영상 워핑은 입력 영상을 주어진 조건에 적합하게 변형하는 기술로, 최근 영화나 애니메이션 분야에서 캐릭터의 얼굴 형상을 변형하는데 활용되고 있다. 얼굴 특징을 기반으로 형상을 변형하는 워핑 방법 가운데 하나인 메쉬 워핑은 입력 영상에서 눈, 코, 입 주변의 사각형 모양의 메쉬 그룹을 형성하여 1:1정합시킴으로써 워핑 영상을 생성하는 방법이다. 이는 메쉬 제어점 좌표에 오차가 있거나 작은 면적의 메쉬로 세분화되어 생성된 경우 메쉬들의 경계 선분에서 결과 영상이 일그러지는 문제점이 있다. 본 연구는 얼굴의 자연스러운 워핑 영상을 생성하는 과정에서 오류 발생을 최소로 하며 정확한 결과를 적은 연산량과 시간에 처리하기 위해 삼각형기반의 영상 보간 기법을 제안한다. 우선 얼굴을 대표하는 특징점들을 찾고 이들을 연결하여 기본 삼각형 메쉬를 구성한다. 제안하는 방법은 기존의 메쉬 워핑과 비교하여 연산 처리량과 시간은 단축되면서 워핑 과정에서의 오류 발생을 줄일 수 있음을 실험으로 보인다.

Displacement is one of the most fundamental responses, containing useful information regarding dynamic behavior of a structure. Traditional displacement measurement devices such as LVDT have disadvantages in their high cost and few options on installation locations. For the sake of economic reason, vision-based displacement measurement systems using low cost cameras have been developed, yet these systems still have difficulties in finding appropriate camera positions; camera should be placed perpendicular to targets. This study presents a new vision-based displacement measurement system using the planar homography method that results in accurate displacement measurement, allowing the camera to face targets with an arbitrary angles. The proposed vision-based system was experimentally validated from a laboratory test.

To monitor dynamic responses of bridges, the vision-based system using commercial video-related equipment is developed. The research and development has been performed for dynamic characteristics extraction of external tendons in PSC box girder bridges. The vision-based dynamic measurement system consists of an industrial camera and notebook computer that can measure tendon's vibrations with 100 fps. The vision-based system was successfully tested and verified in the testbed bridge.

흉부 CT와 같이 조직 대조도 차이가 큰 부위의 CT 검사도 환자의 팔의 위치에 따른 아티팩트 발생과 화질저하, 과다피폭 등을 방지하기 위하여 환자의 손을 머리 위로 올리고 검사를 시행하고 있다. 흉부 CT와 같이 조직 대조도 차이가 큰 부위의 검사에서 환자 팔의 위치에 따라 화질저하, 과다피폭 등이 발생한다. 2012년 서울의 K 대학병원 흉부 CT 검사는 1,642건이었다. 이중 118건이 팔을 올리지 않고 흉부 CT검사를 시행하였다. 정상적으로 팔을 올리고 검사한 그룹은 총 DLP 값의 평균이 275 mGy․cm로 나타났으며 팔을 올리지 않고 검사한 그룹의 총 DLP값 평균은 312.46 mGy․cm로 나타났다. 동일 환자의 경우 후향적 조사에서 적극적으로 팔을 올리고 검사한 경우 총 DLP 값이 267.5 mGy․cm로 조사되었고 팔을 올리지 않고 검사한 경우 총 DLP 값이 307.5 mGy․cm로 나타났다. 흉부 CT 검사에서 검사자가 적극적으로 팔을 올리지 않고 검사하면 인체의 가장 두꺼운 부위인 어깨부위를 통과한 X-ray 광자의 부족으로 인해 선형 아티팩트가 발생하였다. 흉부 CT 검사시 적극적으로 팔을 올려서 검사하는 노력으로 적은 피폭선량과 양질의 의료영상을 환자에게 제공할 수 있는 선량 최적화의 방법이 될 것이다.

본 연구에서는 에너지 변화에 의하여 발생하는 콤프턴 산란이 화질에 영향을 미친다는 것을 증명하기 위하여 웨이브릿 변환으로 신호의 특성을 추출하였다. 추출된 데이터를 분석하여 에너지의 변화에 따른 산란선의 화질영향 정도를 평가하고자 하였다. 이를 위하여 공학용 도구인 MatLab Tool을 이용하여 프로그램을 작성하였고, 작성된 프로그램을 이용하여 관전압 증가에 따른 산란선의 변화를 평가하였다. 평가결과 CR과 DR 모두 관전압 변화에 따라서 고주파영역의 주파수 변화가 있는 것으로 보아 콤프턴 산란선의 영향이 있는 것으로 나타났다. 급격한 주파수의 변화가 나타나는 관전압 영역이 CR은 80 kVp, DR은 90 kVp로 나타난 것으로 보아 DR의 검출기는 에너지에 대한 민감도가 낮은 것으로 알 수 있다. 결론적으로 본 연구의 결과로 보아 CR보다는 DR이 에너지가 높은 방사선에 민감한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 공학용 도구인 MatLab Tool을 이용한 영상의 화질평가 방법이 공식적인 화질평가의 방법으로 인정되어 유용하게 적용될 것을 기대한다.

기상청에서는 AWS(Automatic Weather System)의 위치정보를 제공한다. 하지만 자료에 따라 실제 위치정보와 경위도로 제공된 위치정보상의 차이가 발생한다. 본 연구는 기상청에서 제공되는 경위도 정보와, 실제 GPS 관측정보, 정사영상을 활용하여 AWS 위치정보상의 차이를 검증한다. 그리고 각각의 위치정보별로 공간내삽법을 적용하였을 경우 어떠한 특성이 나타나는지 분석한다.

자갈 이상의 조립질 재료로 이루어진 하천의 하상 재료 입도분석은 많은 노력과 경비를 소요하는 일이기 때문에, 적절히 분석되지 못하고 있는 것이 현실이다. 본 연구의 목적은 자갈 이상의 조립질 재료로 이루어진 하상의 입도 분포를 영상 처리를 통하여 분석하는 기법을 개발하는 것이다. 전체 개발 과정은 개별 입자의 영상 정보 분석과정과 하상 영상에서 입자를 분석하는 두 과정으로 이루어졌다. 먼저 개별 입자들의 영상에 나타난 평면 특성(장축, 중간축, 면적 등)이 실제 입자와 어떤 관계를 가지는지 분석하였다. 이를 위하여, 대종천, 밀양강, 형산강의 3개 하천에서 420개의 자갈 시료를 채취한 뒤, 각 입자의 버니어캘리퍼스로 장축, 중간축, 단축의 길이를 측정하고, 저울로 중량을 측정하였다. 채취된 입자를 개별적으로 영상으로 찍은 후, 영상에서 장축과 중간축, 면적을 계측하는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 이용한 영상 정보와 실제 측정한 자료를 비교하였다. 입자의 개별 측정 결과 자갈 하천의 하상 재료의 형상계수는 0.51~0.59 이었다. 이는 모래 하상의 0.7, 자갈 하천이 이보다 약간 작다는 통상적으로 알려져 있는 지식과 부합하였다. 또한, 하천에 따라 형상 계수는 약간의 차이를 보이기 때문에 일괄적으로 통일된 값을 적용하기는 어려울 것으로 보인다. 한편, 자갈의 중량은 장축이나 중간축보다는 면적과의 상관성이 더 높다. 이 자료의 결과를 이용하여 영상 분석에서 나온 면적을 입자의 중량과 공칭직경으로 환산하는 방법을 제시하였다. 두 번째 과정으로 ImageJ 프로그램을 이용하여 대종천, 밀양강, 형산강의 하상 영상에 적용하여 자갈입자의 면적을 분석하고 이를 입도분포 곡선으로 환산하였다. 영상 분석에서 구한 입도분포를 시료를 채취하여 실측한 자료와 비교한 결과는 매우 타당한 결과를 보였다.

그동안 우리나라는 화산재해에 대해 비교적 안전한 지역으로 인식되고 있었으나, 최근 백두산 지역의 다양한 화산분화 전조현상 발생 등 화산재해 위험성을 제기하는 전문가의 의견이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 향후 발생가능한 화산재해에 대해 신속·정확하게 대응하기 위한 공간정보 기반의 화산재해대응시스템 개발방안을 제시하였으며, 실제 파일럿 시스템을 개발하여 상용화 시스템 개발을 위한 기반을 마련하였다. 향후 화산재해대응시스템이 소방방재청 국가재난관리시스템(NDMS) 체계에 탑재되기까지는 추가적인 연구 및 시스템 보완이 필요하나, 해당 시스템이 방재업무에 실용화 된다면 향후 백두산을 비롯하여 우리나라 인근지역에서 발생하는 화산재해로 인한 피해를 최소화 할 수 있음은 물론, 인도네시아를 비롯한 중남미 지역 등 화산재해발생 국가들까지의 수출도 가능할 것으로 기대된다.

본 연구에서는 레이저 가진을 이용한 초음파 전파 영상 기반 배관 비파괴 검사에 관해 다룬다. 손상의 영상화를 위해 갈바노미터 기반레이저 미러 스캐너와 Q-Switch Nd: YAG 레이저 시스템을 사용하였다. 레이저 시스템을 가진원으로 사용하면 빠른 속도로 비접촉 초음파 가진이 가능하며, 온도의 변화가 급격한 환경이나 유해 물질이 포함된 환경에서도 대상 구조물의 원거리 가진이 가능하다. 또한 공간해상도가 높으며, 입사각이 넓어 표면 형상이 복잡한 대상 구조물도 가진이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 레이저 시스템으로부터 생성된유도 초음파를 단일 PZT 센서를 사용하여 계측하고, 계측된 신호는 레이저 가진점에 해당하는 좌표점에 나열함으로써 2차원 공간좌표 및시간축을 더한 초음파 전파 영상 생성을 위한 3차원 데이터를 구성한다. 이 데이터를 시간 축에 따라 연속적으로 반복 재생하면 초음파 전파 영상을 구할 수 있다. 이 때 웨이블릿 변환을 이용하여 계측 신호의 특정 주파수 성분을 추출해냄으로써 관찰하고자 하는 특정 유도 초음파 모드를 추출할 수 있다. 이러한 일련의 과정으로부터 획득한 초음파 전파 영상 데이터를 시간-공간 영역에서 주파수-wavenumber 영역으로 변환시켜줌으로써 손상 특성을 추출할 수 있다. 본 연구에서는 손상의 진단 및 위치 추정을 위해 wavenumber 필터링 기술을 적용하였으며, 시스템 검증을 위해 다양한 배관구조물 Testbed를 대상으로 실험을 수행하였다.

건강에 대한 관심의 증대로 의료영상이 빠르게 증가하고 있으며, 컴퓨터 기술의 발전으로 의료영상의 디지털화가 빠르게 진전되어 PACS가 의료현장에 도입되었다. 이러한 현상에 의한 의료영상 생산의 증가는 의료영상을 판독하여야 하는 영상의학과 전문의의 업무량을 증가하게 하였다. 이러한 추세에 따라 컴퓨터를 이용한 보조 진단의 필요성이 대두되어 의료영상 판독 분야에 CAD라는 용어가 생겨나게 되었다. 본 연구에서는 디지털 X-선 유방촬영장치에 의하여 획득된 영상의 판독을 위한 CAD 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘을 Visual C++로 프로그램하여 실험하였다. 본 연구에 사용한 일곱 샘플영상을 CAD 알고리즘으로 실행한 결과 다섯 샘플의 결과는 양성종양 및 유방암으로 확인되었고 두 샘플 영상은 error처리 되었다. 본 연구에서 제시한 알고리즘과 이를 구현한 프로그램을 이용한다면 판독업무에 많은 도움이 될 것이며, 유방암의 조기발견에 크게 기여할 것으로 사료된다.

본 논문에서는 프랙탈 부호화시 변환식의 계수를 찾는 과정에서 블럭의 탐색영역을 줄이기 위해 탐색영역인 도메인 블럭의 특성을 화소의 밝기의 평균에 의한 클래스와 분산에 의한 클래스로 분류하여 리스트를 구성한 후 레인지 블럭과 같은 클래스를 가지는 도메인 블럭만 검색하도록 하면서 도메인 블록 탐색시 1차 허용 오차 한계값을 제어하여 리스트 탐색시 RMS값에 일정 허용오차 이내의 값을 가지면 리스트를 끝까지 탐색하지 않고 변환값을 결정하도록 하여 부호화 시간을 향상시켰다. 또한 퀴드트리 분할법으로 레인지 블럭의 크기를 가변시켜 변환(wi)의 수를 줄임으로서 압축효율을 높이고 도메인 레인지 블럭의 크기에 따라 탐색 영역의 탐색 밀도와 허용오차를 변화시켰을 때 화질 개선여부를 검토하였다. 제안된 방법으로 부호화한 결과 부호화 시간은 허용오차의 범위에 따라 향상되며 압축효과는 높아졌고 PSNR값은 다소 떨어졌으나 거의 무시할 수 있을 정도의 변화가 있었다.

In this paper, a robot vision technique is presented to detect obstacles, particularly approaching humans, in the images acquired by a mobile robot that autonomously navigates in a narrow building corridor. A single low-cost color camera is attached to the robot, and a trapezoidal area is set as a region of interest (ROI) in front of the robot in the camera image. The lower parts of a human such as feet and legs are first detected in the ROI from their appearances in real time as the distance between the robot and the human becomes smaller. Then, the human detection is confirmed by detecting his/her face within a small search region specified above the part detected in the trapezoidal ROI. To increase the credibility of detection, a final decision about human detection is made when a face is detected in two consecutive image frames. We tested the proposed method using images of various people in corridor scenes, and could get promising results. This method can be used for a vision-guided mobile robot to make a detour for avoiding collision with a human during its indoor navigation.

대퇴골은 사람의 뼈 중 가장 길며 체중을 지탱하는 골격체로 대퇴골간은 긴 파이프 모양이면서 안에 해면골이 거의 없어서 골절이 발생되면 재생이 어렵다. 사고로 인하여 발생되는 대퇴골의 골절은 골간부가 가장 높은 빈도로 발생한다. 골절의 수술방법은 골수강에 IM Nail을 삽입하여 골절부위를 고정하는 IM Nailing이다. 수술 시 대퇴골의 중심으로 진입하지 못하면 2차 골절 등의 피해가 발생하기도 한다. 본 연구에서는 수술 전 대퇴골의 CT IMAGE을 이용하여 3D 프린터로 환자 맞춤형 대퇴골을 제작하여 골수강으로 IM Nailing 시뮬레이션을 할 수 있도록 하였다. 수술 중발생할 수 있는 2차적 손상을 방지 하고 시간 단축, 정밀한 수술을 할 수 있을 것이다.

본 연구는 영상의학과 내원 환자를 대상으로 진단용 방사선 검사 시 방사선피폭 인식에 대한 관련요인을 분석하여 방사선피폭 인식의 변화를 위한 교육 자료를 만드는데 기초자료를 제공하기 위해 시도하였다.방사선 장치 중 가장 방사선 피폭을 가장 많이 받는 검사에 대해서는 전체 65.5%로 CT가 가장 높았으며, 방사선검사 시 피폭에 가장 민감한 부위에 대해서는 생식선 56.1% 가장 많았고, 방사선에 대한 정보 파악은 전체 26.3%가 TV나 신문을 통해 습득하는 것이 가장 많았다. 방사선 인식도, 방사선 유해성, 방사선 검사 시 심리상태, 방사선 피폭방지, 방사선 필요성에 대해서는 성별간 남자가 더 높게 나타났으며, 통계학적으로는 유의한 차이가 있었다.본 연구를 통해서 환자들로 하여금 방사선피폭에 대하여 올바르게 인식을 할 수 있도록 교육프로그램의 개발이 시급하며, 방사선사들에게는 환자의 피폭선량을 경감을 위한 세심한 배려가 필요하다고 하겠다. 또한 환자들은 방사선에대해서 올바르게 인식하는 것이 촬영 시 불안감과 방사선피폭을 줄일 수 있을 것이다.

류마티스성 관절염 등의 관절 질환이나 내반 변형 등을 동반한 환자에게 정형외과적으로 인공슬관절 치환술을 시행하는데 수술용 금속정을 삽입할 때 대퇴체부의 휨 정도로 인해 대퇴피질부에 손상을 주거나 2차 골절 등의 부작용을유발하기도 한다. 이때 대퇴체부의 중심 좌표값을 알면 금속정이 해부학적 모양의 중심으로 삽입될 수 있어 이러한 부작용을 예방할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 인공슬관절 치환술이 필요한 10명의 환자와 대퇴골 질환이 없는 정상군10명의 대퇴부 단층촬영영상을 이용하여 3차원 좌표값을 찾은 후 Matlab을 이용하여 중심좌표값을 찾아 해부학적 모양을 반영한 그래프를 얻었고, 구간별 3차원 곡률반경 값을 구하였다. 그 결과 실험군의 대퇴골 평균 곡률반경과 표준편차는 758.15±206.3 mm로 측정되었고, 정상군은 1672.97±395.6 mm로 측정되었다. 측정된 결과는 통계적 유의성확보를 위해 f-검정을 실행하여 두 집단간 평균의 차이를 검증하였다. 이 결과로 미루어 실험군의 대퇴체부 휨 정도가더 심함을 확일할 수 있었으며 이러한 영상 분석방법을 이용하여 해부학적 중심점을 찾는다면 인공슬관절 치환술 같은정형외과적 수술에 도움이 될 것이라 사료된다.

집행기능은 뇌손상환자의 회복을 촉진시키는데 중요한 역할을 하며, 그 손상 기전에 대한 이해는 중요하다. 본 연구에서는 기능적 자기공명 영상 기법을 이용하여 집행기능 수행에 관여하는 대뇌 활성화 영역을 파악하고자 실시하였다. 10명의 정상성인(남자 4, 여자 6)이 실험에 참여하였으며, 모두 폐쇄공포증이 없고 금속을 삽입한 수술의 경험이없는 평균 나이 24.5 세였다.기능적 자기공명영상 실험을 위한 과제는 단어-색체 검사 과제를 30초간의 자극제시 시간에 맞게 수정하여 제시한 후, SPM 99 프로그램을 이용하여 영상 재정렬(realignment), 표준화(nomalization)를 실시한 후 시간 순서대로 격자화하고, 각 영상 픽셀의 신호강도의 유의한 차이가 있는지를 알아보기 위해 휴지기와 활성기로 나누어 독립표본 t-검정(p<.05)을 실시하여 활성화 영상을 생성시켰다. 이를 표준 해부학적 영상에 중첩시켜 유의수준 95%에서 뇌 활성화영상을 얻었다. 기능적 자기공명 영상결과 집행기능과 관련 있는 내측 전전두엽, 전 대상회, 두정엽, 시각 전두영역,측두엽 등에서 활성화 우위를 보였다. 집행기능을 수행하는 뇌 활성화 영역을 확인하면 뇌가소성을 증진시키는 효과적인 인지 치료방법을 개발하는데 매우 유용하게 사용될 것이다.

This study evaluates thermal movements of an existing bridge using digital image processing technologies. Digital images are acquired from smart phones. Thermal movements which extracted from bridge bearings' images are compared to the results of conventional displacement transducers. It is concluded that the image-based process for measuring thermal movements of bridges is accurate, practical and cost-effective.

In this paper, we developed a performance evaluation system which enables to evaluate surface condition and sectional shape change of structure. We use various convergence technology such as 3D laser scanning, digital image processing and texture mapping. This modular system is quite practicable in matters of many current structures. This system can solve the problems in current visual inspection of structures, and systemize the inspection tasks scientifically.

Displacement is one of the most fundamental responses, containing useful information regarding dynamic behavior of a structure. Traditional displacement measurement devices such as LVDT have difficulties in using for full-scale civil structures mainly due to the installation inconvenience. The use of laser-based measurements is rapidly increasing; however, the high equipment cost prevents its wider adoption. This study uses a vision-based displacement measurement system as a cost-effective and practical solution for field testing. The vision-based system is used to measure vertical deflections of a railway bridge for high-speed trains to validate its applicability for the bridge deflection measurement.

최근 수리 실험 및 계측 분야에 영상유속계가 많이 이용되고 있다. 그러나 영상유속계의 영상 분석에 대한 표준적인 방법과 측정 불확도가 정립되어 있지 않아 일반 사용자들이 사용하기 어려운 것이 사실이다. 특히 영상유속계를 이용한 유속 산정 시 상관영역 크기 결정에 대한 기준이 없기 때문에 사용자마다 유속 산정 결과가 차이가 나는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 영상유속계의 상관영역 크기 변화에 따른 오차 분석을 통해 상관영역 크기 결정을 위한 자료를 제시하고 자 한다. 오차 분석을 위해 12개의 인공영상군을 제작하였으며, 다양한 입자수와 입자크기의 영상을 획득한 후 상관영역의 크기를 변화시키면서 산정한 유속을 인공영상의 유속 참값과 비교하여 오차 분석을 수행하였다. 오차 분석 결과 상관영역의 크기 변화에 따라 영상유속계로 산정한 유속값에 대한 오차가 달라짐을 확인하였고, 상관영역의 크기를 크게 결정할수록 오차가 줄어드는 것으로 나타났고, 동일한 상관영역의 크기로 유속을 산정할 경우 입자 크기가 증가할수록 또는 입자수가 증가할수록 오차가 작게 나타났다. 특히 영상유속계의 오차는 입자의 크기 보다는 입자수의 변화에 좀 더 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 상관영역의 크기가 커짐에 따라 최대 오차와 최소 오차간의 간격이 줄어드는 것을 확인하였으며, 영상 전체에서 산정한 유속의 평균 오차가 5% 이하를 만족시키는 상관영역 크기를 기준으로 그 이하의 상관영역에 대해서는 최대 오차와 최소 오차 간의 차이가 크게 나타나 영상유속계의 측정 불확실성이 큰 것으로 나타났다. 영상유속계의 신뢰수준별 입자밀도 변화에 따른 최소 상관영역의 크기를 분석한 결과 전반적으로 입자밀도가 커짐에 따라 상관영역의 크기는 작아지는 것으로 나타났지만 입자밀도가 작더라도 입자수가 큰 경우에는 신뢰수준을 만족시키는 최소 상관영역의 크기가 감소하는 것으로 나타났다.