• 제목/요약/키워드: modulation transfer function

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Optimizing the reconstruction filter in cone-beam CT to improve periodontal ligament space visualization: An in vitro study

  • Houno, Yuuki;Hishikawa, Toshimitsu;Gotoh, Ken-ichi;Naitoh, Munetaka;Mitani, Akio;Noguchi, Toshihide;Ariji, Eiichiro;Kodera, Yoshie
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제47권3호
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    • pp.199-207
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    • 2017
  • Purpose: Evaluation of alveolar bone is important in the diagnosis of dental diseases. The periodontal ligament space is difficult to clearly depict in cone-beam computed tomography images because the reconstruction filter conditions during image processing cause image blurring, resulting in decreased spatial resolution. We examined different reconstruction filters to assess their ability to improve spatial resolution and allow for a clearer visualization of the periodontal ligament space. Materials and Methods: Cone-beam computed tomography projections of 2 skull phantoms were reconstructed using 6 reconstruction conditions and then compared using the Thurstone paired comparison method. Physical evaluations, including the modulation transfer function and the Wiener spectrum, as well as an assessment of space visibility, were undertaken using experimental phantoms. Results: Image reconstruction using a modified Shepp-Logan filter resulted in better sensory, physical, and quantitative evaluations. The reconstruction conditions substantially improved the spatial resolution and visualization of the periodontal ligament space. The difference in sensitivity was obtained by altering the reconstruction filter. Conclusion: Modifying the characteristics of a reconstruction filter can generate significant improvement in assessments of the periodontal ligament space. A high-frequency enhancement filter improves the visualization of thin structures and will be useful when accurate assessment of the periodontal ligament space is necessary.

가시광에서 하이브리드 렌즈를 사용한 반사굴절식 전방위 줌 광학계의 설계 및 성능평가 (Design and Performance of a Catadioptric Omnidirectional Zoom Optical System Using a Hybrid Lens for Visible Light)

  • 박현식;조재흥
    • 한국광학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.96-104
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    • 2020
  • 주간 무인 감시를 위하여 가시광 파장 범위인 400~700 nm에서 렌즈와 거울의 기능을 동시에 갖는 구멍 없는 하이브리드 렌즈를 활용한 반사굴절식 전방위 줌 광학계를 설계하고 그 성능을 분석하였다. 하이브리드 렌즈는 렌즈에 구멍을 뚫는 작업이 없고 광학 부품의 수량을 줄일 수 있기 때문에 전방위 줌 광학계의 제작과 조립에서 많은 장점을 갖는다. 이 광학계에서 결상된 도넛 형태의 상에서 안쪽의 압축된 낮은 공간주파수의 상 영역을 확대하여 보기 위해서 줌 렌즈의 기능을 추가한 전방위 광학계의 최적화 설계를 진행하였다. 그 결과 최적화 설계된 광학계의 변조전달함수, 스폿 다이어그램 분석, 공차 분석을 통해 이 광학계의 성능을 분석한 결과로부터 설계 목표 사양을 만족함을 알 수 있었다. 줌 광학계를 주밍할 때 -30~50℃의 온도 변화에 따른 비열화 해석을 한 결과, 적절한 렌즈의 재질을 선정하여 온도 변화에도 상 거리 변화가 거의 없는 광학계임을 확인하였다.

바이오 응용을 위한 지능형 실리콘 비드 칩 설계 (Intelligent silicon bead chip design for bio-application)

  • 문형근;정인영
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.999-1008
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    • 2012
  • ISB(Intelligent Silicon Bead)는 기존 CMOS 칩과 달리 CMOS SoC의 전원을 포함한 외부와의 인터페이스(interface)를 모두 빛을 이용하여 칩의 초소형화 및 단가를 낮추고 광통신, 메모리 기능을 탑재한 신개념 바이오 실험용 칩이다. 본 논문에서는 외부리더기로부터 비드칩에 인가된 하나의 광신호를 통해 전력과 신호를 동시에 전달하기 위한 저전력, 저면적특성의 광수신단 설계와 입력프로토콜에 대해서 소개하고 이를 시뮬레이션 및 측정을 통해 검증한다. 또한 칩의 ID를 기록/저장하기 위한 저전력 PROM을 설계하여 광신호 입력에 따른 출력 결과 값을 얻는데 성공한다. 본 연구를 통하여 기존 RFID에서 발생한 칩면적 소형화의 한계와 높은 단가 등의 문제점을 해결하여 새로운 유형의 바이오용 칩 개발을 기대할 수 있다.

OFDM 전송시스템의 새로운 채널 보상 및 등화 기법 (A Novel Channel Compensation and Equalization scheme for an OFDM Based Modem)

  • 서정현;이현;정차근;조경록
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권12A호
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    • pp.1009-1018
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    • 2003
  • 본 논문에서는 OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)방식을 적용하는 ITS (Intelligent Traffic System) 시스템에서 페이딩 채널을 보상하기 위한 새로운 기법을 제안한다. 기존의 방법과는 달리 파일럿 채널을 이용한 채널 보상 회로에 나눗셈이 없고 간단한 구조의 성능을 저하시키기 않은 알고리즘을 제안하여 회로의 동작 속도와 크기에서 이점을 얻는다. 또한 제안한 회로는 빠른(fast) 페이딩에서 생긴 왜곡을 먼저 보상하고 채널과 심벌의 간섭을 단일 탭 등화기로 제거하여 이중 채널 보상 효과를 얻는다. 모든 알고리즘은 디지털 시스템 구현에 적합하게 제시되고 검증된다. 본 논문의 채널 보상 방법으로 하드웨어 구현 시 사이즈가 20%감소하며. 16-QAM (16-Quadrature Amplitude Modulation)방식의 ITS모뎀에 적용 시 SNR (Signal-to-Noise Rate)이 l0dB 이하에서 3dB정도 BER (Bit Error Rate)이 개선된 결과를 얻었다.

홀로그램 광 저대역 필터의 MTF 특성 개선을 위한 다중 위상 설계 (Design of Multi-phase Holographic Optical Low-pass Filter for the Improvement of the MTF Characteristics)

  • 오용호;고춘수
    • 한국광학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.334-339
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    • 2005
  • 디지털 영상 장치에서 홀로그램 광 저대역 필터를 사용할 때 해상도 저하 문제를 개선하기 위해 다중 위상 홀로그램을 설계하였다. 자체 제작한 몬테-카를로 방식의 홀로그램 설계 프로그램을 이용하여 회절광 세기 분포가 원형에 가깝도록 홀로그램을 설계하였고 그 회절 효율과 MTF를 구하였다. 설계 결과 홀로그램의 한 주기를 구성하는 셀의 개수는 MTF 특성에 별로 영향을 미치지 못한 반면에 홀로그램의 위상 수는 큰 영향을 미침을 확인하였다. 4 위상 홀로그램은 2 위상 홀로그램과 회절 효율이 같고 MTF 또한 2 위상에서와 같이 저주파수 영역에서 직선 형태가 되어 필터로서의 특성이 변하지 않았다. 그러나 8 위상 홀로그램의 경우에는 회절 효율도 2 위상에 비해 크게 개선되었고 저주파수 영역에서의 MTF 값도 증가하여 필터의 성능이 크게 향상되었다. 16 위상인 경우에는 회절 효율도 더 증가하고 MTF 그래프도 더 위로 볼록한 모양이 되었으나 그 증가 폭은 크게 감소하였다. 설계된 8 위상 홀로그램을 제작하고 MTF를 측정하여 2 위상보다 MTF 특성이 향상됨을 실험적으로 확인하였다.

한국 주변 해역에서의 SAR 영상 응용예 (Some Applications of SAR Imagery to the Coastal Waters of Korea)

  • 김태림
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.61-71
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    • 1999
  • 한국 남쪽 해역에서 획득한 SAR 영상들로부터 해양 표면에 나타난 물리 현상등이 관측되었다. 1994년 10월 11일 제주도 남서쪽 연안에서의 ERS-1 SAR 영상에서는 남쪽으로부터의 너울 형태의 파랑이 관측되었으며 변도 전달함수를 적용하여 영상으로부터 파랑 스펙트럼을 구하였다. 1996년 8월 15일 제주도 북쪽 연안의 RADARSAT SAR 영상에서 관측된 내부파는 여름철의 성층화된 해수에서 조류 전류시 조류가 해저 지형과의 상호 작용에 의하여 발생한 것으로 추측되며 솔리톤의 형태를 띠고 있다. 1997년 4월 3일 거제도 부근에서 발생한 유류오염 사고 3일 후에 획득한 RADARSAT SAR 영상에서는 사고 당시 유출된 기름들이 잘 나타났으나 복잡한 해안 지형과 생화학적 요인에 의한 다른 Slicks들도 함께 나타났다.

A TiO2-Coated Reflective Layer Enhances the Sensitivity of a CsI:Tl Scintillator for X-ray Imaging Sensors

  • Kim, Youngju;Kim, Byoungwook;Kwon, Youngman;Kim, Jongyul;Kim, MyungSoo;Cho, Gyuseong;Jun, Hong Young;Thap, Tharoeun;Lee, Jinseok;Yoon, Kwon-Ha
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제18권3호
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    • pp.256-260
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    • 2014
  • Columnar-structured cesium iodide (CsI) scintillators doped with thallium (Tl) are frequently used as x-ray converters in medical and industrial imaging. In this study we investigated the imaging characteristics of CsI:Tl films with various reflective layers-aluminum (Al), chromium (Cr), and titanium dioxide ($TiO_2$) powder-coated on glass substrates. We used two effusion-cell sources in a thermal evaporator system to fabricate CsI:Tl films on substrates. The scintillators were observed via scanning electron microscopy (SEM), and scintillation characteristics were evaluated on the basis of the emission spectrum, light output, light response to x-ray dose, modulation transfer function (MTF), and x-ray images. Compared to control films without a reflective layer, CsI:Tl films with reflective layers showed better sensitivity and light collection efficiency, and the film with a $TiO_2$ reflective layer showed the best properties.

Optimization of exposure parameters and relationship between subjective and technical image quality in cone-beam computed tomography

  • Park, Ha-Na;Min, Chang-Ki;Kim, Kyoung-A;Koh, Kwang-Joon
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제49권2호
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    • pp.139-151
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    • 2019
  • Purpose: This study was performed to investigate the effect of exposure parameters on image quality obtained using a cone-beam computed tomography (CBCT) scanner and the relationship between physical factors and clinical image quality depending on the diagnostic task. Materials and Methods: CBCT images of a SedentexCT IQ phantom and a real skull phantom were obtained under different combinations of tube voltage and tube current (Alphard 3030 CBCT scanner, 78-90 kVp and 2-8 mA). The images obtained using a SedentexCT IQ phantom were analyzed technically, and the physical factors of image noise, contrast resolution, spatial resolution, and metal artifacts were measured. The images obtained using a real skull phantom were evaluated for each diagnostic task by 6 oral and maxillofacial radiologists, and each setting was classified as acceptable or unacceptable based on those evaluations. A statistical analysis of the relationships of exposure parameters and physical factors with observer scores was conducted. Results: For periapical diagnosis and implant planning, the tube current of the acceptable images was significantly higher than that of the unacceptable images. Image noise, the contrast-to-noise ratio (CNR), the line pair chart on the Z axis, and modulation transfer function (MTF) values showed statistically significant differences between the acceptable and unacceptable image groups. The cut-off values obtained using receiver operating characteristic curves for CNR and MTF 10 were useful for determining acceptability. Conclusion: Tube current had a major influence on clinical image quality. CNR and MTF 10 were useful physical factors that showed significantly associations with clinical image quality.

Correlation analysis between radiation exposure and the image quality of cone-beam computed tomography in the dental clinical environment

  • Song, Chang-Ho;Yeom, Han-Gyeol;Kim, Jo-Eun;Huh, Kyung-Hoe;Yi, Won-Jin;Heo, Min-Suk;Lee, Sam-Sun
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제52권3호
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    • pp.283-288
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    • 2022
  • Purpose: This study was conducted to measure the radiation exposure and image quality of various cone-beam computed tomography (CBCT) machines under common clinical conditions and to analyze the correlation between them. Materials and Methods: Seven CBCT machines used frequently in clinical practice were selected. Because each machine has various sizes of fields of view (FOVs), 1 large FOV and 1 small FOV were selected for each machine. Radiation exposure was measured using a dose-area product (DAP) meter. The quality of the CBCT images was analyzed using 8 image quality parameters obtained using a dental volume tomography phantom. For statistical analysis, regression analysis using a generalized linear model was used. Results: Polymethyl-methacrylate (PMMA) noise and modulation transfer function (MTF) 10% showed statistically significant correlations with DAP values, presenting positive and negative correlations, respectively (P<0.05). Image quality parameters other than PMMA noise and MTF 10% did not demonstrate statistically significant correlations with DAP values. Conclusion: As radiation exposure and image quality are not proportionally related in clinically used equipment, it is necessary to evaluate and monitor radiation exposure and image quality separately.

어드미턴스 모델을 이용한 다이아몬드 터닝머시인의 초정밀진동제어 (Admittance Model-Based Nanodynamic Control of Diamond Turning Machine)

  • 정상화;김상석
    • 한국정밀공학회지
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    • 제13권10호
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    • pp.154-160
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    • 1996
  • The control of diamond turning is usually achieved through a laser-interferometer feedback of slide position. The limitation of this control scheme is that the feedback signal does not account for additional dynamics of the tool post and the material removal process. If the tool post is rigid and the material removal process is relatively static, then such a non-collocated position feedback control scheme may surfice. However, as the accuracy requirement gets tighter and desired surface cnotours become more complex, the need for a direct tool-tip sensing becomes inevitable. The physical constraints of the machining process prohibit any reasonable implementation of a tool-tip motion measurement. It is proposed that the measured force normal to the face of the workpiece can be filtered through an appropriate admittance transfer function to result in the estimated dapth of cut. This can be compared to the desired depth of cut to generate the adjustment control action in additn to position feedback control. In this work, the design methodology on the admittance model-based control with a conventional controller is presented. The recursive least-squares algorithm with forgetting factor is proposed to identify the parameters and update the cutting process in real time. The normal cutting forces are measured to identify the cutting dynamics in the real diamond turning process using the precision dynamoneter. Based on the parameter estimation of cutting dynamics and the admitance model-based nanodynamic control scheme, simulation results are shown.

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