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적응적 필터링에 의한 투사영상 복원에 관한 연구 (A Study on Projection Image Restoration by Adaptive Filtering)

  • 김정희;김광익
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.119-128
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    • 1998
  • SPECT 장치는 감마 카메라로 촬영된 일련의 투사영상을 재조합, 재구성하여 횡단면 단층상을 생성하는데, 이때 투사 영상을 획득하는 과정에서 여러 물리적 요소들이 개입되어 투사 영상의 왜곡을 가져온다. 이들 변질 요인들 가운데서도 광자수 제한에 따른 노이즈 변질이 가장 심각한 요인이기 때문에, 투사 영상에 대한 필터링은 노이즈 평활화(smoothing)가 가장 기본적인 방법이다. 그러나 단순한 저역통과 필터링(low-pass filtering)이 투사영상의 윤곽선이나 기타영상구조들을 번지게 함으로써 재구성 영상의 질을 떨어 뜨린다는 사실은 이미 알려져 있다. 주요 영상 구조들을 효과적으로 유지하면서도 노이즈를 억제시키기 위한 한 접근으로 적응적 필터링 기법이 많은 연구자들의 관심을 모으고 있다. 본 논문에서는, 재구성 영상에서의 '최소 검출가능 이상조직의 검출 신뢰도 향상'이라는 관점에서 최적 필터를 설계하였던 이전 연구와 관련하여, 주어진 물리적 조건하에서의 SPECT 이상조직 검출능에 근거된 투사 영상 복원을 위한 적응적 필터링 기법을 제안한다. 결과적으로, 제안된 필터링 알고리즘은 SPECT 영상 재구성시 우수한 이상조직 검출능을 보였으며, 특히 다양한 대조도의 이상조직들을 포함하고 있는 모형 실험에서 보여준 본 필터링 알고리즘의 이상조직 검출능 결과는 실제 SPECT데이터 적응시 좋은 결과를 기대할 수 있게 하였다.

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디지털 보청기 벤트 반향제거를 위한 부밴드 성긴 적응필터 (Subband Sparse Adaptive Filter for Echo Cancellation in Digital Hearing Aid Vent)

  • 배현덕
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.538-542
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    • 2018
  • 디지털보청기 벤트에서 발생되는 반향은 사용자의 불편을 초래한다. 벤트에서 귀환되는 반향을 제거하기 위해서는 귀환경로인 벤트의 임펄스응답의 정확한 추정이 요구된다. 벤트의 임펄스응답은 시간에 따라 변하는 특성과 함께 성긴 특성을 가진다. 이러한 특성의 벤트 임펄스응답 추정에 유용한 적응 알고리즘으로는 IPNLMS가 유용한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 벤트의 성긴 임펄스응답을 추정하여 벤트에 의한 반향의 제거를 위해 IPNLMS를 부밴드 보청기 구조에 적용하는 부밴드 성긴 적응필터를 제안한다. 제안 기법에서 신호의 부밴드 분해는 각 대역 신호의 사전백색화가 가능하므로 적응필터의 수렴속도의 개선이 가능하다. 그리고 적응필터의 다위상 분해는 각 다위상 성분 필터에서 성긴도를 증가시키며, 추가 계산 없이 반향제거 성능개선이 가능하다. 제안 적응필터의 계수갱신 식 유도를 위해 가중 NLMS에 근거한 비용함수를 정의하고 이를 이용 각부밴드에서 적응필터의 계수 갱신 식을 유도한다. 제안한 적응필터의 성능검증을 위해 백색신호를 입력으로 하여 수렴속도와 정상상태오차를, 실제 음성신호를 입력으로 하여 반향제거 결과를 기존 알고리즘과 비교 평가한다.

고무타이어 문자열 입력영상 개선을 위한 전처리와 광학조건에 관한 연구 (A Study on Optical Condition and preprocessing for Input Image Improvement of Dented and Raised Characters of Rubber Tires)

  • 류한성;최중경;권정혁;구본민;박무열
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.124-132
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    • 2002
  • 영상처리라는 것은 문자를 인식하거나 물체를 인식하는 등 어떠한 물체의 특징을 추출하여 그에 대한 정보를 가지고 자동제어 시스템이나 인식시스템에 도입하는 것이다. 그러나 이러한 시스템들에 도입시키기 위해서는 찾고자 하는 물체의 특징을 잘 검출할 수 있어야 하며 검출된 특징의 패턴도 잘 잘 구별해야 한다. 그러나 본 논문에서 다루고 있는 고무 타이어의 특성은 배경과 문자열이 존재하는 특징면이 잘 구분되지 않는다는 것이다. 이것은 곧 특징 추출이 어렵다는 것을 간접적으로 나타내고 있는 것이다. 그러므로 수많은 논문에서 손실된 특징 정보를 복원하기 위한 기술과 끊어진 문자 정보를 유추하여 맞춰 내는 등의 기술을 많이 연구해 왔다. 그러나 우리는 무엇보다 처음에 입력받는 영상이 좋아야만 나머지 필터링이나 영상 처리기법이 쉽다고 생각하여 입력 영상을 개선시킬 수 있는 광학적인 환경에 관심을 두기로 하였다. 본 논문은 이리한 영상처리기법 중에서 입력 영상을 보다 선명하게 받아들이기 위한 조건을 찾고 광학적인 이론을 찾고자 하는 논문이다. 본 논문은 타이어를 생산하는 라인에서 타이어에 각인되어 있는 문자를 인식하고 상위 컴퓨터인 호스트 컴퓨터에 자료를 전송함으로써 물류를 관리하고, 다음 공정인 전수 검사공정에서 각 타이어에 맞는 휠을 끼우기 위한 작업을 위한 것이다. 이러한 시스템을 위해서는 나은 양질의 입력영상을 획득해야만 인식과정에서 오인식을 줄일 수 있고 자동화 공정에 응용할 수 있다. 양질의 입력영상을 획득하기 위해서는 빛의 입사각도와 피사체가 이루는 각도가 어떠한 각의 형태를 가지는가 하는 것이 중요하며 또한 이것을 받아들이는 카메라의 각도가 피사체와 어떠한 각을 이루는가? 하는 것도 중요한 문제이다. 본 논문에서는 이에 대한 최적조건을 실험적인 방법으로 찾고, 이에 대한 결과를 광학적으로 증명해 보고자 한다.

유동해석을 통한 유체제어벨브 시스템의 내부 유동 특성 분석 (Numerical Analysis of Flow Characteristies inside innes part of Fluid Control Valve System)

  • 손창우;서태일;김광희;이선용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.160-166
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    • 2018
  • 세계적으로 반도체장비 시장은 오래전부터 성장하고 있다. 유체제어시스템은 반도체 제조 장비에 사용되어지는 배관을 집적화시켜 유체의 공급을 제어할 수 있도록 모듈화, 소형화한 시스템이다. 반도체의 제조공정은 여러 종류의 맹독성 가스를 필수적으로 다루어야 한다. 특히 실제 작업 공정에서는 이러한 맹독성 가스의 정밀한 제어가 필요하다. 이러한 맹독성가스를 제어하는 시스템은 피팅, 밸트, 튜브, 필터, 레귤레이터 등 다양한 부품들로 구성되어 있다. 이 부품들은 누출 없이 고압 가스를 계속 제어해야 하기 때문에 정밀하게 제조되어야 하고 내부식성이 있어야 한다. 이를 위해 금속 블록 및 금속 가스킷의 표면 가공 및 경화 기술을 연구해야 한다. 본 논문에서는 이러한 유체제어시스템에서 가장 기본이 되는 V-Block의 직경, 유량, 각도를 다르게 설계하여 내부에서 어떠한 유동흐름을 보이는지 파악하고자 하며, 유체제어시스템에서 가장 기본이 되는 유체제어벨브 시스템의 내부 유동해석을 통하여 안정적인 유량을 공급할 수 있는 설계의 최적화에 대해 연구하고 분석하였다.

UHD 영상을 위한 고성능 HEVC 디블록킹 필터 설계 (Hardware Design of High Performance HEVC Deblocking Filter for UHD Videos)

  • 박재하;류광기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.178-184
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    • 2015
  • 본 논문에서는 UHD(Ultra High Definition) 영상을 위한 고성능 HEVC(High Efficiency Video Coding) 디블록킹 필터 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 하드웨어 구조는 필터링 수행시간 단축을 위해 두 개의 필터로 구성된 4단 파이프라인 구조를 가지며 경계강도 모듈을 병렬 구조로 설계하였다. 또한 저전력 하드웨어 구조를 위해 파이프라인의 단계를 클록 게이팅으로 설계하였고, 파이프라인 과정에서 단일 포트 SRAM에 접근할 때 발생하는 해저드 문제를 해결하기 위해 분할된 메모리 구조로 설계하였다. 전처리 단계에서 단일 포트 SRAM에 데이터를 저장할 때 발생하는 지연시간을 감소하기 위해 새로운 필터링 순서를 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 디블록킹 필터 하드웨어 구조는 Verilog HDL로 설계 하였으며, TSMC 0.18um CMOS 표준 셀 라이브러리를 이용하여 합성한 결과 22k 개의 로직 게이트로 구현되었다. 또한, 동작 주파수는 150MHz에서 UHD급 8K 해상도인 $7680{\times}4320@60fps$ 처리가 가능하고 최대 동작 주파수는 285MHz이다. 제안하는 하드웨어 구조의 기본 처리단위 당 사이클 수를 비교 분석한 결과, 처리율이 기존 구조 대비 32% 향상된 결과를 얻었다.

반사형 콜레스테릭 칼라필터의 시야각에 따른 광특성 향상에 관한 연구 (Improvement of Optical Characteristics in Viewing Directions in a Reflective Cholesteric Liquid Crystal Color Filter)

  • 김태현;임영진;황성진;이명훈;장원근;이승희
    • 폴리머
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    • 제31권2호
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    • pp.148-152
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    • 2007
  • 콜레스테릭 액정모노머를 이용하여 액정표시장치용 선택반사 칼라필터 원형을 개발하였다. 콜레스테릭 액정은 특정한 기판처리 조건에서 나선(helical twist) 구조를 갖는 액정으로서 피치와 비슷한 크기의 입사 파장을 반사시키는 독특한 선택반사의 광특성을 갖는다. 실험결과 R, G, B의 파장영역을 반사시키는 반구형으로 패턴된 콜레스테릭 반사 필름을 개발하여 그 반사파장의 피크 값을 살펴본 바, 시야각 방향 변화에 따라 적색, 녹색필름은 단파장쪽으로 반사파장 피크가 이동하였으며 청색의 경우 별다른 변화가 없었다. 포토리소그래피를 이용하여 포토레지스트(Photo-resist)를 thermal reflow방식으로 마이크로미터 크기의 반구형의 주기적인 패턴을 얻을 수 있었으며 그 위에 형성된 적색, 녹색, 청색의 필름은 패턴이 없는 경우에 비하여 시야각에 따른 반사파장의 변화가 적음을 육안을 통하여, 그리고 Lab좌표를 통해서 각각 정량적으로 확인할 수 있었다.

어류의 주광성에 관한 연구 6. 백색광에 대한 능성어의 반응 (Phototaxis of Fish 6. Responce of Sea-bass to the White Lights)

  • 양용림
    • 수산해양기술연구
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    • 제23권3호
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    • pp.27-27
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    • 1987
  • 빛에 대한 어류의 행동을 조사하기 위하여, 능성어 Epinephelus septemfasciatus에 빛의 세기가 서로 다른 8가지 백색인공광원으로 광자극을 주어, 그에 대한 반응을 주간과 야간으로 구분 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 광자극에 대한 수조내의 구간별 분포는 광원에 따른 분포곡선의 형태가 서로 상이하였으며 주야간의 차이도 대단히 심했다. 2. 능성어는 광원에서 멀리 떨어진 곳에 많이 모이는 경향을 보였으나, 야간에 빛의 세기가 약한 광원 (A, B, C광원)하에서는 광원쪽에 많이 모였다. 3. 집어율이 최대가 되는 수중조도(적정조도)는 주간에 24.13 lux (15.25~35.93 lux), 야간에 0.14 lux (0.25~0.63 lux)로서 주간에 더 높았으며, 최대집어율은 주간에 20.23%, 야간에 47.30%로서 야간에 더 높았다. 4. 조명시간이 경과함에 따라 집어율은 증가한 후 감소하는 경향과 감소한 후 증가하는 경향을 보였으나, 계속 불안정하게 변동하였으며, 주야간의 차이는 뚜렷했는데 빛의 세기가 약한 광원 (A~D 광원)하에서는 야간의 집어율이, 빛의 세기가 강한 광원 (E~H 광원)하에서는 주간의 집어율이 각각 더 높았다.

어류의 주광성에 관한 연구 6. 백색광에 대한 능성어의 반응 (Phototaxis of Fish 6. Responce of Sea-bass to the White Lights)

  • 양용림
    • 수산해양기술연구
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    • 제23권3호
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    • pp.137-143
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    • 1987
  • 빛에 대한 어류의 행동을 조사하기 위하여, 능성어 Epinephelus septemfasciatus에 빛의 세기가 서로 다른 8가지 백색인공광원으로 광자극을 주어, 그에 대한 반응을 주간과 야간으로 구분 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 광자극에 대한 수조내의 구간별 분포는 광원에 따른 분포곡선의 형태가 서로 상이하였으며 주야간의 차이도 대단히 심했다. 2. 능성어는 광원에서 멀리 떨어진 곳에 많이 모이는 경향을 보였으나, 야간에 빛의 세기가 약한 광원 (A, B, C광원)하에서는 광원쪽에 많이 모였다. 3. 집어율이 최대가 되는 수중조도(적정조도)는 주간에 24.13 lux (15.25~35.93 lux), 야간에 0.14 lux (0.25~0.63 lux)로서 주간에 더 높았으며, 최대집어율은 주간에 20.23%, 야간에 47.30%로서 야간에 더 높았다. 4. 조명시간이 경과함에 따라 집어율은 증가한 후 감소하는 경향과 감소한 후 증가하는 경향을 보였으나, 계속 불안정하게 변동하였으며, 주야간의 차이는 뚜렷했는데 빛의 세기가 약한 광원 (A~D 광원)하에서는 야간의 집어율이, 빛의 세기가 강한 광원 (E~H 광원)하에서는 주간의 집어율이 각각 더 높았다.

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UWB BPF의 설계 및 구현 (Design and Implementation of UWB BPFs)

  • 강상기;이재명;홍성용
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.815-820
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    • 2008
  • 최근 통신용 UWB에 대한 주파수할당과 기술기준이 완료됨에 따라서 UWB 시스템에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 우리나라의 경우 low band로 $3.1{\sim}4.8GHz$와 high band로 $7.2{\sim}10.2GHz$를 통신용 UWB 시스템에 할당하고 있으며, 현재의 RF 부품 기술과 제품 구현의 용이성을 고려하면 low band를 많이 이용할 것이다. 본 논문에서는 제품 구현의 용이성을 고려해서 low band를 이용하는 통신용 UWB 시스템을 위한 interdigital BPF를 설계 및 제작하였다. BPF는 low band 대역 필터와 low band 채널필터를 설계 및 제작하였다. 성능 측정 결과 low band 대역 필터는 3.1GHz와 4.8GHz에 서 각각 21.85dB와 17.91dB의 감쇠 특성을 가지며, -10dB 대역폭은 1.53GHz, 삽입 손실은 2dB이었다. Low band 대역은 500MHz 대역폭으로 3개의 채널이 할당 가능하며, 구현한 low band의 1번 채널필터는 3.1GHz에서 24.85dB의 감쇠 특성, -10dB 대역폭은 0.61GHz, 삽입 손실은 1.87dB로 측정되었다. Low band의 3번 채널필터는 4.8GHz에서 19.2dB의 감쇠특성을 가지며, 10dB 대역폭은 0.49GHz이고 2.49dB의 삽입 손실은 갖는다.

순위 차 확산 필터를 이용한 스페클 잡음 제거 (Speckle Noise Removal by Rank-ordered Differences Diffusion Filter)

  • 예철수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.21-30
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    • 2009
  • 본 논문의 목적은 원격 탐사 영상에서 잡음을 제거하기 위해 중심 화소와 통계적으로 유사한 이웃화소들을 선택하늘 방법을 제시하고 이 결과를 평균 곡률 확산과 결합하는 방법을 제시하는데 있다. 균일한 밝기값 영역에 속하는 화소들을 검출하기 위해 이웃 화소들을 순차적으로 선택할 때 그 선택하는 순서에 따라 선택된 영역의 통계적 특성이 달라지므로 이웃 화소의 선택 순서는 매우 중요하다. 본 논문에서는 통계적으로 유사한 특성을 가지는 이웃 화소를 선택하기 위해서 중심 화소와 이웃 화소의 밝기값 차를 계산하고 이를 크기 순으로 정렬하여 얻어지는 순위 차 벡터(rank-ordered differences vector)를 이용하는 효과적인 방법을 제안한다. 순위 차 벡터의 항들을 영역 확장 방법을 이용하여 균일 순위 차 벡터(homogeneous rank-ordered differences vector)와 이상점 순위 차 벡터 (outlier rank-ordered differences vector)로 분할한다. 균일 순위 차 벡터의 항에 속하는 이웃 화소에 대해서만 중심 화소의 밝기값 갱신에 기여하도록 확산 계수를 선택적으로 할당하는 라인 프로세스를 평균 곡률 확산에 결합한다. 제안한 방법은 모든 이웃 화소를 이용하여 중심 화소의 밝기값을 갱신하는 기존의 잡음 제거 필터에 비해 잡음 제거 효과가 뛰어남을 항공 영상 및 TerraSAR-X 위성 영상을 이용한 실험을 통해 확인하였다.