• 제목/요약/키워드: Phase Unwrapping

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딥러닝 기반 레이더 간섭 위상 언래핑 기술 고찰 (A Review on Deep-learning-based Phase Unwrapping Technique for Synthetic Aperture Radar Interferometry)

  • 백원경;정형섭
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_2호
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    • pp.1589-1605
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    • 2022
  • 위상 언래핑은 위성레이더 간섭기법의 필수적인 자료처리 절차다. 이에 따라 비 딥러닝 기반 언래핑 기법이 다수 개발되었으며 최근에는 딥러닝 기반 언래핑 기법이 제안되고 있다. 본 논문에서는 딥러닝 기반 위성레이더 언래핑 기법을 1) 언래핑된 위상의 예측 방법, 2) 위상 언래핑을 위한 딥러닝 모델의 구조 그리고 3) 학습데이터 제작 방법의 측면에서 최근 연구 동향을 소개하였다. 언래핑된 위상을 예측하는 방법은 모호 정수 분류방법, 위상 단절 구간 탐지 방법, 위상 예측 방법, 딥러닝과 전통적인 언래핑 기법의 연계 방법에 따라 다시 세분화하여 연구 동향을 나타냈다. 일반적으로 활용되는 딥러닝 모델 구조의 특징과 전체 위상 정보를 파악하기 위한 모델 최적화 방법에 대한 연구 사례를 소개하였다. 또한 학습데이터 제작 방법은 주로 위상 변이 제작과 노이즈 시뮬레이션 방법으로 구분하여 연구 동향을 정리하였으며 추후 발전 방향을 제시하였다. 본 논문이 추후 국내의 딥러닝 기반 위상 언래핑 연구의 발전 방향을 모색하는 데에 필요한 기반 자료로 활용되기를 기대한다.

횡방향 주사를 이용한 광위상 간섭계의 페이즈 언래핑 향상에 대한 연구 (Phase unwrapping enhancement of phase shift interferometry by using lateral scanning)

  • 박도민;박성림;권대갑
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권3호
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    • pp.684-687
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    • 1998
  • The biggest problem common on to all forms of Phase Shift Interferometer is unwrapping the phase. Simple phase unwrapping algorithms assume that every pixel is within radians of its neighbors. If this is true, any reasonable algorithm will return the correct unwrapped phase. If not, correct unwrapped phase will not be obtained. In rough surface, frequently, neighboring pixels have phase steps greater than. This paper proposes the new method which makes phase steps smaller than by sub-pixel movement.

Investigation of Phase Singularity Problem in Microwave Breast Tomography

  • Son, Seong-Ho;Simonov, Nikolai;Lee, Kwang-Jae;Jeon, Soon-Ik
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제14권4호
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    • pp.332-335
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    • 2014
  • This paper investigates the phase singularity problem in microwave image reconstruction utilizing unwrapped phase data. The measured phases of the electric fields in most microwave measurement systems are wrapped. Thus, a certain phase unwrapping process is necessary for reconstruction of the image of a high contrast object. This unwrapping, however, is difficult in the presence of scattering nulls on/near the unwrapping path. At the null point, the phase value will be rendered, resulting in a poor image reconstruction. In this paper, we investigate the phase singularity arising from electromagnetic scattering nulls in microwave breast tomographic imaging. We then propose a transformation technique for the measured electric fields that avoids phase singularity.

Phase Map Unwrapping 향상에 관한 연구 (A Study on the Improvement of phase Unwrapping in Discontinuous Fringe Pattern)

  • 조영학;김경석;장호섭;정승택
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.330-333
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    • 2002
  • This study Presents improvement of Precision in the non-contacted laser application measuring techniques. The phase map of deformation obtained by phase shifting method in Electronic Speckle Pattern Interferometry displays the wrapped image by the arctangent function, which is a characteristic of 4-step phase shifting method. To obtain deformation distribution from the results, the wrapped phase map is processed by an unwrapping method. But a previous method cannot apply discontinuous object as like plate with a circular hole to obtain precious deformation distribution To solve this problem, new algorithm is developed and the result is compared with previous method.

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자기공명 위상영상 재구성을 위한 향상된 중심배열 정렬 위상 펼침 방법 (Improved Center Array-Sequensing Phase Unwrapping(ICASPU) method for reconstruction of MR phase image)

  • 한용희;김강수;정원범;김윤석;이상훈;정숙희;남상희;문치웅
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.23-26
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    • 2009
  • 본 연구는 향상된 중심배열 정렬 위상 펼침 방법(ICASPL)을 제안하고 자기공명 위상 영상을 재구성하여 성능을 평가하였다. 제안된 방법을 수행하기 위해 2% 한천젤에 0.6mM/l를 첨가한 팬텀을 제작하여 임상용젠작하5T 자기공명영상와젠상용화된 무릎코일을 이용하여 MR위상영상을 얻었다. 획득된 k 공간 자료는 PC로 옮긴 뒤 매트랩 프로그램을 이용하여 영상을 재구성하였다. 제안된 ICASPU의 오차를 2차 회귀분석읕 이용하여 기존의 중심배열 정렬 위상 펼침과 비교 평가하였다. 그 결과 기존의 ICASPU방법에 비해 제안된 ICASPU방법이 5배 정도 오차가 향상된 것을 확인할 수 있었다. 본 연구는 향상된 중심배열 정렬 위상 펼침 방법을 이용한 위상영상 펼침의 유용성을 확인하였으며, 향후 위상 정보를 포함한 영상 적용에 매우 유용할 것이라 기대된다.

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레이저응용계측에 의한 변위 정량화에 관한 연구 (A Study on the Determination of Displacement by Applied Laser Measurement)

  • 김경석;홍진후;강기수;최지은
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.93-96
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    • 2000
  • This study discusses a non-contact optical technique, phase shifting electronic speckle pattern interferometry, that is well suited for a deformation measurement. However, the phase shifting method has difficulties for determinating a deformation quantitatively beacuse of the characteristics of arctan function. In order to solve this problem, phase unwrapping methods has been studied during the last few years. In this study, using phase unwrapping based on line by line scanning phase shifted fringe patterns are studied to determinate a deformation quantitatively. Also least square fitting method is applied to reduce noise and improve image resolution.

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광학적 비접촉 측정에 의한 구조물 해석의 화상처리 계측 시스템 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Image Processing Measurement System for Structural Analysis by Optical Non-contact Measurement)

  • 장순석;김경석;홍진후;최지은;강기수;김달우
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권7호
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    • pp.149-154
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    • 2001
  • This study discusses a non-contact optical technique, electronic speckle pattern interferometry(ESPI), that is well suited for a deformation measurement of structure. Phase shifting method and unwrapping method have used to make deformation quantitative widely. In this paper, a previous numerical formula for phase shifting method is reconstructed in addition to least square fitting method to improve sensitivity and phase unwrapping based on vertical-horizontal scanning method is applied to analyze in-plane and out-of-plane deformation quantitatively.

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Fringe-Order Determination Method in White-Light Phase-Shifting Interferometry for the Compensation of the Phase Delay and the Suppression of Excessive Phase Unwrapping

  • Kim, SeongRyong;Kim, JungHwan;Pahk, HeuiJae
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제17권5호
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    • pp.415-422
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    • 2013
  • White-light phase-shifting interferometry (WLPSI) is widely recognized as a standard method to measure shapes with high resolution over a long distance. In practical applications, WLPSI, however, is associated with some degree of ambiguity of its phase, which occurs due to a phase delay, which is the offset between the phase of the fringes and the fringe envelope peak position. In this paper, a new algorithm is proposed for the determination of a fringe order suitable for samples in which the phase delay mainly occurs due to noise, diffraction and a steep angle. The concepts of the decouple factor and the connectivity are introduced and a method for calculating the decouple factor and the connectivity is developed. With the phase-unwrapping procedure which considers these values, it is demonstrated that our algorithm determines the correct fringe order. To verify the performance of the algorithm, a simulation was performed with the virtual step height under noise. Some specimens such as step height standard and a column spacer with a steep angle are also measured with a Mirau interference microscope, after which the algorithm is shown to be effective and robust.

Unambiguous 3D Surface Measurement Method for a Micro-Fresnel Lens-Shaped Lenticular Lens Based on a Transmissive Interferometer

  • Yoon, Do-Young;Kim, Tai-Wook;Kim, Minsu;Pahk, Heui-Jae
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제18권1호
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    • pp.37-44
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    • 2014
  • The use of a laser interferometer as a metrological tool in micro-optics measurement is demonstrated. A transmissive interferometer is effective in measuring an optical specimen having a high angle slope. A configuration that consists of an optical resolution of 0.62 micron is adapted to measure a specimen, which is a micro-Fresnel lens-shaped lenticular lens. The measurement result shows a good repeatability at each fraction of facets, however, a reconstruction of the lens shape profile is disturbed by a known problem of $2{\pi}$-ambiguity. To solve this $2{\pi}$-ambiguity problem, we propose a two-step phase unwrapping method. In the first step, an unwrapped phase map is obtained by using a conventional unwrapping method. Then, a proposed unwrapping method based on the shape modeling is applied to correct the wrongly unwrapped phase. A measured height of each facet is compared with a profile result measured by AFM.

SAR Interferometry Phase Unwrapping 비교 분석: Branch cut, Minimum discontinuity 및 Minimum $L^p$-norm 방법을 중심으로

  • 김상완;이효재;원중선
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2000년도 춘계 학술대회 논문집 통권 3호 Proceedings of the 2000 KSRS Spring Meeting
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    • pp.96-101
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    • 2000
  • SAR(Synthetic Aperture Radar) interferometry 기술은 co-registration, 정밀궤도 계산, phase unwrapping, 지형보정과 같은 기술로 구성되어있다. 구속화된 위상값을 절대 위상값으로 변환하는 과정인 phase unwrapping 기술은 정밀지형고도를 얻는데 있어서 핵심기술이다. 본 연구에서는 JERS-1 SAR 영상으로부터 interferogram을 구하고, 이로부터 추출된 위상정보를 이용하여 branch cut(Goldstein et. al, 1988), minimum discontinuity(Flynn, 1997) 그리고 minimum $L^p$-norm(Ghiglia and Romero, 1996)방법 적용결과에 대한 비교 분석을 실시하였다. Goldstein 알고리즘은 수행속동가 매우 빠르지만 residue를 연결한 branch cut에 의해 분활된 영역 내에서, 서로 다른 적분 경로로 인해 위상이 단절되었다. 영상내의 모든 화소에서 절대 위상을 구한 minimum discontinuity와 minimum $L^p$-norm 알고리즘 수행 결과는 상관관계가 0.995로 매우 유사하였는데, 가중된 불연속선의 합을 최소화하는 minimum discontinuity 알고리즘이 minimum $L^p$-norm에 비해 영상 일부 지역에서 발생하는 위상 오차를 전파시키지 않는다는 장점이 있다. Minimum $L^p$-norm 방법은 다른 두 방법과 달리 위상정보 내에 많은 잡음이 있더라도 적절한 해를 구할 수 있다는 장점이 있다. 각 방법은 대상 자료의 특성에 따라 효율성이 있으나 Flynn의 알고리즘이 지역적 특성과 무관하게 가장 효과적임을 알 수 있었다.

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