• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.541-543
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• 2022

In recent years, retinal disorders have become a serious health concern. Retinal disorders develop slowly and without obvious signs. To avoid vision deterioration, early detection and treatment are critical. Optical coherence tomography (OCT) is a non-invasive and non-contact medical imaging technique used to acquire informative and high-resolution image of retinal area and underlying layers. Disease signs are difficult to detect because OCT images have many areas which are not related to any disease. In this paper, we present a deep learning-based method to perform multi-label classification on a long-tailed OCT dataset. Our method first extracts the region of interest and then performs the classification task. We achieve 98% accuracy, 92% sensitivity, and 99% specificity on our private OCT dataset. Using the heatmap generated from trained convolutional neural network, our method is more robust and explainable than previous approaches because it focuses on areas that contain disease signs.

• 한국광학회지
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• 제17권2호
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• pp.113-119
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• 2006

망막검사를 위한 검안경용 망막 카메라를 개발하기 위한 광학계 설계를 연구하였다. 이에 앞서 사람의 눈에 대한 광학계 제원은 김상기와 박성찬이 발표한 정밀모형안을 채택하였다. 이를 토대로 하여 광학계를 4개의 렌즈 군으로 구성하였고 제 1군으로 모든 시야각에 대한 광을 중심으로 모았다가 제2, 제3, 제4군에 의해 결상하도록 하였다. 결상된 망막의 상은 CCD 광검출기에 의해 모니터로 전시한다. 제 1군을 단일 렌즈로 하고 나머지 광학계를 triplet로 하여 최적화를 통해 설계하였다. 광선수차, spot diagram, 회절을 고려한 point spread function 및 MTF를 계산하여 분석한 결과, 좋은 성능을 가진 광학계 설계가 가능하였다. 본 연구 결과에서 얻은 광학계로서 양질의 망막 카메라를 개발할 순 있을 것으로 믿는다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권7호
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• pp.835-842
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• 2006

이 연구의 목적은 시각에서의 망막 상 이론을 세우는 데 있어 Kepler가 어떻게 과학적 문제를 발견하고 그의 이론 형성 과정에서 어떻게 귀추적 사고를 하였는가를 조사하고, 그 분석 결과를 통해 과학에서의 창의성 교육을 위한 시사점을 얻는 것이었다. 관련 문헌들의 심층적인 분석을 통해, Kepler의 망막 상 이론에서의 과학적 문제 발견은 당시 시각 이론에 대한, 그의 정확하고 적절한 광학적 지식을 바탕으로 한 비판적 분석으로부터 이루어졌으며, 그는 새로운 이론을 세우는 과정에서 이미 알고 있는 구면 렌즈에서의 광학적 현상을 눈의 메카니즘 설명에 도입함으로써 귀추적 사고의 과정을 거쳤음이 밝혀졌다. 이러한 결과들로부터 과학 창의성 교육을 위한 시사점이 다음과 같이 도출되었다. 첫째는, 과학 창의성교수 자료의 개발에 있어서 프로그램 속에 Kepler의 과학적 문제 발견과 같은 상황이 제시될 필요가 있다는 것이며, 둘째로는, 적절하고 정확한 과학적 지식이 과학적 문제를 발견하고 가설을 형성하는 데 있어 필수적이라는 것이 지도되어야 하고, 마지막으로는, 학생 스스로 성공적인 문제 해결 경험을 가질 수 있도록 하고, 그것이 그들로 하여금 새로운 과학적 문제를 발견하는 데까지 이르도록 프로그램을 구성해야 한다는 것이다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2002년도 마이크로/바이오 가시화기술부문 학술강연회
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• pp.51-78
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• 2002

A number of research groups worldwide are studying electronic implants that can be mounted on retinal optic nerve/visual cortex to restore vision of patients suffering from retinal degeneration. The implants consist of a neural interface made of biocompatible materials, one or more integrated circuits for stimuli generation, a camera, an image processor, and a telemetric channel. The realization of these classes of neural prosthetic devices is largely due to the explosive development of micro- and nano-electronics technologies in the late $20^{th}$ century and biotechnologies more recently. Animal experiments showed promise and some human experiments are in progress to indicate that recognition of images can be obtained and improved over time. We, at NBS-ERC of SNU, have started our own retinal implant project in 2000. We have selected polyimide as the biomaterial for an epi-retinal stimulator. In-vitro and in-vivo biocompatibility studies have been performed on the electrode arrays. We have obtained good affinity to retinal pigment epithelial cells and no harmful effect. The implant also showed very good stability and safety in rabbit eye for 12 weeks. We have also demonstrated that through proper stimulation of inner retina, meaning vision can be obtained.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.1594-1600
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• 2005

기존의 기계시각의 문제점을 극복하기 위해 최근에는 인간시각의 모델에 관한 연구가 진행 중이다. 인간시각에 관한 연구의 시발점으로 생리학과 생물학적 연구를 바탕으로 망막의 메커니즘에 대해서 분석한다. 망막에서는 정보축약, 경계선검출, 영역대비강조 등 3가지 정보처리가 일어나며, 각 정보처리에 의해 가공된 영상은 뇌로 전달되어 인식하게 된다. 본 논문에서는 웨이블릿을 이용하여 정보축약과 경계선을 검출하고, 영역대비강조에 의한 망막의 메커니즘을 제안한다. 실험에서는 각 단계에서의 세포의 결과를 모의실험하고, 제안된 알고리즘에 의해 영역이 강조된 결과영상을 비교하였다.

• 한국광학회지
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• 제15권5호
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• pp.461-468
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• 2004

본 논문에서 연구된 정밀모형안은 정시안에서 1.2 시력의 적정한 수차를 가진 모형안임을 확인하였다. 망막의 특성을 생략한 안광학계에 광전달함수를 사용하여 망막에서의 광세기 분포를 조사하여 자각식으로 측정한 임상자료와 비교하였다. 망막의 광학적 특성을 나타내는 안구의 수차, 회절, 망막 대비감도, Stiles-Crawford 효과, 동공크기를 포함한 대비감도함수를 계산하였다. 모형안에 동공직경 1 mm와 8 mm의 범위에서 정시안과 비정시안에 대해 대비감도함수와 변조전달함수를 비교하여 시력을 예측하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제15권3호
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• pp.293-299
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• 2011

In this study, we demonstrated Fourier-domain/swept-source optical coherence tomography (FD/SS-OCT) at a center wavelength of 800 nm for in vivo human retinal imaging. A wavelength-swept source was constructed with a semiconductor optical amplifier, a fiber Fabry-Perot tunable filter, isolators, and a fiber coupler in a ring cavity. Our swept source produced a laser output with a tuning range of 42 nm (779 to 821 nm) and an average power of 3.9 mW. The wavelength-swept speed in this configuration with bidirectionality is 2,000 axial scans per second. In addition, we suggested a modified zero-crossing method to achieve equal sample spacing in the wavenumber (k) domain and to increase the image depth range. FD/SS-OCT has a sensitivity of ~89.7 dB and an axial resolution of 10.4 ${\mu}m$ in air. When a retinal image with 2,000 A-lines/frame is obtained, an acquisition speed of 2.0 fps is achieved.

• 인지과학
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• 제16권3호
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• pp.175-188
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• 2005

최근의 연구에서 Li, Brenner, Cornelissen과 Kim (2002)은 추적 눈 운동 동안의 2차원 모양지각이 망막에 형성된 이미지 내용을 그대로 반영한다는 것을 보여 주었는데, 이러한 연구는 2차원 모양판단에 있어서 망막 외 정보가 전혀 고려되지 않았음을 시사한다. 이와 같은 실험실 연구와 달리, 실제 생활에서 2차원 모양지각의 왜곡은 대부분의 경우에 발생하지 않는데, 가능한 한 가지 이유는 실험실 연구에서 사용된 자극의 경우에 참조대상이 존재하지 않는데 비하여, 실제 생환에서는 다양한 참조대상이 목표대상의 주변에 존재하기 때문이다. 목표대상과 참조대상의 상대적인 위치관계는 추적 눈 운동 동안에 망막에서도 그대로 유지되는데 시각체계가 이러한 안정적인 관계를 목표대상의 모양을 지각할 때에 이용할 가능성이 있다. 본 연구에서는 다양한 참조대상을 이용하여 이러한 가능성을 검증하였다. 흥미롭게도, 추적 눈 운동 동안에 참조대상이 목표대상 주위에 존재할 때에도 모양지각 왜곡이 관찰되었는데, 왜곡의 양은 참조대상이 존재하지 않을 때에 비하여 감소하였다. 참조대상의 효과는 참조대상과 목표대상의 거리에 비례하였다. 이러한 실험결과는 추적 눈 운동 동안의 2차원 모양지각에 참조대상 정보가 이용되지만, 참조대상에 대한 정보만으로는 실제생활에서의 안정적인 모양지각을 설명할 수 없음을 시사한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.1082-1088
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• 2009

망막 질환의 진단에서 안저영상은 환자의 망막 상태에 대한 객관적인 평가와 기록에 중요하다. 특히 혈관의 분석은 당뇨병, 고혈압 등의 진단과 경과 관찰에 매우 중요하다. 혈관 영역을 검출하기 위해 톱-햇(Top-hat) 필터를 사용하여 균일하지 않은 배경 영상을 보상하고, 대비 제한의 적응적 히스토그램 보정(contrast limited adaptive histogram equalization) 방법을 적용하여 대비를 향상시켰다. 영상에 전처리를 한 후 헤이지안 행렬(hessian matrix)을 적용하여 혈관 성분을 검출한 결과 제안된 방법이 기존의 정합 필터(matched filter) 방법보다 약 1.3% 더 정확하였다. 결론으로 제안한 알고리즘은 안저 영상에서 혈관 영역을 검출하는데 있어서 기존 방법에 비해서 향상되었다.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권6호
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• pp.597-604
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• 2019

This study was performed to evaluate objective visual quality and ocular scattering in myopic refractive-surgery patients, compared to emmetropes. Optical vision-quality parameters (modulation transfer function (MTF) cutoff and Strehl ratio) and objective scattering index (OSI) were measured using an optical quality analysis system (OQAS II) based on the double-pass technique. In all subjects, the higher the MTF cutoff and Strehl ratio, the lower the OSI and ocular higher-order aberrations (HOAs). The MTF cutoff and Strehl ratio for the laser-assisted subepithelial keratectomy (LASEK) group were lower than those for the emmetropia group, while the OSI, ocular HOAs, and spherical aberration (SA) for the LASEK group were higher than those for emmetropia group. Ocular scattering would be one of the important factors in regard to visual quality. Therefore, the quality of the retinal image in the LASEK patients has been shown to reduce the quality of vision more than in the emmetropes.