• Title/Summary/Keyword: aperture focusing

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의료용 초음파 B-모드 영상을 위한 신호처리 (Signal Processing in Medical Ultrasound B-mode Imaging)

  • 송태경
    • 비파괴검사학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.521-537
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    • 2000
  • 초음파 영상은 의료진단을 위한 영상기기 중 가장 널리 쓰이고 있는 방법으로 전자공학에 있어서 DSP 및 VLSI 분야의 기술발전에 힘입어 보다 효율적이고 복잡한 기법들의 적용이 가능하여져 90년대에 이르러 시스템의 성능이 매우 빠르게 발달되었다. 본 논문은 의료진단용 초음파 영상장치에서 사용되는 주요 디지털 신호처리 기법과 시스템 구현 기술에 대하여 기술하였다. 구체적으로는 일반적인 초음파 영상장치의 구조 및 신호처리 기법을 소개하고, 90년대에 개발된 디지털 초음파 영상장치의 기술적인 내용을 그 기술 동향과 전망과 함께 다루었다. 특히 초음파 영상의 화질을 결정하는 가장 중요한 요소인 해상도를 증대하기 위한 모든 초음파 집속 기법을 표현할 수 있는 통합 합성 구경 모형을 제시하고, 이론적인 해석을 통하여 초음파 영상을 위한 어레이 신호처리 기법들을 구분하고 각 방법들에 대한 특성을 조사하였나. 본 논문에서 소개된 신호처리 기법들은 초음파를 이용한 비파괴 검사 분야에 유용하게 적용될 수 있는 것 들이다.

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파수 영역에서 모노스태틱 변환을 이용한 바이스태틱 개구합성 레이다 영상화 기법 연구 (A Study on Bistatic SAR Imaging Using Bistatic-to-Monostatic Conversion in Wavenumber Domain)

  • 조병래;선선구;이정수;박규철;하종수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.207-213
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    • 2013
  • 본 논문에서는 바이스태틱-모노스태틱 변환을 이용하여 바이스태틱 개구합성 레이다 영상화를 위한 ${\omega}$-K(omega-K) 알고리즘에 대해 기술하였다. 고려된 바이스태틱 개구합성 레이다는 1개의 정지된 송신 안테나와 여러 개의 수신 안테나로 구성된 물리적 배열 구조로 구성되어 있다. 수신 안테나의 물리적 배열 구조의 길이는 SAR 시스템의 개구합성 길이와 동일하다. 모노스태틱 구조와 다르게 바이스태틱 구조에서 ${\omega}$-K(omega-K) 알고리즘은 2차원 파수 영역에서 정확한 수학적 해를 얻을 수 없다. 제안된 영상화 기법의 핵심은 바이스태틱 구조의 데이터를 모노스태틱 구조의 데이터로 변환하는 것이다. 시뮬레이션과 실제 측정된 데이터를 이용하여 제안된 영상화 기법이 효과적임을 보여준다.

Sentienl-1 SAR 토양수분 산정 연구: 농지와 초지지역을 중심으로 (Estimation of soil moisture based on sentinel-1 SAR data: focusing on cropland and grassland area)

  • 조성근;정재환;이슬찬;최민하
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권11호
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    • pp.973-983
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    • 2020
  • 최근 인공위성 자료를 기반으로 한 수자원 관측 분야에서는 공간해상도의 한계를 극복하기 위한 방안으로 SAR (Synthetic Aperture Radar) 센서에 대한 관심이 높아지고 있다. 토양수분을 관측하는 기존 위성 자료가 10 km 이상의 공간해상도를 지닌 반면, SAR 센서는 후방산란계수를 10 m 까지 관측할 수 있으므로 공간적인 분포를 보다 세밀하게 분석할 수 있다. 이러한 자료를 활용하기 위해서는 관측된 후방산란계수에 다양한 수문인자 및 환경적 요인이 미치는 영향을 다각적으로 분석하여 토양수분을 산출하는 과정이 필요하다. 본 연구는 토양수분 산정에 주로 적용되고 있는 WCM(Water Cloud Model)과 선형회귀 기법을 국내 5개 지점에 적용함으로써, SAR 영상을 기반으로 토양수분을 산정하고 이를 지점 관측 자료와 비교하여 평가하고자 하였다. WCM의 경우 토양수분의 즉각적인 변화를 관측하기에 용이하나 오차에 대한 보정이 필요한 것으로 판단되며, 선형회귀 방법은 순간적인 토양수분의 변동이 크게 나타나지 않았으나 안정적인 오차 범위를 나타내었다. 또한 토양수분이 후방산란계수에 미치는 영향은 토지피복, 식생의 분포, 식생 내 수분량의 정도에 따라 모델별로 크게 상이한 결과를 나타냄을 알 수 있으며, 기존의 모델을 동일하게 적용하기에는 한계점이 많음을 알 수 있다. 따라서 복잡한 지형적, 수문학적 특성을 가진 한반도에서 SAR 영상을 수자원 분야에 적용하기 위해서는, 추후 각 지점 별 특성에 따른 영향을 다각적으로 분석하는 과정이 필수적이며 한반도에 적합한 토양수분 모델을 구축하기 위한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

A SAR Signal Processing Algorithm using Wavenumber Domain

  • Won, Joong-Sun;Yoo, Hong-Ryong;Moon, Wooil-M.
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.1-15
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    • 1994
  • SAR는 1987년 미국의 인공위성 Seasat에 의해 사용된 이후 현재 그 활용의 중요성이 점차 증대하고 있는 원격탐사 방법 중 하나이다. SAR는 특수 신호처리를 통하여 실제 안테나의 길이보다 매우 큰 안테나를 사용하는 합성효과를 이용하여 고해상도를 얻는다. 따라서 안테나 자 체의 개발뿐만 아니라 신호처리 기술의 개발이 SAR기술의 중요한 부분을 차지한다. 따라서 실제 신호처리에 관계자 뿐만아니라 SAR영상자료를 해석하여 이용하고자하는 사용자들도 SAR 신호 처리에 대한 이해가 필요시된다. 비록 rangd-Droppler domain을 이용하는 전통적인 SAR신호처 리 방법이 많이 사용되고 있으나 range migration과 azimuch compression에서 여러 문제점을 갖 고 있다. 최근 개발되고 있는 wavenumber domain을 이용한 방법은 좀더 나은 SAR 영상복원을 성취할 수 있는 기반을 마련해 준다. Born(first) 근사법을 이용하여 얻은 새로운 wavenumber domain을 이용한 알고리즘과 비교해볼 때 전통적인 방법의 transfer function은 새로운 방법의 일 차항까지만으로 이뤄진 근사값이다. 새로운 알고리즘을 이용한 모의실험 및 항공기 c-band SAR 로 얻어진 실제 데이터에 적용결과 그 우수성이 판명되었다.

근전계 빔 집속 시험 기법을 활용한 평면위상배열레이다 시스템 복사 및 빔 조향 특성 검증 (Verification of Radiation and Beam-Steering Characteristics for Planar-Phased Array Radars Using Near-Field Beam Focusing)

  • 김영완;이재민;정채현;박종국;이유리;김종필;김선주
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제30권2호
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    • pp.160-168
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    • 2019
  • 본 논문에서는 근전계 빔 집속(near-field beam focusing: NFBF) 시험을 활용한 평면위상배열레이다 시스템의 성능 검증 방안을 제시하고 결과의 유효성을 확인하였다. 제시한 시험 기법은 안테나 개구면 크기 두 배 거리의 근전계 영역에서 레이다 시스템을 검증하는 방안으로 야외가 아닌 전자파 무반향실 내에서 원전계 성능 시험과 동일하게 레이다 시스템을 검증할 수 있었다. 이를 위해 근전계 에너지를 사용한 빔 집속 시험의 시험 구성도 및 검증 절차에 대하여 기술하였다. 또한 빔 조향된 근전계 빔 집속 시험에 대한 수학적인 검증을 통해 개별채널의 추가적인 위상 보상값을 수치화하였다. 이론적인 검증에 기반하여 실제 근전계 빔 집속 시험을 수행하였고 이상적인 결과와의 비교를 통해 시험 방법의 유효성을 확인하였다.

Variable-focus Liquid Lens Based on a Laterally-integrated Thermopneumatic Actuator

  • Lee, June Kyoo;Park, Kyung-Woo;Lim, Geunbae;Kim, Hak-Rin;Kong, Seong Ho
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제16권1호
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    • pp.22-28
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    • 2012
  • We report a focal-length tunable liquid lens based on thermopneumatically driven fluidic pressure. The fluidic pressure is generated by deformation of an elastomeric diaphragm induced by thermopneumaticity from a laterally integrated microheater sealed within an air chamber. The pressure is transmitted by a confined liquid to a lens diaphragm through an internal fluid channel. The liquid filling under the lens diaphragm functions as a liquid lens for dynamic focusing with properties depending on the curvature of the deformed diaphragm. The diaphragm area of the air chamber is designed five times larger than that of the lens cavity to yield high focal-length tunability by amplified deflection of the lens diaphragm. With our method, we achieved excellent focal-length tunability from infinity (without an input current) to 4 mm (with an input current of 12 mA) with a lens aperture diameter of 2 mm.

자동 초음파 검사를 위한 결함 영상 처리 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Flaw Image processing System for Automated Ultrasonic Testing System)

  • 김한종;박종훈;김철원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.225-232
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    • 2010
  • 용접부 내에 존재하는 결함의 형태, 위치, 크기 등의 정보를 정량적으로 파악하기 위하여 초음파 탐상 검사가 많이 활용되는데, 최근 들어 용접부의 결함 탐상을 위해, 검사과정을 기계적 스캐너로 자동화한 자동 초음파 탐상 시스템이 많은 산업 분야에서 활용되고 있고, 특히 배관 용접부의 건전성 평가를 위한 비파괴안전진단에서 그 활용 폭이 커지고 있다. 본 논문에서는 배관 용접부의 자동 초음파 검사를 위한 알고리즘 구현과 결함 영상을 보정하여 주는 결함영상 처리 시스템을 설계 및 구현하였다. 적용된 기법으로는 초음파 A-Scan 압축 알고리즘, Synthetic Aperture Focusing 알고리즘, 결함영상증폭 알고리즘과 이와 관련된 소프트웨어 설계 및 구현에 대하여 논한다.

Study on The Development of A New Whole Body Fame

  • Chung, Jin-Bum;Suh, Tae-Suk;Chung, Won-Kyun;Choe, Bo-Young;Lee, Hyoung-Koo
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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    • pp.136-137
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    • 2002
  • We have been researching upgrade version of a stereotactic whole body frame, used for evaluating daily setup accuracy of the patient positioning during fractionated extra-cranial stereotactic radiotherapy. Currently, we are focusing on the development of a new stereotactic whole body frame, and then will handle organ movement produced by breathing at the next stage. MeV-Green is chosen for the best immobilizer possible and the epoxy board is for the frame with the dimension of 110 em in length, 50 cm in width in order to maximize transmission rate of the beam from lateral or posterior direction and to fit CT and PET scanners with an aperture of 55 cm at least. The key point of an upgraded stereotactic whole body frame will be set on the collision-free rotation of the gantry with the frame, and the development of the checking structure for the daily patient repositioning regarding internal target.

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4K 초고속 카메라 촬영기술의 워크플로우에 관한 연구 (A Study on the Workflow of Cinematography with 4K High Speed Camera)

  • 김상일;박성철;김정호;권순철;이승현
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.425-432
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    • 2014
  • 4K 초고속 카메라 촬영은 해상도 및 셔터스피드 증가로 인해 빠른 피사체의 영상을 모션 블러 없이 Full HD 4배 해상도로 촬영이 가능하다. 그러나 해당 촬영은 데이터 량의 증가와 광량, 포커스 등 여러가지 제약사항이 뒤따른다. 증가된 셔터스피드로 인해 광량 부족 현상을 가져올 수 있어 조리개를 개방하여 촬영하는 경우가 많아 초점 조절에 제약이 따른다. 또한 증가된 해상도와 프레임레이트로 인해 저장 공간의 한계가 뒤따르기 때문에 촬영 기록에 제한이 따르고 있다. 따라서 본 연구는 4K 초고속 카메라(Phantom Flex 4K) 제작 사례를 통해 위와 같은 한계점들에 대해 분석하고, 이를 극복하기 위한 효율적인 워크플로우를 디자인 하였다.

간섭성 반스톡스 라만 산란 현미경 후방 신호지 방사패턴에 관한 이론계산 연구 (Theoretical Calculation on Radiation Patterns of Epi-signal in CARS Microscopy)

  • 유용심;조혁
    • 한국광학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.286-291
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    • 2007
  • 높은 수치구경의 대물렌즈를 사용하는 간섭성 반스톡스 라만 산란 현미경(coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy)에서 폴리스틸렌구에서 발생한 신호의 먼거리장 방사패턴에 대한 이론적 계산 연구를 수행하였다. 극초점 조건에서 입사 레이저 광의 전기장 분포를 계산하였고, CARS 신호 생성원인인 비선형 분극(헤르치안 쌍극자) 방사의 간섭성 합을 통하여 먼거리장 방사 패턴을 계산하였다. 폴리스틸렌구의 크기에 따른 후방 방사패턴을 계산하였고, 1100 nm 직경을 가진 폴리스틸렌구와 폴리스틸렌 구껍질의 방사패턴을 비교하였다. 또한, 극초점으로부터 폴리스틸렌구의 중심이 이동함에 따른 방사패턴의 변화를 보였다.