• 대한전자공학회논문지SP
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• 제40권5호
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• pp.312-321
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• 2003

본 논문은 장애물을 인식하고 회피하면서 목적지까지 자율적으로 이동할 수 있는 로봇을 구현한 논문이다. 우리는 본 논문에서 영상처리보드의 구현이라는 하드웨어적인 부분과 자율 이동로봇을 위한 영상궤환 제어라는 소프트웨어의 두 가지 결과를 나타내었다. 첫 번째 부분에서, 영상처리를 수행하는 제어보드로부터 명령을 받는 로봇을 나타내었다. 우리는 오랫동안 CCD카메라를 탑재한 자율 이동로봇에 대하여 연구해왔다. 로봇의 구성은 DSP칩을 탑재한 영상보드와 스텝모터 그리고 CCD카메라로 구성된다. 시스템 구성은 이동로봇의 영상처리 보드에서 영상을 획득하고 영상처리 알고리즘을 수행하고 로봇의 이동경로를 계산한다. 이동로봇에 탑재된 CCD카메라에서 획득한 영상 정보는 매 샘플링 시간마다 캡쳐한다. 화면에서 장애물의 유무를 판별한 후 좌 혹은 우로 회전하여 장애물을 회피하고 이동한 거리를 Feedback하는 시스템을 구현하여 초기에 지정한 목표지점가지 로봇이 갈 수 있도록 간략한 경로를 계획하여 절대좌표를 추적해 나가는 알고리즘을 구현한다. 이러한 영상을 획득하고 알고리즘을 처리하는 영상처리 보드의 구성은 DSP (TMS320VC33), ADV611, SAA7111, ADV7176A, CPLD(EPM7256ATC144), SRAM 메모리로 구성되어 있다. 두 번째 부분에서는 장애물을 인식하고 회피하기 위하여 두 가지의 영상궤환 제어 알고리즘을 나타낸다. 첫 번째 알고리즘은 필터링, 경계검출 NOR변환, 경계치 설정 등의 영상 전처리 과정을 거친 영상을 분할하는 기법이다. 여기에서는 Labeling과 Segmentation을 통한 pixel의 밀도 계산이 도입된다. 두 번째 알고리즘은 위와 같이 전처리된 영상에 웨이브렛 변환을 이용하여 수직방향(y축 성분)으로 히스토그램 분포를 20 Pixel 간격으로 스캔한다. 파형 변화에 의하여 장애물이 있는 부분의 히스토그램 분포는 거의 변동이 없이 나타난다. 이러한 특성을 분석하여 장애물이 있는 곳을 찾아내고 이것을 회피하기 위한 알고리즘을 세웠다. 본 논문은 로봇에 장착된 한 개의 CCD 카메라를 이용하여 장애물을 회피하면서 초기에 설정해둔 목적지가지 도달하기 위한 알고리즘을 제안하였으며, 영상처리 보드를 설계 및 제작하였다. 영상처리 보드는 일반적인 보드보다 빠른 속도(30frame/sec)와 해상도를 지원하며 압축 알고리즘을 탑재하고 있어서 영상을 전송하는 데에 있어서도 탁월한 성능을 보인다.

• 핵의학기술
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• 제15권2호
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• pp.30-35
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• 2011

현재 분해능 향상을 위한 프로그램인 Wide beam reconstruction (WBR: UltraSPECT, Israel) 을 사용하고 있다. WBR에 속해있는 Xact-Bone은 Planar영상과 Single photon emission computed tomography (SPECT) 영상의 분해능과 대조도를 향상시켜 상당한 영상의 질 향상에 도움을 준다고 보고 되어있다. 본 연구는 Xact-Bone의 임상적용에 대한 유용성을 알아보고자 한다. Xact-Bone에서의 유용성 평가는 분해능 평가와 Contrast Ratio를 비교분석하였다. Planar영상에서의 분해능 평가는 capillary tube를 이용하여 Full width at half maximum (FWHM)을 구하였고, Contrast Ratio분석은 2010년 1월부터 2010년 10월까지 bone scan 검사를 위해 본원에 내원한 50명의 환자 Xact-Bone의 사용 전 후 영상에서 Bone and Soft tissue (B/S) ratio 값을 비교 평가하였다. SPECT영상에서의 분해능 평가는 Triple Line Source Phantom을 이용하여 FWHM을 구하였고, Contrast Ratio 비교 분석은 NEMA IEC Body Phantom과 Standard Jaszczak Phantom을 이용하여 획득한 영상을 각각 Filtered backprojection (FBP), Orderd subset expectation maximization (OSEM), Xact-Bone으로 재구성하여 비교하였다. Planar영상에서의 유용성 평가는 capillary tube를 이용한 실험결과, FWHM은 기존의 Planar영상보다 WBR의 Xact-Bone 프로그램을 이용한 재구성 영상에서 약 20% 향상되었으며, B/S ratio값도 약 15% 향상되었다. SPECT영상의 유용성 평가는 Triple line Source Phantom을 이용한 실험결과, FWHM은 Xact-Bone이 FBP, OSEM 기법보다 각각 20%, 10% 향상되었다. 또한 NEMA IEC body Phantom을 이용한 Contrast Ratio 비교분석결과 각각 20%, 10% 향상되었고, Standard Jaszczak Phantom을 이용한 Contrast Ratio 비교분석 결과는 각각 90%, 50% 향상되었다. WBR의 Xact-bone 프로그램을 이용한 Planar 영상에서는 사용하지 않은 경우와 비교하였을 경우 상당한 영상의 분해능과 Contrast Ratio가 향상됨을 알 수 있었고, SPECT영상에서 기존의 FBP, OSEM 영상재구성 방법보다 분해능, Contrast Ratio가 향상됨을 알 수 있었다. 이에 WBR의 Xact-Bone을 이용함으로써 영상의 질적 향상이 기대되는 바이다. 하지만, 새로운 소프트웨어 도입시 병원의 특성에 맞는 protocol 과 임상적용이 필요하다고 사료된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권3호
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• pp.226-233
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• 2007

목적: 광학과 핵의학 및 자기공명 분자영상 기술은 생체내에서 리포터 유전자의 발현을 비침습적으로 평가할 수 있다. 한가지 이상의 유전자 발현을 영상화 할 수 있는 복합분자영상은 유전자의 발현과 유전자 치료 후 효능의 평가를 다양한 방법으로 반복하여 평가할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 핵의학 영상이 가능한 NIS와 광학 영상이 가능한 EGFP 두가지 유전자를 동시에 발현하는 HepG2-Retro-PNRGW (PGKp-NIS-RSVp-EGFP-WPRE) plasmid를 이용한 간암 세포주(HepG2-NE)를 구축하고, NIS와 EGFP 리포터 유전자의 기능 발현을 체내에서 광학영상과 핵의학 영상으로 확인하고자 하였다. 재료 및 방법: pcDNA-NIS로 부터 NIS 유전자를 분리하여 pRetro-PN vector를 만든 후, pLNRGW (LTR-NeoR-RSV-EGFP-WPRE)로부터 RSV-EGFP-WPRE 조각을 분리하여 최종적으로 NIS와 EGFP 유전자가 동시에 발현할 수 있는 pRetro-PNRGW vector를 구축하였다. 구축된 vector를 이용하여 Retro-PNRGW retrovirus를 생산하였으며, 이를 HepG2 세포에 감염시켜 HepG2-NE 세포주를 만들었다. 이 세포주의 NIS 유전자의 발현은 역전사효소 중합효소 연쇄반응으로 mRNA 발현을 확인하였고, EGFP 유전자의 발현은 형광현미경을 통하여 EGFP 단백질이 발현하는 녹색형광을 관찰함으로써 확인하였다. 이중 리포터 유전자 중 NIS 유전자의 기능은 세포에서 방사능 옥소의 섭취량과 유출량의 측정을 통해서 확인하였다. 이렇게 만들어진 세포를 누드마우스에 이식하여 형광 영상, I-123을 이용한 감마카메라 영상과 I-124를 이용한 소동물용 PET 영상을 획득하였다. 결과: NIS와 EGFP의 이중 리포터 유전자를 가지고 있는 HepG2 세포주가 성공적으로 만들어졌다. 세포의 약 50% 정도가 형광 현미경 아래에서 관찰되었다. NIS 유전자의 발현은 역전사효소 중합효소 연쇄반응 실험을 통해서 확인하였고, NIS가 발현된 세포의 방사능옥소 섭취량은 대조군에 비하여 약 9배 정도 높게 나타났다. 방사능옥소 유출량 실험에서는 약 9분에 반 정도의 옥소가 유출되는 것이 확인되었다. 구축된 세포주를 이식한 후 획득한 형광 영상, 감마카메라과 소동물용 PET 영상에서는 반대쪽의 대조군 세포를 이식한 것에 비하여 뚜렷한 형광신호가 보였고, 더 높은 방사능옥소 섭취가 확인되었다. 결론: NIS와 EGFP의 이중 리포터 유전자를 가지는 간암 세포주가 성공적으로 구축되었고, 소동물에서 두 유전자를 각각 치료용 리포터 유전자와 영상 리포터 유전자로의 사용이 가능할 것이라고 생각된다.

• 핵의학기술
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• 제14권1호
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• pp.83-89
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• 2010

UltraSPECT사의 Wide Beam Reconstruction (WBR)은 노이즈(Noise)와 조준기의 광속 확산 함수 효과(Beam spread function effect)를 제거하고 환자와의 거리를 자동적으로 보상하여 높은 해상도와 대조도를 제공할 수 있어 영상 획득 시간을 짧게 할 수 있고 상당한 영상 질 향상에 도움을 준다고 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 핵의학 분야에서 가장 흔히 이용되는 전신 뼈 스캔에 대해 WBR의 임상적 적용에 대한 유용성을 알아보고자 한다. XpressBone (WBR)의 성능 실험을 위하여 NEMA에서 제공하는 방법에 의하여 선원(Line source)과 SPECT Phantom을 이용하여 공간 분해능을 측정 분석하였다. 실험방법은 선원의 총 계수치를 200 kcps에서 300 kcps로 변화시켜 측정하였으며, SPECT Phantom은 매트릭스 크기를 변화시켜 측정하여 공간분해능에 대한 분석을 하였다. 또한 2009년 1월부터 2009년 9월까지 본원을 내원하여 뼈 스캔을 시행 받은 환자 40명을 두 군으로 나누어 임상 연구를 시행하였다. 1군은 $^{99m}Tc$-HDP 740 MBq (20mCi)를 투여하고 검사속도(20, 30 cm/min)를 변화시켰고, 2군은 동일한 검사속도에서 $^{99m}Tc$-HDP의 투여량을 변화시켜 영상을 획득하여 Standard data와 WBR기법으로 재구성한 영상을 비교 평가하였다. 분석방법은 대퇴골체부에서 뼈와 연부조직간 섭취비(Femur to tissue ratio: FTR)를 측정한 정량적인 분석과 핵의학과 전문의와 5년 이상의 실무경험을 가진 방사선사가 육안적인 분석을 하여 비교 평가하였다. 성능 실험에서 선원을 사용하여 실험한 결과 Planar WBR data는 Standard data에 비하여 분해능이 약 10% 향상되었으며, WBR 반치폭(Full-Width at Half-Maximum)은 16% 향상되었다(Standard data 8.45, WBR data 7.09). SPECT Phantom에서는 약 50%의 분해능이 향상되었으며, WBR 반치폭은 50% 향상되었다(Standard data 3.52, WBR data 1.65). 임상 연구에서는 $^{99m}Tc$-HDP 투여량을 고정시키고 검사속도를 20cm/min과 30 cm/min로 변화시킨 1군에서 Standard data와 WBR data의 전신 뼈 스캔 전면 영상에서 뼈 대비 연부조직간 섭취비는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다 (p=0.07). 검사속도를 고정하고 $^{99m}Tc$-HDP 투여량을 변화시킨 2군에서는 Standard data와 WBR data간의 전신 뼈 스캔전면 영상에서는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다 (p=0.458). 영상의 육안적 분석에서도 두 군 간 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05). NEMA test 결과 WBR 기법의 영상에서 분해능이 향상되는 결과를 나타내었고, 임상 실험에서는 기존 재구성 방법에서의 동일한 해상도를 가지면서도 검사시간을 단축시킬 수 있었으며 방사성의약품의 투여량도 줄일 수 있었다. 이미 알려진 바와 같이 WBR은 노이즈를 감소시켜 신호 대 잡음비를 증강시키는 새로운 영상 재구성 방법임을 확인 할 수 있으며 동일한 검사속도에서 투여량을 감소시킬 수 있어 수신자의 피폭선량 경감과 검사시간을 단축할 수 있었으며 임상 현장에서 유용하게 이용되리라 사료된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권1호
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• pp.35-45
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• 2018

항공기 탑재용 초분광 카메라시스템에 의해 얻어진 영상데이터는 수십 내지 수백의 연속된 초분광 해상도로부터 동시에 각 화소별 완전한 분광 및 공간정보를 포함하고 있으므로 복잡한 연안지역에 대한 해안선 매핑, 특정재료로 이루어진 시설물 탐지, 연안지역의 토지이용 상세분석 및 변화 모니터링 등에 그 활용잠재성이 대단히 크다. 육역과 해역을 포함하는 연안지역을 대상으로 항공기 탑재 초분광센서인 CASI-1500으로부터 취득된 초분광 항공영상을 이용하여 분광각매퍼(SAM;Spectral Angle Mapper) 감독분류방법으로 토지피복분류를 행하였다. 첫번째, 대기보정영상에 대하여 육역과 해역이 포함된 지역에 대한 통합분류, 두번째, 육 해역의 통합분류결과로부터 육역과 해역의 분리 후 재분류, 그리고 세번째로 육역만을 대상으로 한 분류를 각각 수행하여 결과 및 정확도를 비교하였다. 또한 초분광 항공영상 48개 밴드로부터 IKONOS, QuickBird, KOMPSAT, GeoEye 등 고해상도 위성영상과 동일한 파장대의 4개 밴드영상, 그리고 WorldView-2 위성영상과 동일한 파장대의 8개 밴드영상만을 선택하여 각각 토지피복분류를 수행하고 초분광 48개 밴드영상으로 분류한 결과와 비교하였다. 연구결과, 연안지역에 대한 육역과 해역 통합영상으로 분류하는 것에 비해 육역과 해역 통합영상으로 분류한 후 육역과 해역을 분리하여 재분류를 수행하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 육역의 분류 결과에서 분광해상도가 높은 영상의 결과일수록 아스팔트나 콘크리트 도로가 더 정확하게 분류되었다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제16B권4호
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• pp.309-318
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• 2009

한 개인이 일상 생활을 하면서 겪는 사건을 자동으로 기록하고 탐색하는 시스템은 비교적 최근에 활발히 연구되고 있는 분야이다. 개인 미멕스(personal memex) 또는 라이프로그(life log)라 불리는 이러한 시스템은 MyLifeBits 프로젝트의 센스캠(SenseCam)처럼 보통 이를 위한 전용 디지털 기기를 수반한다. 본 연구에서는 개인의 일상 생활을 담는 매체로서 이러한 현대인이 일상적으로 사용하는 휴대폰, 신용카드, 디지털 카메라 등의 매체를 주목하였다. 이러한 매체에 직접 기록되는 일상 생활 또는 이러한 매체를 통해 상용 서비스를 제공하는 업체의 사이트 (예를 들면 휴대폰 회사 통화 기록)에 기록되는 일상 생활을 전송받아 체계적으로 저장하고 추후 빠르게 참조할 수 있도록 하였다. MyMemex라 불리는 본 시스템의 데이터 수집 에이전트는 이러한 싸이트에서 제공하는 웹 서비스를 이용하여 개인의 라이프로그 '웹 데이터'를 수집하여 서버에 저장한다. 또한 디지털 기기에 저장되는 '파일 데이터'를 로드하여 서버에 저장한다. 본 연구에서는 이러한 웹 데이터 또는 파일 데이터를 4W1H로 기술되는 하나의 미멕스 사건으로 보아 각 서비스마다 다른 형태를 가지는 데이터를 4 W1H 미멕스 사건 데이터로 변환한다. 이러한 변환에는 미멕스 사건 온톨로지를 사용한다. 웹 기반으로 제공되는 본 시스템에서 사용자는 자신의 일상 기록을 시간 순으로 볼 수 있고 특정 키워드를 이용하여 검색할 수 있다. 또한 미멕스 사건들이 문장으로 변환되어 일기 또는 이야기 형식으로 전개될 수 있다. 관련된 일련의 미멕스 사건들은 '에피소드'로 자동으로 군집화되어 보여진다. 저자 중 한명의 실제 라이프로그 데이터를 사용하여 에피소드 군집화를 실험한 결과 높은 정확도를 보였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 1부
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• pp.426-432
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• 2008

회화는 2차원 평면 위에 색과 선을 사용하여 여러 가지 형상을 표현하는 조형예술이다. 본 논문에서는 이러한 회화의 평면적 특성에 입각하여 3차원 물체들로 구성된 장면을 화가가 캔버스 위에 붓을 놀려 채색한 것과 같은 회화 스타일로 렌더링하는 방법을 소개하고, 카메라의 시점과 시선이 변화하는 동적인 장면에서 여전히 평면적 특성을 유지하면서 붓질의 방향이 처음에 지정된 방향을 유지하도록 변화하는 방법을 제안한다. 회화의 정의에 띠라 캔버스와 같은 2차원 평면 위에 붓으로 칠한듯한 효과를 연출하기 위해서 본 논문에서는 화면 공간 위에서 크기가 동일한 빌보드를 사용하여 붓질-붓을 한번 놀려 색을 칠하는 것-을 한다. 화면 전체에 붓질을 하여 장면을 렌더링 하여도 장면을 바라보는 카메라가 움직이면 처음의 붓질 방향을 유지하기 위하여 붓질의 방향 역시 변하여야 한다. 만일 붓질이 변하지 않고 동일한 방향을 유지한다면 마치 일정한 붓질 모양의 패턴이 있는 유리 뒤로 물체들이 움직이는 것 같은 시각적 오류가 있는 결과를 얻게 된다. 이것을 막기 위하여 본 논문에서는 장면 안에서 시점이나 시선의 방향이 바뀌는 애니메이션이 일어날 때 그에 맞춰 물체 위의 붓질이 함께 회전하는 방법을 제안한다. 붓질이 회전할 각도는 첫 프레임의 장면과 현재 프레임의 장면의 샘플 포인트들에 대하여 위치 차이를 비교하는, least-square solution을 사용하는 Horn의 2차원 유사성 검사를 수행하여 얻는다. 본 논문에서는 실험을 통해, 처음에 회화 스타일로 렌더링된 장면에서 실시간으로 카메라를 움직이며 붓질의 방향이 변화하는 모습을 관찰하였고, 처음에 지정된 방향을 유지하도록 회전하는 것을 확인하였다.

• 한국한의학연구원논문집
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• 제18권3호
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• pp.103-110
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• 2012

Objectives : Fire needling has been applied as the treatment for various diseases and been getting much attention from Oriental medicine due to its excellent effectiveness as the results of clinical studies have reported. However, the research findings on the safety of treatment method, materials for the Fire needling needle materials and the possibility of burn injury during the procedure are still insufficient. Methods : A thermo imaging camera was used to confirm the temperature distribution on acupuncture needle and the treatment area during the fire needling therapy. Then the degree of thermal injury was observed by H&E stain and TUNEL assay. In addition, in order to assess the safety of acupuncture materials, we conducted MTT assay using a L6 cell line. Results : The average temperature of the skin surface was observed at $47{\sim}51^{\circ}C$ after classic fire needling and $30^{\circ}C$ after warming fire needling. Warming fire needling therapy does not induce a burn on the tissue and a third degree burn was observed locally in the muscle and skin layers after classic fire needling treatment. This confirms that hwa-acupuncture therapies do not cause major burns. According to the safety assessment test result, no cytotoxicity was detected in the warming fire needling materials. This confirms the safety of the acupuncture materials Conclusions : Various research results on the biological safety of fire needling. Since fire needling therapy induces a burn locally without leaving any scar, and as other results indicate, it is considered a safe treatment method.

• 정보처리학회논문지B
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• 제14B권7호
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• pp.493-502
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• 2007

본 논문에서는 물체의 3차원 모델을 복원하기 위하여 거리영상 카메라에서 획득한 다시점 3차원 거리영상을 온라인으로 정합(registration)하는 기술을 제안한다. 3차원 모델 복원을 위하여 거리영상 카메라를 복원하고자하는 물체 주위로 이동하여 연속된 다시점 거리영상과 사진영상을 획득하고 물체와 배경을 분리한다. 분리된 다시점 거리영상의 정합을 위하여 이미 등록된 거리영상의 변환정보 그리고 두 거리영상 사이의 기하정보를 이용하여 정합을 초기화한다. 위 과정을 통해 서로 인접한 거리영상에서 영상 특징점을 선택하고 특징점에 해당하는 거리영상의 3차원 점군을 이용하여 투영 기반(projection-based) 정합을 실시한다. 기하정합이 완료되면 사진영상 간의 대응점을 추적하여 정합을 정제(refinement)하는 과정을 거치는데 KLT (Kanade-Lucas-Tomasi) 추적기를 수정하여 대응점 탐색의 속도와 성공률을 증가시켰다. 영상 특징점과 추적된 대응점에 해당하는 3차원 점군을 이용하여 거리영상을 정제하였다. 정합과 정제의 결과를 통해 추정된 변환 행렬과 정합된 대응점들 사이의 거리를 계산하여 정합 결과를 검증하고 거리영상의 사용 여부를 결정한다. 만약 정합이 실패하더라도 경우에도 거리영상을 실시간으로 계속 획득하고 정합을 다시 시도한다. 위와 같은 과정을 반복하여 충분한 거리 영상을 획득하고 정합이 완료되면 오프라인에서 3차원 모델을 합성하였다. 실험 결과들을 통해 제안한 방법이 3차원 모델을 성공적으로 복원할 수 있음을 확인 할 수 있었고 오차 분석을 통해 모델 복원의 정확도를 검증하였다.

• 암석학회지
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• 제11권2호
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• pp.65-73
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• 2002

석영의 파동소광은 암석의 변형정도를 나타낼 수 있는 좋은 지표로서 사용할 수 있다. 암석의 변형도를 결정하기 위해 석영의 파동소광 강도(IWE: Intensity of Wavy Extinction)를 편광현미경, 디지털 카메라, NIH Image(또는 Scion Image)로 측정하였다. 파동소광이 나타나는 석영입자의 한 부분이 편광현미경 상에서 최대 소광이 될 때 IWE를 측정하며, 이때 나타나는 파동소광이 나타나는 아입자경계에 수직방향으로 측정을 시도했다. 본 연구에 사용된 NIH Image는 파동소광을 보여주는 각 부분의 광도를 256단계의 흑백 농담변화로 나타낼 수 있다. 이를 이용하여 측정 길이에 대한 농담변화로 IWE를 구하였다. 이렇게 획득한 IWE를 $5^{\circ}$ 단위로 묶어 돗수분포표로 처리하였으며. 자료의 분포특성상 히스토그램의 최빈값과 중간값 사이의 중간값을 그 암석의 대표 IWE로 정의하고, 이를 다시 5단계의 변형대(무변형, 저변형, 중변형, 고변형, 최고변형)와 변형 지수(Dl, D2, D3, D4, D5)로 묶었다. 이 측정방법을 이용하여 경남 언양지역의 언양화강암과 양산단층과의 상관관계를 분석한 결과, 양산단층에서 멀어질수록 변형도가 낮아지는 결과를 얻었다.