• 융합정보논문지
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• 제9권6호
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• pp.7-12
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• 2019

수중촬영을 위해서는 촬영자가 장비를 갖추고 수중으로 진입하여 촬영해야 한다. 촬영자가 직접 수중에 진입하기 때문에 수중에 존재하는 다양한 장애물이나 깊은 수심으로 인해 안전사고가 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 수중 입체촬영을 위한 수면호버링 드론에 대해 제안하였다. 레이저 센서를 이용한 수위측정을 통해 드론이 일정 높이의 수면에서 호버링한 상태에서 촬영부만 수중으로 이동시켜 수중상태를 입체로 촬영하는 최적의 기법에 대해 기술하였다. 제안한 수중 입체촬영기법은 수중촬영에 드론을 사용함으로써 촬영자가 직접 수중으로 진입하지 않아도 되기 때문에 안전사고에 대한 문제점을 해결할 수 있으며 저비용으로 수중입체영상을 획득할 수 있는 장점을 갖고 있다. 입체촬영용으로 제안한 캠의 촬영각을 분석하여 적정한 입체영상의 시청이 가능한 조건을 수중 18cm높이에서 바닥면 거리가 41.4cm 일 때로 규정하고 수면호버링 드론의 엘리베이션 체인에 의해 하강하는 촬영부의 높이를 조정하도록 제안하였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권2호
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• pp.187-195
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• 2017

상안면부 외상(upper facial trauma)의 초기진단에서 standard Water's view (S-Water's)는 여러 구조물의 중첩과 얇은 뼈의 해부학적 특성 때문에 검사 시 적절한 노출조건, 정확한 환자위치잡이, 환자의 도움, 촬영자의 전문성과 숙련도가 필요하다. 본 연구는 엎드린 자세가 불가능한 경우 안와 골절에 대한 진단적 가치를 높이고 자 reverse Water's view (R-Water's)의 적절한 각도를 찾고자 하였다. 인체모형 팬텀를 사용하였고, 촬영조건은 75 kVp, 400 mA, 45 ms, 1 mAs, SID 100 cm였다. 검사방법은 팬텀을 테이블에 똑바로 누운 자세에서 orbito-meatal line (OML)의 각도를 $0^{\circ}$에서 $50^{\circ}$ 범위에서 촬영 각도를 조절하여 영상을 얻었다. R-Water's 영상 평가는 자체 개발한 평가항목을 토대로 분석하였다. 세부항목으로는 상악동(maxillary sinus), 관골궁(zygomatic arch), 추체부(petrous ridge)와 영상왜곡(image distortion)이었다. 통계분석은 Kippendorff's alpha와 kappa를 확장한 Fleiss' kappa를 적용하였다. 각 항목별 총 세 명의 평가자에 대한 일치도는 상악동, 0.957 (0.903, 0.995); 관골궁, 0.939 (0.866, 0.987); 추체부, 0.972 (0.897, 1.000); 영상 왜곡, 0.949 (0.830, 1.000)로 모두 높았다. 측정별 각도 구간을 분석에 대한 high-quality (HI)와 perfect agreement (PA)로 정의하여 각 항목별로 점수화한 결과, 상악동 ($36^{\circ}-44^{\circ}$), 관골궁 ($33^{\circ}-40^{\circ}$), 추체능선 ($32^{\circ}-50^{\circ}$), 영상왜곡 ($44^{\circ}-50^{\circ}$)구간에서 높았다. 본 연구결과 상안면부 외상환자에 있어 똑바로 누운 자세에서의 R-Water's의 적정 각도는 $36^{\circ}-40^{\circ}$로 판단된다. 본 연구결과는 단순촬영을 통한 안면부 골절의 신속한 진단에 도움을 줄 것으로 사료된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제30권2호
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• pp.105-111
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• 2007

상악동은 연령이 증가함에 따라 크기와 형태가 변화하고, 추체부와의 해부학적 상관관계도 변화된다. 유 소아의 연령대별 상악동과 추체부의 상관관계 변화에 따른 촬영 기준 각도(OML과 IP가 이루는 각도)를 산출함으로서 PNS Water's 영상의 이상적 구현을 위한 촬영 기준 각도를 제시하고자 한다. 본원 내원 환자 50명을 대상으로 두개부에 납볼을 붙이고, PNS Water's 촬영 자세에서 X-선 발생장치와 디지털카메라를 동시에 이용하여 PNS Water's 및 Skull trans-Lat.의 X-선 촬영을 실시하고 PNS Water's 촬영 자세에서 일반사진 측면상을 촬영한 후, 방사선 영상을 이용 중심선속의 입사 경로와 OML과 상악동 하연에서 추체부를 연결하는 선의 각도(Angle A)를 산출하여 $90^{\circ}-Angle A의 그래프를 얻고, 일반사진 측면상에서는 이상적인 Water's 영상으로 평가된 환자의 OML과 Image Plate(IP)가 이루는 각도(Angle B)를 산출하여 연령에 따른 그래프를 작성한 후, 두 개의 그래프를 비교 분석하였다. 분석 결과 OML과 Image Plate(IP)가 이루는 각도(Angle B)는 4세 소아에서는 평균 $43^{\circ}로 마호니가 제시한 기준각도인 $37^{\circ} 보다 크게 나타났으며, 연령이 증가함에 따라 각도가 감소하여, 만 30세 부터는 $37^{\circ}에 근접하는 결과를 얻을 수 있었다. PNS Water's 검사에서 상악동의 성장을 고려하여 연령별 OML과 Image Plate(IP)가 이루는 각도에 변화를 주어 촬영한다면, 유 소아 발생하기 쉬운 상악동의 왜곡을 최소화하여 보다 정확한 검사가 가능할 것으로 사료된다.

• 핵의학기술
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• 제15권1호
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• pp.81-85
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• 2011

암 환자의 영상에서 stomach의 병변과 분비물을 구분하기란 쉽지 않다. 이 연구의 목적은 검사 전 충분한 수분 섭취로 stomach의 병변과 분비물의 분별력을 높임으로서 추가 촬영을 줄이기 위하여 시행하였고 본 연구는 총 228명의 암 환자로 2010년 8월 18일부터 2010년 9월10일까지 진행하였으며, 2010년 8월 18일부터 2010년 8월 31일까지는 수분섭취 제한환자가 115명이었고, 2010년 9월 1일부터 2010년 9월 10일까지는 촬영 직전 수분을 500 cc 정도 섭취한 후 검사를 진행한 환자로 113명이었다. 이 검사를 시행한 결과 전체 암 환자 228명을 대상으로 촬영 수분 섭취 제한 환자는 총 115명이고, 이중 추가 촬영이 없는 환자가 89명이었고, stomach 추가 촬영을 진행한 환자가 13이었으며, 기타 추가 촬영을 진행한 환자는 13명이었다. 그리고 촬영 직전 수분을 500 cc 정도 섭취한 후 검사를 진행한 환자 113명 중 추가 촬영이 없는 환자가 109이었고, stomach 추가 촬영을 진행한 환자가 1명이었으며, 기타 추가 촬영을 진행한 환자는 3명에 해당하였다. 이와 같은 결과로도 수분을 500 cc 정도 섭취하고 검사를 진행한 환자에게서 추가 촬영이 줄었음을 알 수 있었으나, 정확한 유의성을 알기 위하여 pearson의 chi-square test를 시행한 결과 유의확률이 0.05보다 작은 0.001이었으므로 두 집단은 유의한 관련성이 있음을 알 수 있고 최소 기대빈도가 6.94로서 5보다 작은 기대빈도가 없었으므로 pearson의 정확한 검정을 할 필요는 없었고, 위의 연구로 인하여 물을 검사 직전 약 500 cc 정도 섭취하고 촬영을 진행하면 stomach 추가 촬영을 현저히 줄일 수 있으며 기타 추가 촬영 또한 줄일 수 있음을 알 수 있었고 검사 지연 시간 또한 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.62-62
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• 2018

무선영상취득시스템(WIA 시스템, Wireless Image Acquisition System)은 라즈베리 파이에 전용 카메라와 WiFi 모듈을 장착하여, 하천의 영상을 실시간으로 촬영하여 무선으로 서버로 전송하는 시스템이다. 이 시스템이 갖는 가장 큰 이점은 시스템을 구성하는 비용이 매우 저렴하다는 점이다. 라즈베리 본체와 카메라 모듈, WiFi 모듈 모두 매우 저렴하고, 또 사용하는 전력이 작아서 상용 전원이 아닌 태양광 발전이나 배터리 등을 이용할 수 있다. 따라서 비용과 장소에 구애받지 않고 손쉽게 어디든지 설치하여 하천의 상시 감시나 계측에 활용할 수 있다. 또한, 상용 전원을 이용하지 않아도 되기 때문에, 산간벽지나 오지 등의 소하천 관리에도 적합하다. 본 연구에서는 이 WIA 시스템을 경상남도 김해시의 대청천에 적용하여 홍수 시 하천의 수표면을 촬영하고, 촬영된 동영상을 분석하여 수위와 유속을 동시에 계측하여 유량을 산정하였다. 라즈베리 파이에 $640{\times}480$ 화소의 카메라를 장착하여 10분 간격으로 10초간의 동영상을 촬영하고, 이를 WiFi 모듈을 이용하여 무선으로 서버로 전송한다. 전송된 동영상을 분석하기 전에 설치 지점의 3차원 좌표 변환 자료와 횡단면 좌표를 입력하여 대상 지점의 측정 매개변수를 설정한다. 즉, 이들 자료에서 영상 내의 표정점과 측정선을 설정해 둔다. 그 다음, 전송된 동영상을 시공간 영상으로 만들어 수위를 분석한다. 비슷한 방법으로 동영상에서 유속을 분석하고, 분석된 수위와 유속, 그리고 미리 설정된 횡단면 좌표를 이용하여 유량을 산정해 낸다. 설치된 WIA 시스템을 실제로 운용하여, 2017년 9월 11일의 06:10~19:00의 호우 사상 전체를 분석하였다. 10분 간격으로 촬영된 10초간 동영상 중에서 적절한 분석이 가능한 영상 77개에서 수위와 유속을 분석한 결과, 최대 수위는 0.746 m(간이수위표 기준), 최대 유속은 0.962 m/s, 최대 유량은 $12.977m^3/s$에 이르렀다. 지점 특성상 다른 유속계를 이용한 검증은 사실상 불가능하였다. 또, 하폭이 넓어서 일출 전과 일몰 후의 촬영 자료는 분석이 어려운 점이 있다. 이러한 기술적 문제들을 보완하면, WIA 시스템을 이용한 소하천의 수위와 유속 측정 시스템은 경제성이고 효율이 높은 관측시스템으로 유망할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.497-502
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• 2017

하천의 수리 정보는 여러 가지 하천 사업 수행에 기본 자료로서 매우 중요한 역할을 한다. 하지만 우리나라의 하천 수리 정보는 대하천 중심으로 조사되고 있고, 중 소하천에 대한 수문조사는 상대적으로 매우 미진한 실정이다. 본 연구의 목적은 중 소하천에 대하여 정확도 높은 수리 정보를 저비용, 실시간으로 취득하기 위한 시스템을 개발하는데 있다. 이를 위해 하천의 수면을 촬영하여 촬영된 영상을 실시간으로 서버로 자동전송하는 시스템인 WIA 시스템(wireless image acquisition system)을 개발하였다. 그리고 촬영된 영상을 분석하여 수위를 도출하는 영상 분석 프로그램, 수위-유량 관계 곡선(rating curve), 미계측 지점에 대한 하천수리 정보를 계산하기 위한 HEC-RAS를 포함하는 River-HQ 시스템을 개발하였다. 개발된 WIA & River-HQ 시스템은 한국건설기술연구원의 하천실험센터 내 직선 수로에서 검증되었다. 그 결과, 영상 분석에 의한 수위는 계측 수위와 유사하였고, 미 계측 단면에 대한 수위 역시 계측 결과를 비교적 잘 모사하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.73-73
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• 2015

자연 하천의 홍수 유량 측정은 매우 어렵고 많은 비용과 시간, 노력을 요하는 작업이다. 보다 안전하고 경제적인 유량 측정의 대안으로 제시된 것이 하천 표면의 영상 분석을 이용하는 표면영 상유속계이다. 본 연구는 안드로이드 기반의 스마트폰을 이용한 실시간 표면영상유속계를 개발하는 것이다. 스마트폰에 내장된 카메라, GPS, 방향 센서, CPU를 활용하여, 실시간으로 현장에서 하천의 표면유속을 측정하는 것이다. 먼저, 스마트폰의 GPS를 이용하여 측정 현장의 위치를 잡고, 경사계(방향 센서)를 활용하여 카메라와 촬영면의 기하적인 관계를 설정한다. 수표면과 카메라의 높이차만을 입력하고, 측정된 카메라의 경사에서 하천 수표면의 위치관계를 추정할 수 있는 카메라 모형을 작성하였다. 이 방법을 이용함으로써 기존 표면영상유속계의 단점 중 하나인 참조점 보정이 필요없도록 하였다. 내장된 카메라로 정해진 시간(3초) 동안 동영상을 촬영하고, 촬영된 동영상은 개방 소스의 영상처리 라이브러리인 JavaCV를 이용하여 프레임별로 분할하고, 이를 시공간 영상 분석하여 하천 표면의 2차원 유속장을 추정한다. 영상의 시공간 분석에는 상호상관 시공간분석법을 이용하였다. 모든 코드는 안드로이드 운영체제에서 실행되도록 Java로 작성하였다. 시판되는 안드로이드 스마트폰에 적용하여 현장 시험한 결과 3초간의 영상 처리에 5초 정도를 소요하여, 거의 실시간으로 유속을 측정할 수 있었다. 또한 유속 측정 오차는 일반적인 영상 처리의 오차인 5% 내외였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.613-621
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• 2019

하지 혈관조영검사에서 움직임을 줄이기 위한 방법으로 재질별 하드보드지, 포맥스, 폴리카보네이트, 아크릴을 사용하여 고정용 보조기구를 제작하였고, 제작된 재질별 Phantom의 정량적 화질평가를 위해 마스크 영상, DSA 영상, Roadmap 영상을 SNR과 CNR로 분석하여 보조기구의 유용성을 알아보고자 하였다. DSA 기법으로 하지 Phantom 만을 사용하여 촬영한 마스크 영상과 보조기구 위에 하지 Phantom을 올려놓고 촬영한 마스크 영상의 SNR과 CNR을 비교한 결과 SNR은 약 0~0.06(0~10%), CNR은 약 0~0.003(0~5.36%)정도의 낮은 차이를 확인 하였다. DSA 기법으로 혈관모형의 Water Phantom 만을 사용하여 촬영한 영상과 보조기구 위에 Water Phantom을 올려놓고 촬영한 영상의 SNR과 CNR을 비교한 결과 SNR은 약 0.11~0.35(0.78~2.47%), CNR은 약 0.016~0.031(0.18~2.85%) 정도의 낮은 차이를 확인 하였다. Roadmap 기법으로 Water Phantom 만을 사용하여 촬영한 영상과 보조기구(하드보드지, 포맥스, 폴리카보네이트, 아크릴) 위에 water Phantom을 올려놓고 촬영한 영상의 SNR과 CNR을 비교한 결과 SNR은 0.02~0.05(0.54~1.38%), CNR은 0.002~0.004(1.96~3.70%) 정도의 낮은 차이를 확인 하였다. 결과적으로 보조기구를 사용하지 않았을 때와 보조기구(하드보드지, 포맥스, 폴리카보네이트, 아크릴)을 사용하였을 때를 비교 했을때 SNR과 CNR의 차이가 낮아 보조기구의 사용이 화질의 미치는 영향이 적다고 판단된다. 환자 고정을 위한 보조기구의 사용은 움직임에 따른 조영제 사용량 감소, 시간적 측면 감소, 방사선 피폭 감소, 위험요소의 제거 등에 유용하게 사용할 수 있으며, 보조기구 제작에 대한 각각재료들의 장점은 많으나 본 연구에서 하드보드지 경우 다른 재료에 비해 가격이 저렴하고, 가공이 쉬운 장점을 가지고 있어 검사 및 시술에서 쉽게 적용이 가능할 것으로 판단된다. 검사자가 보조기구를 제작하여 사용 할 때 각 검사의 목적 및 방법에 맞게 재질의 특성, 경제성을 고려하여 사용하는 것이 유용할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.69-69
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• 2017

최근 여러 분야에서 드론에 대한 관심도가 높아짐에 따라, 하천분야에서도 다양한 연구에 드론이 활용하고 있다. 드론관련 기술의 발전으로 GPS와 같은 첨단 기술이 탑재되어 사용자에게 여러가지 정보를 제공하며, 조작 또한 간단하여 누구나 쉽게 활용할 수 있다. 그리고 무엇보다도 사람이 접근하기 힘든 지역을 쉽게 촬영할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 드론을 기반으로 표면영상유속측정법을 적용시켜 하천의 표면유속을 효율적으로 측정하는 것이다. 표면영상유속측정법은 카메라로 촬영된 영상을 이용하여 표면유속을 도출하기 때문에 촬영된 영상이 무엇보다도 중요하다. 하지만 드론으로 촬영된 영상들은 아무리 정지비행을 잘하더라도 필연적으로 영상에 흔들림이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 흔들린 영상에 대하여 형태 정합법에 의해 보정을 하였으며, 이는 가장 핵심적인 기술이라 할 수 있다. 형태 정합법에 의한 영상 보정 과정은 고정된 표정점을 영상에서 추적한 뒤, 기준 영상의 표정점과 보정 영상의 표정점이 일치하도록 보정하였다. 영상 보정 후 영상 처리와 분석프로그램을 통하여 유속을 도출한다. 기존의 표면영상유속측정법에서는 표정점을 설치한 후 각 표정점마다 측량을 실시하여 좌표를 측정하였다. 이는 한국건설기술연구원 안동하천실험센터와 같이 이상적인 실험을 진행할 수 있는 환경에서는 문제가 없다. 하지만 실제 하천에서 표면유속측정 시 하천의 폭, 주변 환경 등의 영향으로 측량작업에 많은 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 Arduino와 GPS센서를 이용하여 표정점을 구성하였다. Arduino와 GPS 센서를 이용하면 각 표정점들의 좌표를 노트북에서 실시간으로 자동으로 확인할 수 있다. GPS 센서의 측정 오차에 따라 관측 오차가 다소 존재하지만, 실제 측량을 할 때와는 비교할 수 없을 정도로 신속하게 표정점의 좌표를 구할 수 있다. 이를 바탕으로 실험 하천에 대해 적용한 결과 기존의 방법에 비하여 간편하고 빠르게 표면유속측정을 수행할 수 있었으며, 표면유속측정값 또한 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.53-60
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• 2020

이 연구의 목적은 Roadmap 영상에서 화질에 영향을 미치는 인자들을 알아보기 위한 것으로, 조영제의 희석률, Collimation Field, Flow Rate를 변화하여 연구를 하였다. 화질의 정량적인 평가를 위해, 아크릴를 이용하여 3mm 혈관모형의 Water Phantom을 자체 제작하였고, 자체 제작한 혈관모형의 Water Phantom으로 Roadmap 영상을 획득하고, SNR(Signal to Noise Ratio)과 CNR(Contrast to Noise Ratio)을 분석하였다. CM : N/S 희석률 변화에 대한 연구에서 CM : N/S 희석률을 (100%~10% : 100%)로 변화를 주었으며, 혈관모형 Water Phantom을 이용하여 촬영한 Roadmap 영상의 SNR과 CNR의 측정 결과 CM에 N/S 희석률이 높아질수록 SNR의 측정값이 점차적으로 낮아짐을 나타났고, CNR의 측정값도 점차적으로 낮아짐을 나타났다. 결론적으로 CM : N/S의 희석률이 높아질수록 SNR과 CNR 낮아짐을 확인하였고, CM : N/S의 희석률(100%~70 : 30%)에서 유의한 이미지를 얻을 수 있음을 확인하였다. Collimation Field 변화에 대한 연구에서 혈관모형 Water Phantom을 이용하여 Colimation Field를 혈관모형 중심으로 좌, 우 2 cm 간격으로 좁히면서 0 cm, 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm 10 cm, 12 cm으로 각각 변화를 주었으며, Roadmap을 촬영한 영상의 SNR과 CNR의 측정 결과는 Collimation Field를 혈관모형 중심으로 좁힐수록 SNR과 CNR의 측정값이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Flow rate 변화에 대한 연구에서 Autoinjector의 Volume을 15로 일정하게 하고, Flow Rate를 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 으로 각각 변화를 주었다. 혈관모형 Water Phantom을 이용하여 Roadmap 영상을 촬영한 이미지의 SNR과 CNR의 측정 결과 Flow Rate를 증가했을 때, SNR의 측정값이 점차적으로 감소하다가 Flow Rate 9~10에서 SNR의 측정값이 점차적 증가를 보였고, CNR의 측정값도 점차적으로 감소하다가 Flow Rate 9~10에서 CNR의 측정값이 점차적으로 증가를 보였다. 그러나 ROI Mean 값과 Background Mean 값으로 SNR과 CNR의 상관관계를 확인할 수 없었다. 상관관계를 확인하기 위해 Flow Rate 변화에 따른 Roadmap 연구는 향후 더 많은 연구로 확인해야 할 것으로 사료된다. 결론적으로 Roadmap 영상의 화질에 영향을 미치는 인자들을 알아보기 위해 조영제의 희석률, Collimation Field, Flow Rate 변화에 대한 연구에서 조영제에 N/S의 희석률이 증가할수록 SNR과 CNR이 낮아져 화질과 대조도가 낮아지는 것을 확인하였으며, Collimation Field를 좁힐수록 SNR과 CNR이 증가하여 화질과 대조도가 높아지는 것을 확인하였다. 그러나 Flow Rate 변화에 대한 연구에서는 상관관계를 확인할 수 없었다. 검사 및 시술을 할 때 신장의 영향을 최소화하기 위해 적절한 조영제 농도 선택과 대조도 향상 및 피폭 감소를 위한 적절한 Collimation Field를 사용하는 것이 유용할 것으로 판단된다.