description Language), ALTERA QUARTUS synthesis, and programed in FPGA(Field Programmable Gated Array). In addition, we have verified that the image data is processed at each algorithm without any problems by integrating the infrared image processing algorithm. Particularly, using the directly manufactured electronic board, Processor, SRAM, and FLASH are interconnected and tested and the verification result is presented so that the SoC type can be realized later. The infrared image processing IP proposed and verified in this study is expected to be of high value in the future SoC semiconductor fabrication. In addition, we have laid the basis for future application in the camera SoC industry.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제22권1호
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• pp.37-49
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• 2018

Purpose: The effect of global inhomogeneity on quantitative susceptibility mapping (QSM) was investigated. A technique referred to as Simultaneous Unwrapping Phase with Error Recovery from inhomogeneity (SUPER) is suggested as a preprocessing to QSM to remove global field inhomogeneity-induced phase by polynomial fitting. Materials and Methods: The effect of global inhomogeneity on QSM was investigated by numerical simulations. Three types of global inhomogeneity were added to the tissue susceptibility phase, and the root mean square error (RMSE) in the susceptibility map was evaluated. In-vivo QSM imaging with volunteers was carried out for 3.0T and 7.0T MRI systems to demonstrate the efficacy of the proposed method. Results: The SUPER technique removed harmonic and non-harmonic global phases. Previously only the harmonic phase was removed by the background phase removal method. The global phase contained a non-harmonic phase due to various experimental and physiological causes, which degraded a susceptibility map. The RMSE in the susceptibility map increased under the influence of global inhomogeneity; while the error was consistent, irrespective of the global inhomogeneity, if the inhomogeneity was corrected by the SUPER technique. In-vivo QSM imaging with volunteers at 3.0T and 7.0T MRI systems showed better definition in small vascular structures and reduced fluctuation and non-uniformity in the frontal lobes, where field inhomogeneity was more severe. Conclusion: Correcting global inhomogeneity using the SUPER technique is an effective way to obtain an accurate susceptibility map on QSM method. Since the susceptibility variations are small quantities in the brain tissue, correction of the inhomogeneity is an essential element for obtaining an accurate QSM.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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• pp.493-496
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• 2005

The PMU (Payload Management Unit) in MSC (Multi-Spectral Camera) is the main subsystem for the management, control and power supply of the MSC payload operation. The PMU shall handle the communication with the BUS (Spacecraft) OBC (On Board Computer) for the command, the telemetry and the communications with the various MSC units. The PMU will perform that distributes power to the various MSC units, collects the telemetry reports from MSC units, performs thermal control of the EOS (Electro-Optical Subsystem), performs the NUC (Non-Uniformity Correction) function of the raw imagery data, and rearranges the pixel data and output it to the DCSU (Data Compression and Storage Unit). The BUS provides high voltage to the MSC. The PMU is connected to primary and redundant BUS power and distributes the high unregulated primary voltages for all MSC sub-units. The PSM (Power Supply Module) is an assembly in the PMU implements the interface between several channels on the input. The bus switches are used to prevent a single point system failure. Such a failure could need the PSS (Power Supply System) requirement to combine the two PSM boards' bus outputs in a wired-OR configuration. In such a configuration if one of the boards' output gets shorted to ground then the entire bus could fail thereby causing the entire MSC to fail. To prevent such a short from pulling down the system, the switch could be opened and disconnect the short from the bus. This switch operation is controlled by the BUS.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권2호
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• pp.159-169
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• 2017

위성용 전자광학탑재체는 제한된 소모전력 및 우주방사선과 같은 사용 환경에 의해 설계부터 특별한 요구사항을 가지고 있으며, 획득 영상의 품질은 주로 GSD (Ground Sampled Distance), 신호대잡음비(SNR, Signal to Noise Ratio), MTF (Modulation Transfer Function)에 따라 좌우된다. 영상센서의 출력신호에 포함된 잡음 감소를 통한 신호대잡음비 개선을 위하여, 센서에 추가된 프리픽셀(Pre-pixel) 및 다크픽셀(Dark-pixel)을 사용하여 CDS (Corrective Double Sampling) 방식을 통해 영상센서의 잡음 성분을 포함한 오프셋 신호(Offset Signal)를 제거하는 아날로그 신호처리(ASP, Analog Signal Processor) 방법을 제안한다. 또한 센서 제어시스템에서는 영상의 불균일성 처리를 위해 제어시스템의 출력 포트별 게인(Gain), 오프셋, 및 센서의 화소별 특성을 반영한 다양한 방식에 의한 보정 방법이 적용된다. 본 논문에서는 이상 설명한 여러 가지 잡음 개선방법을 시스템 설계 및 운영에 적용하여 위성탑재용 전자광학카메라의 신호대잡음비 향상 방법을 제안하고, 실험을 통해 검증한다.

• 항공우주기술
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• 제11권1호
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• pp.98-102
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• 2012

비냉각형 열상 시스템에 대한 관심이 국방 및 항공우주 분야에서 증가하고 있다. 특히, 국방분야 무기체계에서는 무인화 및 주야간 적군 탐지를 위한 요소기술로 활용되고 있다. 비냉각형 열상 시스템의 연구 분야 중 저비용, 저전력, 소형화를 위한 비냉각형 TEC(Thermal Electric Cooler)-less 열상 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 TEC-less로 운영하기 위해서는 최적화된 불균일보정 계수의 추출 및 적용이 요구된다. 본 논문에서는 TEC-less로 최적화 된 보정 계수 획득 방법으로 선형 보간법을 이용한 보정 계수 추정 방법인 DCCE-LI(Dynamic Calibration Coefficient Estimation with Linear Interpolation)을 제안하고, 실험을 통해 제안 기법이 기존의 정적 보정 계수를 적용한 것에 비해 IR 영상 품질이 우수하고, 실시간 보정 계수 추정이 가능함을 보인다.

• 한국광학회지
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• 제16권3호
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• pp.209-216
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• 2005

전차 조준경으로 사용될 수 있는 2세대 열상장비를 개발하였다. 설계된 장비는 프랑스 Sofradir사의 $480\times6$ 배열 원적외선$(7.7{\mu}m-10.3{\mu}m)$ MCT(HgCdTe) 검출기를 이용하였고, $2.67^{\circ}\times2^{\circ}$의 고배율 협시계와 $10^{\circ}\times7.5^{\circ}$의 저배율 광시계의 이중배율을 가지고 있다. 또한 넓은 운용 온도 범위에서도 시스템의 성능이 저하되지 않도록 비열화 기술을 적용하였다. 설계된 장비는 고효율의 주사장치로 47만 화소의 실시간 영상 재현이 가능하며, 이는 1세대 열상장비에 비하여 화소수가 대폭 증가한 것이다. 적외선 검출소자들의 불균일 보정을 위해서 열전 냉각 소자를 이용한 두 점 보상 기법을 제시하여 실시간 보정이 이루어지게 하였고, 열영상 분포 히스토그램 가변 방식의 처리 기법을 제안하여 적용함으로써 대조비가 매우 낮은 표적의 식별도 용이하게 하였다. 설계 및 제작된 2세대 열상장비의 고배율에서 최소분해가능온도차를 측정한 결과, 2cycles/mrad의 공간주파수에서 0.05K 이하의 우수한 결과를 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.290-297
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• 2009

고에너지 광자선 기반의 소조사면을 이용한 방사선 치료 시, 조사면의 가장자리에서의 급격한 선량 변화, 전자의 비평형상태, 검출기의 체적 효과 및 검출기와 팬텀 물질과의 불균질성 등으로 인하여 정확한 선량 측정이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 선량 측정을 위해 널리 사용되는 전리함, 다이오드 검출기 및 물과 등가인 재질로 이루어져 측정 시 오차 유발 요인이 적은 것으로 알려진 $GAFCHROMIC^{(R)}$ EBT 필름을 이용하여 팬텀 내 소조사면에서의 흡수선량을 측정하고, 각 검출기들의 특성 및 EBT 필름의 유용성을 평가하였다. 각 검출기는 팬텀 표면으로부터 10 cm 깊이에 장착, 선원과의 거리(SAD)를 100 cm로 하였으며, 6 MV X-선 빔을 6개 조사면($5{\times}5\;cm^2$, $2{\times}2\;cm^2$, $1.5{\times}1.5\;cm^2$, $1{\times}1\;cm^2$, $0.7{\times}0.7\;cm^2$ 및 $0.5{\times}0.5\;cm^2$)으로 팬텀에 조사하였다. $5{\times}5\;cm^2{\sim}1.5{\times}1.5\;cm^2$ 조사면의 경우, 모든 검출기들의 선량값이 1% 이내로 정확하게 일치하였으나, $1{\times}1\;cm^2$ 이하 조사면에서는 전리함을 이용한 측정결과가 타 검출기들에 비해 선량값을 매우 낮게 평가하는 것으로 확인되었다. 이는 검출기 체적효과가 매우 큰 오차요인으로 작용한 것으로 예측되어, 이를 제거하기 위해 제적 효과를 보정하는 컨볼루션 이론을 적용하여 측정된 선량값을 보정하였다. 그 결과, 다이오드 검출기의 경우 $1{\times}1\;cm^2$의 조사면에서는 EBT 필름의 흡수선량보다 약 3%가 높게, 전리함은 약 1% 낮게 측정되었다. $0.5{\times}0.5\;cm^2$ 조사면에서 다이오드 검출기는 약 1% 높은 값을, 전리함은 7% 낮은 선량값을 나타내었다. 결론적으로 $GAFCHROMIC^{(R)}$ EBT 필름의 소조사면 선량측정기로서의 유용성을 확인하였으며, 몬테카를로 전산모사를 이용한 추가 검증이 수행될 예정이다.