• 한국운동역학회지
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• 제19권4호
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• pp.779-791
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• 2009

본 연구의 목적은 원위지점에서 움직이는 실험 데이터를 이용하여 그 점들의 회전운동 순간 중심점을 분석하는 프로그램(Centering 1.0)을 개발하는 것이다. 이를 위해 수학적인 알고리즘을 정의하고, 물체의 운동에 대한 실험 데이터를 입력하여 회전운동 순간 중심점을 찾아내는 컴퓨터 프로그램을 구현하였다. 프로그램을 검증하기 위한 실험 데이터는 한명의 숙련된 여성골퍼의 피칭(40m 캐리)과 퍼팅(4m) 스트로크 시 클럽의 움직임으로 수집하였다. 그리고 이 데이터를 본 연구를 통해 개발된 회전운동 순간 중심점 분석 프로그램에 적용하여 클럽의 움직임 시 회전의 중심점을 찾고, 그 위치의 크기를 반지름으로 나타내었다. Centering 1.0 프로그램은 구간을 크게 정의할 때 반지름의 오차가 약간 있었으나, 구간을 작게 나눌수록 매우 근사치의 값을 제시하여주었다. 피칭과 퍼팅을 비교할 경우에 피칭의 반지름이 퍼팅보다 매우 작게 나타났으며, 퍼팅의 경우 중심의 위치는 인체 내에 있지 않고 최고 3m 외부에 위치하는 것으로 나타났다. Centering 1.0 프로그램은 회전운동에서 구한 데이터의 최소 3개만 입력하면 반지름 값을 알 수 있으며, 이것이 누적되면 회전운동 순간 중심점의 이동경로를 알 수 있다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제26권1호
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• pp.115-126
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• 2014

목 적 : 다양한 치료 부위에 따라 MVCT(Megavoltage computed tomography)를 이용하여 치료 중(Intrafraction), 치료 간(Interfraction)의 장기 위치 변화를 측정하여 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구에서 두 경부(Head & neck), 흉부(Thorax), 간(Liver), 전립선(Prostate) 종양을 가진 48명 환자들은 전체 치료 과정동안 다양한 MVCT scan을 시행하였다. 평균 환자 당 60개의 MVCT 영상을 획득하여 분석하였다. 결 과 : 치료 간(Interfraction)오차는 흉부와 복부 그리고 골반이 종 방향(Longitudinal, Y)에서 3 mm 이상의 차이를 보였다. 치료 중(Intrafraction) 변화를 알아보기 위해 치료가 끝난 후에 MVCT를 찍어 확인한 후 치료 중(Intrafraction) 움직임 차이는 종 방향에서 2 mm 내외로 나타났다. 또한 치료 전과 후의 움직임의 변화로 인해 치료 간 그리고 치료 중의 차이를 확인하였다. 결 론 : 본 연구에서도 두 경부(Head & neck), 흉부(Thorax), 간(Liver), 전립선암(Prostate cancer) 환자들의 치료 간(Interfraction) 변화와 치료 중(Intrafraction)변화를 통해 적절한 고정 기구와 표적 여백의 윤곽을 완성하는데 도움이 될 거라 사료된다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.137-144
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• 2015

본 논문은 하지의 움직임을 측정하고 분석할 수 있는 관성센서 기반 보행분석 시스템에 관한 것이다. 본 시스템 구현을 위해 자이로스코프, 가속도계 및 지자계 신호를 이용한 자세 방위 측정장치 모듈을 일체형으로 개발하였으며, 다수의 모듈을 환자의 분절에 부착하여 공간상에서 각 분절의 방위각을 제공할 수 있도록 하였다. 또한 재활과 관련된 많은 응용에 있어 중요한 생체역학 측정값인 신체 분절간의 관절각을 추출하는 알고리즘을 제안하였다. 개발한 자세 방위 측정장치 모듈의 성능을 평가하기 위하여 3차원 공간상의 변위 및 방위를 밀리미터 해상도로 제공할 수 있는 Vicon을 참조 측정 시스템으로 이용하였으며, yaw와 pitch에서 1.08, 1.72도의 평균 제곱근 오차를 얻을 수 있었다. 보행 분석 시스템의 성능 검증을 위하여 7개의 AHRS 모듈을 하지에 부착하고 고관절, 무릎, 발목에 대한 관절각을 계산하여, Vicon과의 비교 실험을 수행하였다. 실험 결과 본 연구에서 개발한 시스템은 뇌졸중 후 회복단계 동안 사지 및 보행 동작을 실시간으로 분석, 제공함으로서 재활의 효과, 난이도 조절 및 피드백 요소를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.201-209
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• 2015

차대차의 측면충돌에서 충돌부위에 따라 차체의 변형정도는 크게 달라진다. 충돌로 인하여 차체에 변형이 일어나는 경우에 속도에너지가 변형에너지로 전달되어 거동이 달라진다. 일반적으로 교통사고분석에서는 충돌 후 차량의 거동을 운동량 보존법칙으로 분석하며 차체의 변형에 따른 에너지 흡수량은 반발계수를 입력하여 그 오차를 보정할 수 있으나 측면충돌에 대한 연구결과는 그다지 많지 않으므로 전방충돌과 후방추돌에 대한 연구결과를 참고해서 반발계수를 적용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 차체의 구조와 각 부품의 재질을 적용한 유한요소 차량모델을 외연적 유한요소법으로 해석하였으며, 그 결과를 분석하여 측면충돌에서 차량의 접촉부위에 따른 반발계수와 충돌감지시간을 도출하였다. 최종적으로 산출된 반발계수와 충돌감지시간을 적용하여 운동량보존법칙에 의해 얻어진 해석결과를 실제 차량의 충돌결과와 비교하였다. 그 결과로 유한요소해석 모델을 이용하여 도출한 초기 입력값을 적용했을 때 기존의 분석기법보다 해석의 신뢰도가 높다는 결과를 얻게 되었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제41권2호
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• pp.79-88
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• 2004

시선 위치 추적이란 현재 사용자가 응시하고 있는 위치를 컴퓨터 시각 인식 방법에 의해 파악하는 연구이다. 이러한 시선 위치 추적 기술은 많은 응용 분야를 가지고 있는데, 그 대표적인 예로는 양 손을 사용하지 못하는 심신 장애자를 위한 컴퓨터 인터페이스 및 3차원 시뮬레이터 프로그램에서 사용자의 시선 위치에 따른 화면 제어 등이 있다. 이 논문에서는 적외선 조명이 부착된 단일 카메라를 이용한 컴퓨터 비전 시스템으로 시선 위치 추적 연구를 수행하였다. 사용자의 시선 위치를 파악하기 위해서는 얼굴 특징점의 위치를 추적해야하는데, 이를 위하여 이 논문에서는 적외선 기반 카메라와 SVM(Support Vector Machine) 알고리즘을 사용하였다. 사용자가 모니터상의 임의의 지점을 쳐다볼 때 얼굴 특징점의 3차원 위치는 3차원 움식임량 추정(3D motion estimation) 및 아핀 변환(affine transformation)에 의해 계산되어 질 수 있다. 얼굴 특징점의 변화된 3차원 위치가 계산되면, 이로부터 3개 이상의 얼굴 특징점으로부터 생성되는 얼굴 평면 및 얼굴 평면의 법선 벡터가 구해지게 되며, 이러한 법선 벡터가 모니터 스크린과 만나는 위치가 사용자의 시선위치가 된다. 또한, 이 논문에서는 보다 정확한 시선 위치를 파악하기 위하여 사용자의 눈동자 움직임을 추적하였으면 이를 위하여 신경망(다층 퍼셉트론)을 사용하였다. 실험 결과, 얼굴 및 눈동자 움직임에 의한 모니터상의 시선 위치 정확도는 약 4.8㎝의 최소 자승 에러성능을 나타냈다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권1호
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• pp.141-148
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• 2011

기존의 많은 장면 전환 검출 알고리즘은 점진적 장면 전환을 검출하기보다는 급격한 장면 전환 검출에 중점이 맞추어졌다. 일반적으로 점진적 장면 전환 검출에 중점을 둔 알고리즘은 많은 연산량을 필요로 한다. 또한 장면 전환 검출에 오류 요소인 플래쉬 라이트, 카메라 움직임 및 특수효과 등의 다양한 오류 요소를 고려하지 못하는 경우가 많다. 또한 기존의 많은 방법들은 히스토그램 기반의 알고리즘을 제시하였지만 좋은 성능에 비해 처리속도에서 취약하다. 본 논문에서는 저장된 동영상으로 부터 수직과 수평 블록의 시간적 슬라이스 영상과 슬라이스 영상 내 매크로 블록에 해당되는 정보를 이용한 빠르고 정확한 장면 전환 검출 알고리즘을 제안한다. 슬라이스 영상으로부터 시, 공간 상관관계의 히스토그램을 구성하고, 이를 그래프 컷 분할 알고리즘에 적용하였다. 처리속도 향상을 위해 영상 전체가 아닌 각각 영상 내 수직, 수평 방향의 중심 부분의 해당되는 위치의 블록에서만 시공간 정보를 추출하여 히스토그램을 구성하였다. 또한 카메라, 물체의 움직임 및 특수효과 변화 등을 효과적으로 검출할 수 있도록 매크로 블록의 움직임과 형태 정보를 이용하여 상당한 변별력 향상을 보였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권1호
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• pp.40-46
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• 2006

암은 한국인의 사망원인 중 1위이며, 간암은 위암, 폐암과 함께 한국인의 3대 암의 하나로 발생 빈도가 높은 암이나, 대부분의 환자가 자각증상이 없어 수술이 가능한 시기를 지난 후에 진단되어 다양한 치료에도 불구하고 생존율이 낮다. 간암은 진단 시 종양의 크기가 비교적 크며, 주위 정상 간 조직의 견딤선량이 낮아 통상적인 방사선치료로는 간암세포의 치사량을 조사할 수 없어 표적장기에는 다량의 방사선을 조사하면서 주위정상조직에는 조사량을 최소로 할 수 있는 세기조절 방사선치료의 필요성은 매우 크다. 그러나 간암이나 폐암에서는 호흡이나 심박동, 장의 연동운동 등으로 상, 하, 좌, 우, 전, 후 방향으로 종양이 움직임으로 계획된 치료선량이 정확한 부위에 전달되는지에 대한 QA 기법이 개발되어 있지 않아 세기조절 방사선치료의 이론적인 많은 이점에도 불구하고 실제 임상에서의 치료는 활발하지 못하다. 본 연구에서는 35예의 간암환자를 대상으로 하여 복잡한 술기가 필요하지 않아 환자가 불편하지 않고 환자의 치료시간도 지연시키지 않으면서, 임상적용이 용이한 QA 방법을 고안하여 간암환자의 임상적용가능성을 입증하고자 하였다. 모든 환자에서 호흡으로 인한 종양의 이동폭이 가장 크다고 보고되고 있는 상하의 margin은 횡격막의 상하 이동을 5회 측정하여 평균값으로 정하고, 이 평균값만큼 상하 자동으로 반복 이동하도록 특수 제작한 장치 위에 팬텀을 고정하여 환자에서와 같은 조건으로 방사선을 조사한 후 방사선조사 선량을 TLD와 전리함으로 측정하고 컴퓨터 계산치와도 비교하여 3% 이내의 오차를 확인하였다. 환자의 첫 번째 치료에서 만든 확인 필름과 인체모형 팬텀에서 같은 방법으로 방사선을 조사하여 만든 확인 필름을 필름 스캐너로 선량을 측정한 후 90% 등선량 곡선을 비교하여도 큰 차이를 발견할 수 없어 임상에서 적용 가능한 QA 기법으로 제안하고자 한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제6권3호
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• pp.125-133
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• 2017

Time comparison is necessary for the verification and synchronization of the clock. Two-way satellite time and frequency (TWSTFT) is a method for time comparison over long distances. This method includes errors such as atmospheric effects, satellite motion, and environmental conditions. Ionospheric delay is one of the significant time comparison error in case of the carrier-phase TWSTFT (TWCP). Global Ionosphere Map (GIM) from Center for Orbit Determination in Europe (CODE) is used to compare with Bernese. Thin shell model of the ionosphere is used for the calculation of the Ionosphere Pierce Point (IPP) between stations and a GEO satellite. Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) and Koganei (KGNI) stations are used, and the analysis is conducted at 29 January 2017. Vertical Total Electron Content (VTEC) which is generated by Bernese at the latitude and longitude of the receiver by processing a Receiver Independent Exchange (RINEX) observation file that is generated from the receiver has demonstrated adequacy by showing similar variation trends with the CODE GIM. Bernese also has showed the capability to produce high resolution IONosphere map EXchange (IONEX) data compared to the CODE GIM. At each station IPP, VTEC difference in two stations showed absolute maximum 3.3 and 2.3 Total Electron Content Unit (TECU) in Bernese and GIM, respectively. The ionospheric delay of the TWCP has showed maximum 5.69 and 2.54 ps from Bernese and CODE GIM, respectively. Bernese could correct up to 6.29 ps in ionospheric delay rather than using CODE GIM. The peak-to-peak value of the ionospheric delay for TWCP in Bernese is about 10 ps, and this has to be eliminated to get high precision TWCP results. The $10^{-16}$ level uncertainty of atomic clock corresponds to 10 ps for 1 day averaging time, so time synchronization performance needs less than 10 ps. Current time synchronization of a satellite and ground station is about 2 ns level, but the smaller required performance, like less than 1 ns, the better. In this perspective, since the ionospheric delay could exceed over 100 ps in a long baseline different from this short baseline case, the elimination of the ionospheric delay is thought to be important for more high precision time synchronization of a satellite and ground station. This paper showed detailed method how to eliminate ionospheric delay for TWCP, and a specific case is applied by using this technique. Anyone could apply this method to establish high precision TWCP capability, and it is possible to use other software such as GIPSYOASIS and GPSTk. This TWCP could be applied in the high precision atomic clocks and used in the ground stations of the future domestic satellite navigation system.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권6호
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• pp.439-445
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• 2004

확산 텐서 영상은 조직 내 물 분자의 확산 현상을 이용하는 영상기법으로 조직 구조의 비등방성 및 방향성에 대한 정보를 제공해준다. 근육이나 뇌백질과 같은 조직에서는 신경다발들이 일정한 방향성을 가지고 있어서 그 방향에 대해서 확산이 잘 일어난다. 이러한 확산을 비등방성이라 한다. 확산의 비등방성의 정도는 RA, VR 그리고 FA와 같은 지표를 이용하여 나타낸다. 본 연구에서는 다른 확산 경사자장의 수에 대하여 각각 FA 영상을 만들었다. FA영상에 관심영역을 설정하고 FA 평균값 및 FA의 표준편차를 계산하였다. 그 결과, 경사자장의 방향수가 증가함에 따라서 FA값 및 FA의 표준편차가 감소하였다. 또한 ADC 측정 오차에 대한 표준 오차도 확산 경사자장의 방향수가 증가함에 따라서 감소하였다. 결론적으로 경사자장의 방향수에 따라서 잡음의 영향이 다르며, 더 많은 방향수를 사용하는 것이 FA영상의 질을 향상시킨다는 것을 알 수 있었다. 그러나 영상획득 시간과 FA의 표준편차 등을 고려했을 때. 임상적으로 사용될 확산 텐서영상의 방향수는 23개 정도가 적당하다고 결론 내릴 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권4호
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• pp.367-375
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• 2002

역운동학 알고리즘은 다관절체의 엔드 이펙터를 제어하기 위한 매우 유용한 방법이다. 대부분의 역운동학 처리 과정에서 주된 관심사는 다관절체가 가지는 자세의 형태 자체가 아니라 제어되는 다관절체의 엔드 이펙터의 위치와 방향이다. 그러나 삼차원 캐릭터 애니메이션과 같은 종류의 응용 분야에 있어서는 엔드 이펙터의 정확한 위치와 방향보다는 다관절체의 전체적으로 자연스러운 자세 자체가 훨씬 더 중요한 요소이다. 실제로 애니메이터가 기존의 역운동학 기법을 사용해서 인체와 같이 다수의 물리적인 제약조건을 가지는 인간형 삼차원 캐릭터의 자세를 자연스럽게 제어하기 위해서는 많은 시행착오를 겪어야만 하기 때문에 이를 보완하는 특별한 알고리즘이 요구된다. CCD(Cyclic Coordinate Descent) 알고리즘은 기하학적인 검색을 통해 원하는 위치에 엔드 이펙터를 위치시키는 해를 구하는 역운동학 방식의 하나로서 사용자 상호작용을 통한 다관절체의 자세 제어에 적합하다. 그러나 CCD 알고리즘의 해는 초기 자세에 강력하게 종속되어 있기 때문에 초기 자세에 따라서 서로 다른 많은 해들을 얻게 된다. 본 논문에서는 인간형 캐릭터의 자세 제어를 위해 균등 자세 지도를 이용한 귀납적 역운동학 알고리즘을 제안한다. 균등자세 지도의 학습 알고리즘은 인간의 다양한 자세를 왜곡 없이 양자화하기 때문에 균등 자세 지도를 이용해서 기술되는 모든 자세들은 사실적인 자세임을 보장한다. 그러므로 균등 자세 지도를 통해 계산된 다관절체의 엔드 이펙터가 원하는 삼차원 위치와 가장 가까운 자세를 추출해 냄으로써 자연스러운 자세를 가지는 역운동학의 결과를 얻을 수 있다. 이러한 방식은 키 프레임 기반 삼차원 캐릭터 애니메이션의 제작과 3차원 게임, 그리고 가상 현실 등의 분야에 유용하게 적용될 수 있다.